由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于光刻胶技术领域，公开了一种由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂及其制备方法。由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂结构通式如下：其中R1为连接基团，R2为烃基或含氟烃基，P1、P2和P3相互独立的表示氢或具有1到12个碳原子的任选取代的烷基。其合成步骤为：将番木虌次碱经反应形成含番木虌次碱结构和磺酸结构的中间体；将所述中间体与卤化锍反应，搅拌，反应液经纯化得到含番木虌次碱结构的锍鎓盐类光致产酸剂。本发明专利技术合成的化合物扩散低且亲水亲油平衡，且其制备方法简单。且其制备方法简单。

【技术实现步骤摘要】
由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光刻胶
，特别涉及一种由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]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(photo acid generator，PAG)、以及相应的添加剂和溶剂。
[0003]随着集成电路(integrated circuit，IC)特征尺寸的逐渐减小，酸扩散长度对光刻图案的影响会越来越显著，包括遮罩忠实性低落，LWR(线宽粗糙度,Line Width Roughness)的恶化以及图案矩形性的劣化等。已经发现PAG阴离子的结构通过影响PAG与其它光刻胶组分之间的相互作用,在光刻胶总体性能中扮演了重要角色。这些相互作用影响到光产生酸的扩散特性。因此制备具有可控制的酸扩散性的光致产酸剂(PAG)是非常重要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂及其制备方法。
[0005]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：
[0006]本专利技术提供一种由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂，结构通式如下：其中R1为连接基团，R2为烃基或含氟烃基；P1、P2和P3相互独立的表示氢或具有1到12个碳原子的任选取代的烷基。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述R1包括酯基或碳酸酯基。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述光致产酸剂包括以下结构：
[0009][0009]其中所述P1、P2和P3相互独立的表示氢或具有1到12个碳原子的任选取代的烷基。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述光致产酸剂具体包括以下结构：
[0011][0012]上述由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1，将番木虌次碱Ⅰ与磺基乙酸盐类化合物经酯化反应纯化得到含番木虌次碱结构和磺酸结构的中间体Ⅱ；
[0014]S2，将所述中间体Ⅱ与卤化锍反应，搅拌，反应液经纯化得到含番木虌次碱结构的锍鎓盐类光致产酸剂Ⅲ。
[0015]合成路线为：
[0016]016]其中，R1为酯基，R2为烃基或含氟烃基；P1、P2和P3相互独立的表示氢或具有1到12个碳原子的任选取代的烷基；M为碱金属。
[0017]优选的，所述与磺基乙酸盐类为羧基二氟甲磺酸钠和羧甲基磺酸钠。
[0018]优选的，所述卤化锍为三苯基溴化锍、三对甲苯基氯化锍、三苯基氯化锍和三(4
‑
甲基苯基)溴化锍。
[0019]作为本专利技术的一种优选技术方案，将S1替换为：在0℃下，将番木虌次碱Ⅰ加入到含有二(三氯甲基)碳酸酯和吡啶的溶液中，然后加入羟基乙磺类化合物，纯化得到含番木虌次碱结构和磺酸结构的中间体Ⅱ；合成路线为：
其中，R2为烃基或含氟烃基，M为碱金属。
[0020]作为本专利技术的一种优选技术方案，将S1替换为：番木虌次碱Ⅰ和溴乙酸叔丁酯在缚酸剂的作用下反应，纯化形成中间体
Ⅱ‑
1；然后中间体
Ⅱ‑
1在三氟乙酸条件下脱掉叔丁基，纯化得到中间体
Ⅱ‑
2；中间体
Ⅱ‑
2与羟基乙磺类化合物经酯化反应反应，纯化得到含有番木虌次碱结构和磺酸结构的中间体Ⅱ；合成路线为：
[0021][0021]其中，R2为烃基或含氟烃基，M为碱金属。
[0022]优选的，所述羟基乙磺类化合物为1,1
‑
二氟
‑2‑
羟基
‑
