[发明专利]丙烯酸羟基苯酯单体和聚合物

说明书

本发明专利申请是申请号为200810083794.7，申请日为2008年3月11日，发明名称为“丙烯酸羟基苯酯单体和聚合物”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

一方面，本发明涉及新的酚类丙烯酸酯单体的合成。另一方面，本发明涉及包含所述酚类丙烯酸酯单体的聚合物。

背景技术

光刻胶是用来将图像转移到基片上的光敏膜。在基片上形成光刻胶的涂层，然后透过光掩模，用活化辐射源使得所述光刻胶层曝光。所述光掩模具有对活化辐射不透明的区域，其它区域对活化辐射透明。用活化辐射曝光使得光刻胶涂层产生光诱导的化学变化，从而将光掩模的图案转移到所述涂敷了光刻胶的基片上。曝光之后，对光刻胶进行显影，以形成允许对基片进行选择性处理的立体图像。

人们对能够用短波长的辐射光成像的光刻胶很感兴趣，所述短波长辐射包括波长等于或小于270纳米、例如波长248纳米(KrF激光器提供)的曝光辐射。通过使用这种短曝光波长使得较小的特征可以形成。因此，使用能够在248纳米曝光条件下形成具有良好分辨率图像的光刻胶，可以形成极小的(例如小于0.25微米)特征，该特征可以符合工业上一直存在的对更小尺寸的电路图案的要求，例如以获得更大的电路密度和提高的器件性能。

尽管在产生高分辨率光刻胶立体图像的时候包括各种因素，但是抗蚀剂的树脂组分会具有很大的影响。人们已经进行了许多努力以制备新的抗蚀剂聚合物和单体。例如SPIE，第1466卷，《抗蚀剂技术和工艺的进展(Advances in Resist Technology and Processing)》(1991)。

发明内容

我们现在发现了新的合成酚类单体的方法，以及包含该单体的聚合物。

更具体来说，在一个方面，提供了合成酚类丙烯酸酯化合物的方法，所述酚类丙烯酸酯化合物是例如具有下式I的化合物：

式中R是氢或C_1-6烷基，例如甲基或乙基。

在另一个方面，本发明的合成方法可适当地包括多羟基苯基化合物(例如氢醌(C₆H₄-1-4-(OH)₂)，邻苯二酚(C₆H₄-1-2-(OH)₂)或间苯二酚(C₆H₄-1-4-(OH)₂))与丙烯酸酐(例如甲基丙烯酸酐或丙烯酸酐)的反应。较佳的是，所述反应在存在酸的条件下进行。在具体的体系中，使用丙烯酸，例如甲基丙烯酸或丙烯酸。适当地，所述酸可作为酚类试剂和酸酐试剂的溶剂。这些体系可以提供显著的优点，包括减少废物流和能够回收未使用的试剂。

在另一个方面，通过酸酐与甲基丙烯酸或丙烯酸之类的丙烯酸的反应，提供了用于该合成方法的酸酐和酸的混合物。在优选的体系中，使得乙酸酐之类的酸酐与摩尔过量的丙烯酸反应，同时通过蒸馏之类的方式除去较低分子量的酸酐反应产物(即酸)。

在另一个方面，本发明的合成方法包括使用酚类丙烯酸酯中间体，该中间体发生酸-酯交换反应，形成酚类丙烯酸酯化合物。更具体来说，使得多羟基苯基化合物(例如氢醌、邻苯二酚或间苯二酚)优选以摩尔过量与乙酸酐之类的酸酐反应，形成包含羟基和酯基的苯基化合物(例如C₆H₄(OH)(酯))，其包括单乙酸酯酚类中间体(例如(C₆H₄(OH)((OOCCH₃))，然后其可通过与合适的酸(例如甲基丙烯酸或丙烯酸)反应，发生酸-酯交换。

在又一个方面，提供了使用本文所述的单体制备聚合物的方法。因此，按照本文所述制备了酚类丙烯酸酯单体，然后使其与一种或多种其它的单体反应，形成所述聚合物。

具体实施方式

在本发明的某些优选的方面，提供了制备聚合物的方法，其中所述聚合物包含具有下式II所示的结构的重复单元：

在式II中，Z是桥连单元；X是一个或多个原子；各R¹是相同的或不同的非氢取代基；m是0(此时不含R¹取代基)-4的整数。

还提供了用来制备包含具有下式III所示结构的重复单元的聚合物的方法：

在式III中，R是氢或烷基，例如C_1-6烷基，特别是甲基；X，R¹和m与上面式I所述相同。