一种脂肪类碘鎓盐及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于光刻胶技术领域，具体涉及一种脂肪类碘鎓盐及其制备方法和应用。所述碘鎓盐具有如下式所示结构：且该碘鎓盐不带有芳香结构，且紧邻环状结构的碘鎓盐，作为光刻胶光致产酸剂，其具有较短的吸收波长(低于200nm)，能够适用于ArF(193nm)和KrF(248nm)光刻胶的应用；且该碘鎓盐中碘紧邻环状结构，因环张力会有利于碘鎓盐的分解，从而能够提高光效率和光活性。从而能够提高光效率和光活性。

【技术实现步骤摘要】
一种脂肪类碘鎓盐及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光刻胶
，具体涉及一种脂肪类碘鎓盐及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]碘鎓盐作为重要的阳离子光聚合的引发剂，一直受到关注，他是目前应用的重要阳离子光引发剂之一，光产酸效率高，光反应速度快，合成简单，尤其是在目前感光高分子的应用越来越多的现状下，碘鎓盐的制备显得非常重要。
[0003]目前市场上商业化的碘鎓盐主要是芳香族碘鎓盐，按阴离子不同，可以分为两大类，一类是带有金属离子的碘鎓盐，一类是带磺酸基的不含金属离子的碘鎓盐，前者由于含有金属离子，不能用于光刻胶行业，而主要用于光固化行业，需要相对较长的紫外吸收光谱，价格要求相对较低；后者更多用于光刻胶行业，要求在紫外光区透明，因而多不含芳香环结构，成份不敏感，但对热稳定性、透光性、迁移性、引发活性要求高，尤其是高温时不能发生升华、挥发，不能分解。在当前光刻胶备受关注的状况下，我们发现，用于光刻胶的碘鎓盐光产酸剂的报道很少。因而发展具有自主知识产权的碘鎓盐光致产酸剂十分必要。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中碘鎓盐光致产酸剂含有苯环导致的溶解性差、结构稳定性较弱的缺陷，本专利技术在于提供了一种脂肪类碘鎓盐及其制备方法和应用，本专利技术提供了一种不带有芳香结构，且紧邻环状结构的碘鎓盐，作为光刻胶光致产酸剂，其具有较短的吸收波长(低于200nm)，能够适用于ArF(193nm)和KrF(248nm)光刻胶的应用；且该碘鎓盐中碘紧邻环状结构，因环张力会有利于碘鎓盐的分解，从而能够提高光效率和光活性。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0007]一种脂肪类碘鎓盐，具有如下式(Ⅲ)所示结构：
[0008][0009]其中，R1为H、或烷基、或卤素、或含烷氧基结构基团、或含酯键结构、或含氟烷基、或含羟基结构；
[0010]R2为H、或烷基、或含羟基烷基链、或卤素、或含氟烷基、或含羧基结构单元、或含环烷基的结构、或含碳
‑
碳双键的基团、或含环氧基结构单元；
[0011]R3为H、或烷基、或卤素、或含羰基结构单元、或含氟烷基、或含烷氧基结构基团、或含碳
‑
碳双键的基团、或含环氧基结构单元；
[0012]取代基R2和R3可以根据对碘鎓盐的溶解度、迁移性或表面张力的要求来进行不同选择；比如R2和R3选择含碳
‑
碳双键的基团、更优选为含(甲基)丙烯酸酯双键的基团时，可以参与聚合反应，从而减少碘鎓盐的迁移性，保证光刻胶的精度；又比如R2和R3选择含卤素、更优选为含氟的基团时，可以降低表面张力，用于ArF浸没式光刻胶。又比如R2和R3选择烷基(更优选为甲基或正丙基)和环烷基(更优选为环己基)，有利于提高碘鎓盐的溶解度。
[0013]R4为H、或烷基、或酯基、或含碳
‑
碳双键的基团、或含氟烷基、或含环氧基的结构、或含烷氧基结构基团、或含羧基结构基团、或含烷氧基结构基团，或不存在；
[0014]取代基R1和R4具有不同的选择，一方面可以提高D
‑
A反应的反应产率，另一方面也可以提高溶解度和光活性。
[0015]R5为烷基、或含环烷基的结构；
[0016]Y为碳、或氧、或氮、或硫；
[0017]X为三氟磺酸基、或三氟苯磺酸基、或六氟丙基磺酸基、或DL
