无氟光致产酸剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无氟光致产酸剂及其制备方法，该无氟光致产酸剂为如下结构通式：

【技术实现步骤摘要】
无氟光致产酸剂及其制备方法
本专利技术涉及光致产酸剂
，具体涉及一种无氟光致产酸剂及其制备方法。
技术介绍
光致产酸剂(PAG)是化学增幅型光致抗蚀剂中的关键组成之一，它是一类在特定光源的照射或者辐射下能够分解生成特定酸的化合物，所产生的酸可使酸敏树脂发生分解或者交联反应，从而使光照部分与非光照部分在显影液中溶解反差增大。在本领域中,已经广泛研究含有氟化烷基磺酸酯基团的离子型PAG，这些PAG含有疏水性氟化链，氟化链的表面能低，可导致PAG在光致抗蚀剂膜中的分布不均匀。PAG的不均匀分布，会对光致抗蚀剂体系形成的图像有严重的影响。因此，需要不含磺酸全氟烷基酯的PAG阴离子,其具有某些结构、化学和物理特征以限制光酸扩散率,并与其它光致抗蚀剂组分的具有较好的混溶性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种新型的无氟光致产酸剂。其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。一种无氟光致产酸剂，其特点为，该无氟光致产酸剂为如下结构通式：其中，R为芳香基，Z+为鎓盐阳离子。进一步地，所述光致产酸剂包括以下结构中的一种：其中，Z+为鎓盐阳离子。进一步地，所述Z+为硫鎓盐阳离子。进一步地，所述光致产酸剂具体包括以下结构：本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种前述无氟光致产酸剂的制备方法，采用如下合成路线：其中，R为芳香基，M为碱金属，Z+为鎓盐阳离子。r>具体包括以下合成步骤：S1，中间体Ⅱ的制备：醛水合物Ⅰ依次与2-溴丙二腈、丙二腈反应，经纯化得到中间体Ⅱ；S2，中间体Ⅲ的制备：中间体Ⅱ在碱条件下开环，经纯化得到中间体Ⅲ；S3，光致产酸剂Ⅳ的制备：中间体Ⅲ与卤代鎓盐经离子交换，经纯化得到光致产酸剂Ⅳ。进一步地，在S1中，所述2-溴丙二腈和丙二腈的摩尔比为1:1。进一步地，在S2中，所述碱为乙酸钠。进一步地，在S3中，所述卤代鎓盐为卤代硫鎓盐。采用上述技术方案的无氟光致产酸剂的制备方法，具有以下技术效果：(1)本专利技术中的光致产酸剂，不含有氟化链，能够均匀的分布在光致抗蚀剂系统中，降低光刻过程中对图案的影响；同时由于不含氟离子也可降低对环境的污染。(2)本专利技术中的光致产酸剂，含有拉电子的氰基，能够形成较强的酸性。(3)本专利技术的条件温和，合成路线简单，操作方便。具体实施方式下面通过具体的实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1光致产酸剂1-4的合成路线如下：中间体1-2的制备：将苯甲酰甲醛水合物1-1(5g，32.9mmol)和丙二腈(2.2，33.3mmol)溶于异丙醇(50mL)中，搅拌加入2-溴丙二腈(4.8g，33.1mmol)。然后搅拌30分钟。然后过滤反应液，得到滤饼。滤饼用异丙醇洗涤干燥，得到中间体1-2(6.2g，25.2mmol，摩尔收率76.6％)。中间体1-3的制备：在搅拌条件下，将乙酸钠(2g，24.4mmol)溶于水(10mL)中，然后加入到含有中间体1-2(6g，24.4mmol)的乙腈(25mL)的溶液中，反应2小时。将反应液蒸发至干燥，得到的固体用二氯甲烷洗涤，用异丙醇和水的混合溶液(体积比为1:1)重结晶，过滤干燥得到中间体1-3(5.5g，20.5mmol，摩尔收率84.2％)。光致产酸剂1-4的制备：将中间体1-3(3g，11.2mmol)和三苯基溴化锍(3.9g，11.4mmol)加入到二氯甲烷(20mL)和水(20mL)的混合溶液中，搅拌16小时。