一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂，涉及光刻胶领域，尤其涉及光产酸剂，一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂，结构式为：R为氟取代的烷基。光产酸剂呈弱碱性，能够有效降低酸的扩散，有利于改善光刻图形的边缘粗糙度，提高图形分辨率；亲水亲油平衡，既可以很好的溶解在溶剂中，又具有合适的粘附力；并且具有优良的耐刻蚀性能；在193nm下具有更好的透明度，有利于光刻胶更好的曝光；合成路线简单。合成路线简单。

【技术实现步骤摘要】
一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂及其合成方法


[0001]本专利技术涉及光刻胶领域，特别涉及一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂及其合成方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]光刻技术的发展离不开光刻胶的发展，化学放大胶是一种应用广泛的光刻胶，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，化学放大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。
[0004]酸扩散是影响图案形状和线边缘粗糙度的重要因素，为减小酸的扩散，经常采用的方案有以下两种：将光产酸剂的阴离子设计成分子量较大的结构或者在配制光刻胶时添加一些弱碱性的猝灭剂。前者是利用大分子结构分子扩散慢的原理，后者则是采用碱性化合物对扩散的酸进行中和。这两种方案通常是协同使用的。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂及其合成方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0007]本专利技术一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂，所述光产酸剂的结构式为：
[0008][0009]R为氟取代的烷基。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述光产酸剂包括：
[0011][0012]一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂的合成方法，所述合成方法的具体合成步骤如下：
[0013][0014]其中，M为碱金属；R1为烷烃；
[0015]第一步：将2～3当量的二异丙基胺溶解到四氢呋喃溶液中，冷却到零下60～80摄氏度，向上述溶液中缓慢滴加2～3当量的正丁基锂的四氢呋喃溶液，滴加结束后，反应液在零下60～80摄氏度下搅拌反应20～40分钟，将1当量的苦参碱的四氢呋喃溶液缓慢滴加进上述反应液中，滴加结束后，在零下60～80摄氏度下继续搅拌20～40分钟；然后将1.2～2当量的碳酸二烷基酯的四氢呋喃溶液滴加进反应液中，在零下60～80摄氏度下搅拌20～40分钟，自然升温至室温，继续搅拌反应3～6小时；反应液慢慢用饱和氯化铵的水溶液淬灭，水相用乙酸乙酯萃取，合并有机相，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩后得到粗品，粗品经柱层析纯化得到中间体Ⅰ；
[0016]第二步：将1～1.5当量的无机碱的水溶液加入到1当量的中间体Ⅰ的乙醇溶液中，室温下搅拌1.5～3小时，用稀盐酸中和，将反应液浓缩，固体加入乙醇，搅拌，过滤，滤液用无水硫酸钠干燥，浓缩得到中间体Ⅱ；
[0017]第三步：将1当量的中间体Ⅱ、1～1.2当量的中间体Ⅲ和0.1～0.2当量的酸催化剂加入到甲苯中，加热回流16～20小时，冷却至室温；过滤该混合物得到固体，固体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Ⅳ；
[0018]第四步：在惰性气体的保护下，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，冷却至零下20～零下40摄氏度，在30分钟内慢慢加
入1.3～2.0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Ⅲ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，粗产品用二异丙醚洗涤，得到光产酸剂。
[0019]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述碳酸二烷基酯为碳酸二甲酯或者碳酸二乙酯。
[0020]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述无机碱为氢氧化钠或者氢氧化钾。
