[发明专利]一种带有双酯结构的高纯光酸抑制剂及其合成方法

说明书

本发明适用于功能高分子材料领域，提供了一种带有双酯结构的高纯光酸抑制剂，结构式如下：其中Rsubgt;1/subgt;、Rsubgt;2/subgt;、Rsubgt;3/subgt;选自碳原子数1～4的饱和烷基。本发明以甲基丙烯酸酯为结构单元，在其中引入碱性基团形成带有双酯结构的高纯光酸抑制剂，可用来制备光刻胶的组合物，它可以控制非曝光区域的光酸扩散，同时能更有效的改善本身在光刻胶内的分布，提高光刻胶分辨率和线宽粗糙度，改善光刻胶的成膜能力。

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，尤其涉及一种带有双酯结构的高纯光酸抑制剂及其合成方法。

背景技术

光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂为主要成分的一种对光特别敏感的混合液体，别名为“光致抗蚀剂”。光刻胶对光非常敏感，透过光线，其化学特性就会发生变化，因此把光刻胶涂敷在硅基片上，再经过曝光、显影、刻蚀等工艺，就可以将设计好的图形复刻到硅基片上，因此光刻胶成为了光电信息产业中图形复刻加工技术中的关键性材料，用于对半导体芯片、液晶面板的控制电路、印刷电路板等基体的加工。

对于光刻胶而言，分辨率、灵敏度和线宽粗糙度是其中最为重要的三个指标，他们决定了芯片制造过程中，集成电路的图形的大小以及制造工艺。为了减小图形的尺寸以及优化制造工艺，就必须提高这三个最为重要的指标。

在化学放大型光刻胶曝光之后，控制光酸扩散是提高分辨率和减少线宽粗糙度的重要手段。提高控制光酸扩散能力的途径之一是利用酸碱中和的原理，使用碱性化合物来减低光酸扩散范围，这类碱性化合物被称为酸扩散抑制剂。

但是目前的光酸抑制剂与基体树脂结构不同，很难均匀的分散到光刻胶膜中，与其他组分之间的相容性差，所起的提高分辨率和降低线宽粗糙度的效果大打折扣。

发明内容

本发明实施例提供一种带有双酯结构的高纯光酸抑制剂，旨在解决目前的光酸抑制剂与基体树脂结构不同，很难均匀的分散到光刻胶膜中，与其他组分之间的相容性差等问题。

本发明实施例是这样实现的，一种带有双酯结构的高纯光酸抑制剂，其结构式如下：

其中R₁、R₂、R₃选自碳原子数1～4的饱和烷基。

本发明实施例还提供一种带有双酯结构的高纯光酸抑制剂的合成方法，包括以下步骤：

(1)在反应容器中加入乳酸酯、甲基丙烯酸、酸催化剂、溶剂和阻聚剂进行分水反应，得到中间体甲基丙烯酸乳酸酯；

(2)加入过量的仲胺，60-80℃加热反应5-10天；

(3)高真空条件下蒸馏。

更进一步地，所述乳酸酯为乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸环己酯中的一种或者多种。

更进一步地，所述酸催化剂为电子级浓硫酸、强酸性阳离子交换树脂、对甲苯磺酸中的一种。

更进一步地，所述溶剂为甲苯和/或正庚烷。

更进一步地，所述阻聚剂为酚噻嗪或对叔丁基苯酚。

更进一步地，所述仲胺为二乙胺、二丁胺、二叔丁胺、哌啶中的一种。

更进一步地，所述乳酸酯、甲基丙烯酸、酸催化剂、仲胺的摩尔比为1:(1-1.3):(0.1-0.5):(1.2-3)。

更进一步地，步骤(1)所述分水反应的反应温度为100-120℃，反应时间为5-10h。

本发明实施例还提供一种带有双酯结构的高纯光酸抑制剂的应用，用于光刻胶。