[发明专利]一种由2-环戊基环戊酮合成的可降解型树脂单体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及光刻胶技术领域，公开了一种由2‑环戊基环戊酮合成的可降解型树脂单体及其制备方法和应用，所述可降解型树脂单体的结构通式如下：其中R为烷基或杂烷基。可降解型树脂单体上含有叔丁基结构，在曝光时，光致产酸剂会产生酸，在酸的作用下，叔丁基结构会断开，导致聚合主链断开，形成小片段，能够改善光刻图形的边缘粗糙度，提高光刻胶的分辨率，断开后形成了具有良好碱溶性的羟基，有利于显影过程中的溶解，增加曝光后光刻胶在显影液中溶解速度，增大光刻胶的对比度。

技术领域

本发明涉及光刻胶技术领域，具体为一种由2-环戊基环戊酮合成的可降解型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。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。

现有的树脂单体耐刻蚀性较低，且在曝光后，光刻胶在显影液中溶解性不足，为此我们提出了一种由2-环戊基环戊酮合成的可降解型树脂单体及其制备方法。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种由2-环戊基环戊酮合成的可降解型树脂单体及其制备方法和应用。

本发明提供如下技术方案：一种由2-环戊基环戊酮合成的可降解型树脂单体，所述可降解型树脂单体的结构通式如下：

其中R为烷基或杂烷基。

优选的，所述可降解型树脂单体选自以下结构：

或者

上述由2-环戊基环戊酮合成的可降解型树脂单体的制备方法，所述可降解型树脂单体的合成路线具体为：

其中，R为烷基或杂烷基，R’为保护基团。

包括以下合成步骤：

S1、原料Ⅰ的羟基经保护基团保护，得到中间体Ⅱ；

S2、2-环戊基环戊酮在所述中间体Ⅱ与金属形成的格氏试剂的条件下，经还原得到含有一个羟基的中间体Ⅲ；

S3、所述中间体Ⅲ经脱保护，得到含有两个羟基的中间体Ⅳ；

S4、所述中间体Ⅳ与丙烯酸类化合物经酯化反应，得到可降解型树脂单体Ⅴ。

优选的，S1中，所述原料Ⅰ的羟基经苄基或硅醚基的保护，得到中间体Ⅱ。

优选的，所述原料Ⅰ具体选自以下结构：或者

上述由2-环戊基环戊酮合成的可降解型树脂单体用于制备光刻胶。

与现有技术对比，该由2-环戊基环戊酮合成的可降解型树脂单体及其制备方法具备以下有益效果：

(1)可降解型树脂单体上含有叔丁基结构，在曝光时，光致产酸剂会产生酸，在酸的作用下，叔丁基结构会断开，导致聚合主链断开，形成小片段，能够改善光刻图形的边缘粗糙度，提高光刻胶的分辨率，同时断开后形成了具有良好碱溶性的羟基，有利于显影过程中的溶解，增加曝光后光刻胶在显影液中溶解速度，增大光刻胶的对比度；