[0021]作为本专利技术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。
[0022]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述M为钾、钠或者锂。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0024]1).苦参碱结构具有较大分子量，合成的光产酸剂保留了苦参碱的结构，不仅具有较大的分子量，而且呈弱碱性，能够有效降低酸的扩散，有利于改善光刻图形的边缘粗糙度，提高图形分辨率。
[0025]2).光产酸剂亲水亲油平衡，既可以很好的溶解在溶剂中，又具有合适的粘附力。
[0026]3).光产酸剂中含有非常大的脂肪环，具有优良的耐刻蚀性能。
[0027]4).合成的光产酸剂不含苯环，在193nm下具有更好的透明度，掺杂形成193nm光刻胶时，对193nm的光刻胶的透明度的影响减小，有利于光刻胶更好的曝光。
[0028]5).合成路线简单。
具体实施方式
[0029]应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]实施例1
[0031][0032]a、将二异丙基胺(20.5g,203mmol)溶解到四氢呋喃溶液(250g)中，冷却到
‑
78摄氏度，向上述溶液中缓慢滴加正丁基锂(2.5M，80ml)的四氢呋喃溶液，滴加结束后，反应液在
‑
78摄氏度下搅拌反应30分钟，将苦参碱1
‑
1(20g，81mmol)的四氢呋喃(100g)溶液缓慢滴加进上述反应液中，滴加结束后，在
‑
78摄氏度下继续搅拌30分钟；然后将碳酸二甲酯(11g，122mmol)的四氢呋喃(100g)溶液，滴加进反应液中，在
‑
78摄氏度下搅拌30分钟，自然升温至室温，继续搅拌反应4小时。反应液慢慢用饱和氯化铵的水溶液(300ml)淬灭，水相用乙酸乙酯(250ml)萃取三次，合并有机相，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩后得到粗品，粗品经柱
层析纯化得到化合物1
‑
2(18g，59mmol，收率73％)
[0033]b、将氢氧化钠(2.5g，62.5mmol)的水(20g)溶液加入到化合物1
‑
2(18g，59mmol)的乙醇(100g)溶液中，室温下搅拌2小时，用稀盐酸(2.5M)中和，将反应液浓缩，固体加入乙醇(300ml)，搅拌半小时，过滤，滤液用无水硫酸钠干燥，浓缩得到化合物1
‑
3(16.6g，56.8mmol，收率96.6％)。
[0034]c、将化合物1
‑
3(16.6g，56.8mmol)、1,1，2,2
‑
四氟
‑4‑
羟基丁磺酸钠(15g，60mmol)和对甲苯磺酸一水合物(1.6g，8.4mmol)加入到甲苯(350g)中，加热回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂，其特征在于，所述光产酸剂的结构式为：R为氟取代的烷基。2.根据权利要求1所述的一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂，其特征在于，所述光产酸剂包括：3.如权利要求1或2所述的一种由苦参碱合成的磺酸锍盐类光产酸剂的合成方法，其特征在于，所述合成方法的具体合成步骤如下：其中，M为碱金属；R1为烷烃；第一步：将2～3当量的二异丙基胺溶解到四氢呋喃溶液中，冷却到零下60～80摄氏度，向上述溶液中缓慢滴加2～3当量的正丁基锂的四氢呋喃溶液，滴加结束后，反应液在零下60～80摄氏度下搅拌反应20～40分钟，将1当量的苦参碱的四氢呋喃溶液缓慢滴加进上述反应液中，滴加结束后，在零下60～80摄氏度下继续搅拌20～40分钟；然后将1.2～2当量的碳酸二烷基酯的四氢呋喃溶液滴加进反应液中，在零下60～80摄氏度下搅拌20～40分钟，自然升温至室温，继续搅拌反应3～6小时；反应液慢慢用饱和氯化铵的水溶液淬灭，水相用乙酸乙酯萃取，合并有机相，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩后得到粗品，粗品经柱层析纯化得到中间体Ⅰ；
第二步：将1～1.5当量的无机碱的水溶液加入到1当量的中间体Ⅰ的乙醇溶液中，室温下搅拌1.5～3小时，用稀盐酸中和，将反应液浓缩，固体加入乙醇，搅拌，过滤，滤液用无水硫酸钠干燥，浓缩得到中间体Ⅱ；第三步：将1当量的中间体Ⅱ、1～1.2当量的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嫚嫚，蒋小惠，毕景峰，郭颖，王尹卓，
申请(专利权)人：上海博栋化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：