‑
10
‑
樟脑磺酸基、或对甲基苯磺酸基。
[0018]优选地，Y为氧或硫时，R4不存在。
[0019]更优选地，R
1、
R2和R3均为H，所述碘鎓盐的结构式为：
[0020][0021]本专利技术还提供一种所述脂肪类碘鎓盐在光刻胶制备中的应用，所述脂肪类碘鎓盐作为光致产酸剂。
[0022]相对于现有技术，本专利技术的有益效果：
[0023](1)本专利技术的脂肪类碘鎓盐，不含有苯环，用作光刻胶光致产酸剂，具有较短的吸收波长(低于200nm)，可以用于ArF(193nm)和KrF(248nm)光刻胶的制备。
[0024](2)本专利技术的脂肪类碘鎓盐中碘紧邻六元环状结构，有利于碘鎓盐化后提高碘鎓盐的结构稳定性，易于提高其储存的周期。
[0025](3)本专利技术采用不同取代的呋喃与不同取代的马来酸酐或取代马来酰亚胺通过D
‑
A反应，生成含双键的六元环和环氧结构，然后对其中的双键进行碘加成反应引入碘原子，从而制备得到碘紧邻六元环的碘鎓盐；此外，通过调整呋喃和马来酸酐或取代马来酰亚胺上的取代基来实现碘鎓盐的溶解度、迁移性、表面张力，进而增加碘鎓盐作为光致产酸剂的光反应活性，提高光效率；且反应温和易操作。
具体实施方式
[0026]下面将对本专利技术实施例中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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]下面提供脂肪类碘鎓盐的实施例：
[0028]所述脂肪类碘鎓盐，具有如下式(Ⅲ)所示结构：
[0029][0030]其中，R1为H、或烷基、或卤素、或含烷氧基结构基团、或含酯键结构、或含氟烷基、或含羟基结构；
[0031]R2为H、或烷基、或含羟基烷基链、或卤素、或含氟烷基、或含羧基结构单元、或含环烷基的结构、或含碳
‑
碳双键的基团、或含环氧基结构单元；
[0032]R3为H、或烷基、或卤素、或含羰基结构单元、或含氟烷基、或含烷氧基结构基团、或含碳
‑
碳双键的基团、或含环氧基结构单元；
[0033]R4为H、或烷基、或酯基、或含碳
‑
碳双键的基团、或含氟烷基、或含环氧基的结构、或含烷氧基结构基团、或含羧基结构基团、或含烷氧基结构基团，或不存在；
[0034]R5为烷基、或含环烷基的结构；
[0035]Y为炭、或氧、或氮、或硫；
[0036]X为三氟磺酸基、或三氟苯磺酸基、或六氟丙基磺酸基。
[0037]实施例1
[0038]本实施例提供一种脂肪类碘鎓盐，其结构式为：
[0039][0040]本实施例还提供一种脂肪类碘鎓盐的制备方法，其反应方程式如下：
[0041][0042]具体采用如下步骤来制备：
[0043](1)在安装有搅拌和温度计的三口烧瓶中，将马来酸酐(20g，203.9mmol)和呋喃(20.8g，305.5mmol)溶解在150ml甲苯中，进行D
‑
A反应，100℃加热回流12小时，冷却后加入环己烷结晶出产物1
‑
iii(33.4g，产率：98.5％)；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脂肪类碘鎓盐，其特征在于，所述碘鎓盐具有如下式(Ⅲ)所示结构：其中，R1为H、或烷基、或卤素、或含烷氧基结构基团、或含酯键结构、或含氟烷基、或含羟基结构；R2为H、或烷基、或含羟基烷基链、或卤素、或含氟烷基、或含羧基结构单元、或含环烷基的结构、或含碳
‑
碳双键的基团、或含环氧基结构单元；R3为H、或烷基、或卤素、或含羰基结构单元、或含氟烷基、或含烷氧基结构基团、或含碳
‑
碳双键的基团、或含环氧基结构单元；R4为H、或烷基、或酯基、或含碳
‑
碳双键的基团、或含氟烷基、或含环氧基的结构、或含烷氧基结构基团、或含羧基结...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂俊，万晓君，陈莉，朱晓群，
申请(专利权)人：江苏集萃光敏电子材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：