本发明专利技术公开了一种星形金刚烷衍生物分子玻璃，具有如下分子结构：其中，取代基R1~R12分别为氢原子、羟基、烷氧基或酸敏感性取代基；取代基R1~R12可相同或不同，但同一苯环上取代基不能均为氢原子。本发明专利技术还公开了该星形金刚烷衍生物分子玻璃的制备方法。该方法合成过程简单，反应各步产物均可通过重结晶或沉淀的方法实现与体系的分离。该分子玻璃可作为光刻胶主体材料制成薄膜，并可用于光刻。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种星形金刚烷衍生物分子玻璃，具有如下分子结构：其中，取代基R1~R12分别为氢原子、羟基、烷氧基或酸敏感性取代基；取代基R1~R12可相同或不同，但同一苯环上取代基不能均为氢原子。本专利技术还公开了该星形金刚烷衍生物分子玻璃的制备方法。该方法合成过程简单，反应各步产物均可通过重结晶或沉淀的方法实现与体系的分离。该分子玻璃可作为光刻胶主体材料制成薄膜，并可用于光刻。【专利说明】星形金刚烷衍生物分子玻璃及其制备方法、应用
本专利技术属于材料
，具体地涉及一种具有较高玻璃化转变温度和很好成膜性能的星形金刚烷衍生物分子玻璃及其合成方法。
技术介绍
光刻胶(又称光致抗蚀剂)是一类通过光束、电子束、离子束或X射线等能量辐射后，溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，在集成电路和半导体分立器件的微细加工中也有着广泛的应用。通过将光刻胶涂覆在半导体、导体和绝缘体上，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工的衬底上，因此光刻胶是微细加工技术中的关键性材料。随着对集成电路产品技术需求的提升，要求光刻技术不断地提高分辨率以制作更微细的器件尺寸，相应的对光刻胶也提出了更高的要求。传统的光刻胶主体材料通常采用分子量500015000道尔顿的低分子量聚合物，这类聚合物材料通常由于分子体积太大、分子量多分散以及分子链的缠绕等影响图案的边缘粗糙度或线宽粗糙度，不适合更为精细的刻线要求。分子玻璃(Molecuar Glasses)是最近几年提出并发展起来的一类的具有特殊结构和功能的小分子化合物，这类小分子化合物具有确切的分子结构、单分散性以及小的回旋半径，同时具有聚合物的热稳定性和成膜性的特点，因此有望成为一类新的光刻胶主体材料(Adv.Mater.2008，20，3355)。目前作为光刻胶主体材料进行研究的分子玻璃主要是具有光敏性(或酸敏性)的支状或环状结构化合物，支状结构以多苯环连接的刚性结构为主(J.Mater.Chem.2008，18，1903; Chem.Mater.2008，20，1606)，环状结构则主要是杯芳烃结构(J.Mater.Chem.2008， 18，3588; J.Mater.Chem.2010，20，4445)。设计合成分子玻璃除了考虑其光敏性(或酸敏性)外，其玻璃化温度(Tg)和成膜性能是分子玻璃是否具有实用性的两个最重要的指标，如果合成的化合物容易结晶或者玻璃化温度Tg低于100°C，都将直接影响其作为光刻胶主体材料的应用。金刚烷结构具有空间四面体的几何骨架，可以有效地抑制分子间的结晶，易于成膜，同时金刚烷具有一定的刚性，玻璃化温度高，热稳定性好，设计合成基于金刚烷结构为核心的分子玻璃将有助于提高分子玻璃的玻璃化温度和成膜性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种星形金刚烷衍生物分子玻璃。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种星形金刚烷衍生物分子玻璃的制备方法。该方法合成过程简单，反应各步产物均可通过重结晶或沉淀的方法实现与体系的分离。本专利技术要解决的第三个技术问题是提供一种星形金刚烷衍生物分子玻璃的应用。该分子玻璃可作为光刻胶主体材料制成薄膜，并可用于光刻。