[发明专利]一种由松香酸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松香酸合成的磺酸锍盐类光产酸剂，涉及光产酸剂领域，一种由松香酸合成的磺酸锍盐类光产酸剂，其结构式为：其中，R₁为以及其它含氧的连接基团，R₂为氟代烷基。光产酸剂可以降低光产酸剂的扩散，改善边缘粗糙度，减小线宽粗糙度，提高分辨率；在193nm下更具透明性，有利于193nm光源下的曝光；具有优良的耐刻蚀性能；亲水亲油平衡，既具有合适的粘附力，又具有优秀的溶解性，溶解更加均匀，并且合成路线简单。

技术领域

本发明涉及光刻胶领域，特别涉及一种由松香酸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(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。

光产酸剂是光刻胶的光活性成分，其在辐射下产生酸。目前，离子型硫鎓盐类光产酸剂最为常见。光刻胶的设计离不开光产酸剂的设计和合成，设计光产酸剂需要考虑光产酸剂的量子效率、透光能力、酸的扩散以及亲水亲油平衡。这些性能会影响光刻胶的分辨率、线宽粗糙度和图像的轮廓。传统的硫鎓盐因为含苯环结构，在193nm透明度较差，对于后续曝光存在影响。

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，提供一种由松香酸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：

本发明一种由松香酸合成的磺酸锍盐类光产酸剂，所述光产酸剂的结构式为：

其中，R₁为以及其它含氧的连接基团，R₂为氟代烷基

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Ⅰ和光产酸剂Ⅱ：

作为本发明的一种优选技术方案，所述光产酸剂包括：

一种光产酸剂Ⅰ的合成方法，所述合成方法为：

M为碱金属；R₂为氟代烷基；

第一步：将1当量的松香酸和1当量的化合物Ⅰ-1加入到甲苯中，加入0.1～0.2当量的酸催化剂，将反应液回流15～20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，过滤上述混合液，收集烘干滤饼得到中间体Ⅰ-2；

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-20～-40摄氏度，在20～40分钟内慢慢加入1～1.5当量的三氟乙酸酐，搅拌反应20～40分钟，在搅拌下加入1当量的中间体Ⅰ-2的饱和水溶液，搅拌反应0.5～1.5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，得到光产酸剂Ⅰ。

作为本发明的一种优选技术方案，所述酸催化剂为对甲苯磺酸或者硫酸。

作为本发明的一种优选技术方案，所述M为钾、钠或者锂。

一种光产酸剂Ⅱ的合成方法，所述合成方法为：

M为碱金属；R2为氟代烷基；