乙磺酸钠盐。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0024](1)本专利技术提供的锍鎓盐类光致产酸剂，其中阴离子包括番木虌次碱结构和酯基结构，番木虌次碱的分子量为380.44，分子量较大，可以减少锍鎓盐类光致产酸剂扩散，减少光刻胶的边缘粗糙度；含有的酯基结构可以增加锍鎓盐类光致产酸剂在树脂和溶剂中的脂溶性，形成溶解均匀的光刻胶，有利于成像，也使锍鎓盐类光致产酸剂具有一定的亲水性，能够较好的粘附着在硅片上。
[0025](2)本专利技术以番木虌次碱为原料，番木虌次碱为绿色天然产物无污染且简单易得。
[0026](3)本专利技术的合成工艺简单，操作方便。
具体实施方式
[0027]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。
[0028]实施例1
[0029]以番木虌次碱为原料制备的光致产酸剂1
‑
3，合成路线如下：
[0030][0031]具体步骤为：
[0032]S1、将羧基二氟甲磺酸钠(26.3mmol，5.2g)，二环己基碳二亚胺(26.7mmol，5.5g)和4
‑
二甲氨基吡啶(4.09mmol，0.5g)加入到含有番木虌次碱1
‑
1(26.3mmol,10g)的二氯甲烷(100g)溶液中，然后在室温下搅拌24小时。浓缩反应溶液，并残余物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，得到固体化合物1
‑
2(21.4mmol，12g，收率81.5％)。
[0033]S2、将化合物1
‑
2(21.4mmol，12g)和三苯基溴化锍(21.6mmol,7.4g)溶解在二氯甲烷(80g)和水(80g)的混合溶剂中。在30℃下搅拌该混合物24小时。反应溶液用去离子水冲洗，并蒸干有机溶剂，之后将得到的残留物溶于二氯甲烷,并加入到甲基叔丁基醚中进行打浆。得到的固体真空抽滤，用甲基叔丁基醚冲洗，真空干燥，得到光致产酸剂1
‑
3(18.7mmol，15g，收率87.4％)。
[0034]实施例2
[0035]以番木虌次碱为原料制备的光致产酸剂2
‑
3，合成路线如下：
[0036][0037]具体步骤为：
[0038]S1、将羧甲基磺酸钠(26.5mmol,4.3g),二环己基碳二亚胺(26.7mmol,5.5g)和4
‑
二甲氨基吡啶(4.09mmol,0.5g)加入到含有番木虌次碱2
‑
1(26.3mmol,10g)的二氯甲烷(100g)溶液中，然后在室温下搅拌24小时。浓缩反应溶液，并残余物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，得到固体化合物2
‑
2(21.0mmol，11g，79.8％).
[0039]S2、将化合物2
‑
2(21.0mmol，11g)和三对甲苯基氯化锍(21.1mmol,7.2g)溶解在二氯甲烷(80g)和水(80g)的混合溶剂中。在30℃下搅拌该混合物24小时。反应溶液用去离子水冲洗，并蒸干有机溶剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂，其特征在于，所述光致产酸剂的结构通式如下：其中R1为连接基团，R2为烃基或含氟烃基；P1、P2和P3相互独立的表示氢或具有1到12个碳原子的任选取代的烷基。2.根据权利要求1所述的由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂，其特征在于，所述R1包括酯基或碳酸酯基。3.根据权利要求1或2所述的由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂，其特征在于，所述光致产酸剂包括以下结构：所述光致产酸剂包括以下结构：其中，所述P1、P2和P3相互独立的表示氢或具有1到12个碳原子的任选取代的烷基。
4.根据权利要求3所述的由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂，其特征在于，所述光致产酸剂具体包括以下结构：5.一种由番木虌次碱合成的锍鎓盐类光致产酸剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将番木虌次碱Ⅰ与磺基乙酸盐类化合物经酯化反应纯化得到含番木虌次碱结构和磺酸结构的中间体Ⅱ；S2，将所述中间体Ⅱ与卤化锍反应，搅拌，反应液经纯化得到含番木虌次碱结构的锍鎓盐类光致产酸剂Ⅲ；合成路线如下：合成路线如下：其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅志伟，蒋小惠，李嫚嫚，潘惠英，贺宝元，
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：