为解决上述第一个技术问题，本专利技术提供一种星形金刚烷衍生物分子玻璃，具有如下分子结构:【权利要求】1.一种星形金刚烷衍生物分子玻璃，其特征在于，具有如下分子结构: 2.根据权利要求1所述的星形金刚烷衍生物分子玻璃，其特征在于，所述酸敏感性取代基为碳原子数小于12的烷烃类碳酸酯取代基或烷烃类a -醋酸酯取代基。 优选具有如下结构的基团:3.如权利要求1~2任一所述的星形金刚烷衍生物分子玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在高纯氮气或氩气保护下，将1，3，5，7-四-对碘苯基取代金刚烷和含甲氧基取代基的苯基硼化物以摩尔比为1:4~8的比例混合，向其中加入碳酸钠溶液以及催化量的四(三苯基膦)钯，在甲苯中在50~70°C条件下反应6~24小时，得到甲氧基取代金刚烷衍生物； 2)将步骤I)得到的甲氧基取代金刚烷衍生物与BBr3W摩尔比1:6~18混合，在干燥的二氯甲烷中在-5(T-8(TC条件下反应，之后逐渐升温到室温，并继续在室温反应，生成外围带有酚羟基的金刚烷衍生物； 3)在高纯氮气或氩气保护下，将步骤2)得到的外围带有酚羟基的金刚烷衍生物与含酸敏感性取代基的化合物以摩尔比为1:4~18混合，加入催化量的弱碱为催化剂，在极性溶剂中，在25~60°C条件下反应10~48小时，得到星形金刚烷衍生物分子玻璃。4.根据权利要求3所述的星形金刚烷衍生物分子玻璃的制备方法，其特征在于，步骤I)的碳酸钠溶液的加入量为1，3，5，7-四-对碘苯基取代金刚烷的4倍当量，浓度为2M。5.根据权利要求3所述的星形金刚烷衍生物分子玻璃的制备方法，其特征在于，步骤2)是将混合物在干燥的二氯甲烷中，在-5(T-80°C条件下反应I小时，之后逐渐升温到室温，并继续在室温反应12小时，生成外围带有酚羟基的金刚烷衍生物。6.根据权利要求3所述的星形金刚烷衍生物分子玻璃的制备方法，其特征在于，步骤3冲弱碱为二甲基氨基吡啶、K2CO3或Na2CO3 ;极性溶剂为四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮或N，N二甲基甲酰胺。7.根据权利要求3所述的星形金刚烷衍生物分子玻璃的制备方法，其特征在于，步骤I)中所述含甲氧基取代基的苯基硼化物为以下物质中的一种或两种混合物:对甲氧基苯基片呐醇硼烷、间甲氧基苯基片呐醇硼烷、3，4-二甲氧基苯基片呐醇硼烷、3，5-二甲氧基苯基片呐醇硼烷、3，4，5-三甲氧基苯基片呐醇硼烷、对甲氧基苯基硼酸、间甲氧基苯基硼酸、3，4- 二甲氧基苯基硼酸、3，5- 二甲氧基苯基硼酸、3，4，5-三甲氧基苯基硼酸。8.根据权利要求3所述的星形金刚烷衍生物分子玻璃的制备方法，其特征在于，步骤3)所述含酸敏感性取代基的化合物具有如下结构: 9.如权利要求f8任一所述的星形金刚烷衍生物分子玻璃的应用，该分子玻璃可作为光刻胶主体材料制成薄膜，并可用于光刻。【文档编号】C07C67/31GK103804196SQ201210438668【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月6日 优先权日:2012年11月6日 【专利技术者】李嫕, 郝青山, 陈金平, 曾毅, 于天君 申请人:中国科学院理化技术研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种星形金刚烷衍生物分子玻璃，其特征在于，具有如下分子结构：其中，取代基R1~R12分别为氢原子、羟基、烷氧基或酸敏感性取代基；取代基R1~R12可相同或不同，但同一苯环上取代基不能均为氢原子。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李嫕，郝青山，陈金平，曾毅，于天君，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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