[发明专利]一种含氟光刻胶酸敏树脂单体及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光刻胶树脂单体，公开了一种含氟光刻胶酸敏树脂单体及其制备方法和应用，涉及光刻胶领域，该树脂单体的结构为：其中R₁为氢或者甲基；R₂为C₁‑C₁₂的饱和烷烃基，且烃基结构中的亚甲基可以被酯基、醚基、碳酸酯基替代；R₃为为C₁‑C₁₂的饱和烷烃基；R₄为全氟代或者部分氟代的C₁‑C₁₂的饱和烷烃基。该树脂单体与其它树脂单体聚合后形成光刻胶树脂，可以改善光刻图案的线边缘粗糙度，提高分辨率，在193nm浸没式光刻中，增加光刻胶的疏水性，形成良好光刻图案。

技术领域

本发明涉及光刻胶技术领域，公开了一种含氟光刻胶酸敏树脂单体及其制备方法和应用。

背景技术

光刻技术是指利用光刻材料(特指光刻胶)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。

光刻材料(特指光刻胶)，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、光致酸产生剂、以及相应的添加剂和溶剂，这类材料具有光(包括可见光、紫外线、电子束等)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。根据光化学反应机理不同，光刻胶分为正性光刻胶与负性光刻胶：曝光后，光刻胶在显影液中溶解性增加，得到与掩膜版相同图形的称为正性光刻胶；曝光后，光刻胶在显影液中溶解性降低甚至不溶，得到与掩膜版相反图形的称为负性光刻胶。

光刻胶树脂是由多种不同结构的树脂按一定的比例共聚形成的聚合物，不同的树脂单体对聚合物的性质起着不同的影响，如改变曝光前后在显影液中的溶解度的酸敏树脂单体、增加脂溶性的内酯型结构的树脂单体、增加耐刻蚀性能的多脂肪环结构的树脂单体以及一些其它具有调节作用的树脂单体。

随着光刻技术的发展，光刻图案的尺寸要求越来越小，对光刻图案的分辨率和边缘粗糙度的要求也越来越高，光致抗蚀剂的性能改善也变得更加重要，因此，开发新的树脂单体改善光致抗蚀剂的性能是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种含氟光刻胶酸敏树脂单体。为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种含氟光刻胶酸敏树脂单体，所述树脂单体的结构为：其中R₁为氢或者甲基；R₂为 C₁-C₁₂的饱和烷烃基，且烃基结构中的亚甲基可以被酯基、醚基、碳酸酯基替代；R₃为C₁-C₁₂的饱和烷烃基；R₄为全氟代或者部分氟代的 C₁-C₁₂的饱和烷烃基。

优选的，所述树脂单体选自以下结构：

其中，R₁为氢或者甲基。

优选的，所述含氟光刻胶酸敏树脂单体的合成路线为：

其中，R₁为氢或者甲基；R₂为C₁-C₁₂的饱和烷烃基，且烃基结构中的亚甲基可以被酯基、醚基、碳酸酯基替代；R₃为C₁-C₁₂的饱和烷烃基；R₄为全氟代或者部分氟代的C₁-C₁₂的饱和烷烃基；

具体步骤如下：

步骤a.在碱性条件下，原料Ⅰ与丙烯酰氯或者甲基丙烯酰氯发生酯化反应生成中间体Ⅱ，溶剂为甲苯、二氯甲烷或者四氢呋喃；