[发明专利]一种由莪术醇合成的磺酸锍盐类光产酸剂及其合成方法

说明书

本发明公开了一种由莪术醇合成的磺酸锍盐类光产酸剂，涉及光产酸剂领域，该光产酸剂的结构式为：R1选自和R2选自氟代烷基或者氟代环烷基，且R2结构中的部分亚甲基可以被酯基、醚、羰基或者碳酸酯基取代。该光产酸剂能够降低光产酸剂的扩散，有利于改善边缘粗糙度，减小线宽粗糙度，提高分辨率；亲水亲油平衡，既具有一定的粘附性，又可以在溶剂中均匀溶解，有利于成像；在193nm波长的光源下吸收低，更加透明，有利于光刻胶在193nm波长光源下的曝光，并且具有优良的耐刻蚀性能；合成方法简单。

技术领域

本发明涉及光刻胶领域，特别涉及一种由莪术醇合成的磺酸锍盐类光产酸剂及其合成方法。

背景技术

光刻技术是指利用光刻胶在可见光、紫外线、电子束等作用下的化学敏感性，通过曝光、显影、刻蚀等工艺过程，将设计在掩膜版上的图形转移到衬底上的图形微细加工技术。

光刻胶又称光致抗蚀剂，是光刻技术中涉及的最关键的功能性化学材料，主要成分是树脂、光产酸剂、以及相应的添加剂和溶剂，这类材料具有光化学敏感性，经光化学反应，本身在显影液中的溶解性发生变化。

为了满足高分辨率光刻所需的光刻胶材料，具有可控制的酸扩散性和溶解性的特制光产酸剂(PAG)是非常重要的。已经发现PAG阴离子的结构通过影响光产酸剂与其它光刻胶组分之间的相互作用，在光刻胶总体性能中扮演了重要角色。这些相互作用影响到光产酸剂的扩散特性，同时PAG结构和尺寸可影响PAG在光刻胶膜中的均匀分布。PAG的亲水性与亲油平衡与其自身的结构有关，光产酸剂有一定的亲水性，即其就具有一定的粘附性，能够较好的附着在硅片上，不易脱落，有利于刻蚀，具有一定的亲油性，能够均匀的溶解在溶剂中有利于成像；在光刻胶膜中的PAG没有粘附性则不利于光刻工艺的进行；PAG没有溶解均匀，则成像的光刻胶可以显示出例如底部组织和缺口/凹陷的缺陷，不利于显影和刻蚀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种由莪术醇合成的磺酸锍盐类光产酸剂及其合成方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种由莪术醇合成的磺酸锍盐类光产酸剂，所述光产酸剂的结构式为：

R₁选自和R₂选自氟代烷基或者氟代环烷基，且R₂结构中的部分亚甲基可以被酯基、醚、羰基或者碳酸酯基取代。

作为本发明的一种优选技术方案，所述光产酸剂包括光产酸剂A和光产酸剂B：

和

作为本发明的一种优选技术方案，所述光产酸剂的结构包括：

光产酸剂A的合成方法，所述合成方法为：

M为碱金属；

第一步：1当量的莪术醇与1当量的中间体Ⅰ-1加入甲苯中，加入0.1～0.5当量的酸催化剂，加热回流14～18小时，反应液冷却后过滤得到固体，固体用乙腈清洗，将混合的乙腈溶液进行浓缩，并加入到甲基叔丁基醚中进行打浆，过滤后收集烘干滤饼得到中间体Ⅱ-1；

第二步：在惰性气体保护下，将1当量的(环己-1,5-二烯基氧基)-三甲基-硅烷和1当量的四亚甲基亚砜溶解在氯仿中，冷却至-25～-35摄氏度，慢慢加入1.3～1.5当量的三氟乙酸酐，搅拌反应20～40分钟，在搅拌下加入1当量的Ⅱ-1的饱和水溶液，搅拌反应1～1.5小时，反应结束恢复到室温，分离水和氯仿，水相用氯仿萃取，氯仿相在真空下浓缩，得到粗产物，粗产品用甲基叔丁基醚洗涤，干燥得到光产酸剂A。

作为本发明的一种优选技术方案，所述M包括：钾、钠或者锂。