有机相用去离子水洗3次，浓缩有机相，得到光致产酸剂1-4(4.8g，9.44mmol，摩尔收率84.4％)。实施例2光致产酸剂2-4的合成路线如下：中间体2-2的制备：将1-萘基乙二醛水合物2-1(5g，24.7mmol)和丙二腈(1.7，25.7mmol)溶于异丙醇(50mL)中，搅拌加入2-溴丙二腈(3.6g，24.8mmol)。然后搅拌30分钟。然后过滤反应液，得到滤饼。滤饼用异丙醇洗涤干燥，得到中间体2-2(5.7g，19.2mmol，摩尔收率77.8％)。中间体2-3的制备：在搅拌条件下，将乙酸钠(1.6g，19.5mmol)溶于水(10mL)中，然后加入到含有中间体2-2(5.7g，19.2mmol)的乙腈(25mL)的溶液中，反应2小时。将反应液蒸发至干燥，得到的固体用二氯甲烷洗涤，用异丙醇和水的混合溶液(体积比为1:1)重结晶，过滤干燥得到中间体2-3(5.1g，16.0mmol，摩尔收率83.3％)。光致产酸剂2-4的制备：将中间体2-3(3g，9.43mmol)和(4-甲基苯基)-二苯基溴化锍(3.4g，9.52mmol)加入到二氯甲烷(20mL)和水(20mL)的混合溶液中，搅拌16小时。有机相用去离子水洗3次，浓缩有机相，得到光致产酸剂2-4(4.6g，8.03mmol，摩尔收率85.2％)。实施例3光致产酸剂3-4的合成路线如下：中间体3-2的制备：将3,4-二甲氧基苯基乙二醛水合物3-1(5g，23.6mmol)和丙二腈(1.6，24.2mmol)溶于异丙醇(50mL)中，搅拌加入2-溴丙二腈(3.5g，24.1mmol)。然后搅拌30分钟。然后过滤反应液，得到滤饼。滤饼用异丙醇洗涤干燥，得到中间体3-2(5.5g，18.0mmol，摩尔收率76.2％)。中间体3-3的制备：在搅拌条件下，将乙酸钠(1.5g，18.3mmol)溶于水(10mL)中，然后加入到含有中间体3-2(5.5g，18.0mmol)的乙腈(25mL)的溶液中，反应2小时。将反应液蒸发至干燥，得到的固体用二氯甲烷洗涤，用异丙醇和水的混合溶液(体积比为1:1)重结晶，过滤干燥得到中间体3-3(4.9g，14.9mmol，摩尔收率83.1％)。光致产酸剂3-4的制备：将中间体3-3(3g，9.14mmol)和三对甲苯基氯化锍(3.1g，9.09mmol)加入到二氯甲烷(20mL)和水(20mL)的混合溶液中，搅拌16小时。有机相用去离子水洗3次，浓缩有机相，得到光致产酸剂3-4(4.5g，7.37mmol，摩尔收率80.6％)。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无氟光致产酸剂，其特征在于，该无氟光致产酸剂为如下结构通式：/n

【技术特征摘要】
1.一种无氟光致产酸剂，其特征在于，该无氟光致产酸剂为如下结构通式：

其中，R为芳香基，Z+为鎓盐阳离子。


2.根据权利要求1所述的无氟光致产酸剂，其特征在于，所述结构通式为以下结构中的一种：


其中，Z+为鎓盐阳离子。


3.根据权利要求1或2所述的无氟光致产酸剂，其特征在于，所述Z+为硫鎓盐阳离子。


4.根据权利要求1或2所述的无氟光致产酸剂，其特征在于，所述结构通式为以下结构中的一种：






5.一种无氟光致产酸剂的制备方法，其特征在于，采用如下合成路线：



其中，R为芳香基，M为碱金属，Z+为鎓盐阳离子。


6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张猛，王巧玲，
申请(专利权)人：华衍化学上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31