一种可正性光刻胶用聚酰亚胺树脂及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111303422A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号201911146652.5(22)申请日2019.11.21(71)申请人上海极紫科技有限公司地址201805上海市嘉定区安亭镇阜康西路28弄4号1001(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.C08G73/10(2006.01)G03F7/039(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种可正性光刻胶用聚酰亚胺树脂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种正性光刻胶用，新型光敏聚酰亚胺树脂及其制备方法，该聚酰亚胺树脂的结构式中含有酸性基团——羧基，由于羧基的存在，该聚酰亚胺树脂在碱性显影液中具有一定的溶解性，其与重氮萘醌磺酸酯搭配可以制备碱显影的正性聚酰亚胺光刻胶。本发明公布的光敏聚酰亚胺树脂制备工艺简单，反应条件温和，易放大生产。由于该树脂在制备过程中已经完全亚胺化，所以光刻图形时不需高温固化处理，光敏树脂也无须低温保存，碱性水溶液中显影对环境友好。由该聚酰亚胺树脂所制备的光刻胶具有留膜率和对比度高、固化温度低、图形分辨率好、可室温保存等优点。该聚酰亚胺树脂的红外吸收光谱如图所示。CN111303422ACN111303422A权利要求书1/3页1.一种正性光敏聚酰亚胺树脂及其制备方法，其特征在于聚酰亚胺结构中带有羧基，具有很好的碱溶性，该正性光敏聚酰亚胺树脂的化学结构式如下：其中R为如下结构中的任意一种：(其中Y为中的任意一种)其中Ar1是二酐单体的中间结构，Ar2是二胺单体的中间结构，x＝0.1-0.9，n＝5-200。上述Ar1的结构包括但不限于以下5种：2CN111303422A权利要求书2/3页式中，上述Ar2的结构包括但不限于以下5种：2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺，其特征在于其特征在于聚酰亚胺结构中带有羧基，具有很好的碱溶性。其中参与制备聚酰亚胺结构的二胺单体为以下结构的任意一种：(其中Y为中的任意一种)3CN111303422A权利要求书3/3页3.如权利要求1中所述的光敏型聚酰亚胺树脂，其制备方法包括如下步骤：在氮气保护下向干燥的三颈瓶中依次加入R含有羧基的二胺单体、其他不含羧基的二胺单体、二酐单体和有机溶剂，室温下搅拌2-12小时，然后，向反应瓶中缓慢滴加三乙胺和乙酸酐的混合物，并在室温下继续反应4-18小时。反应结束后，将所得到的高度粘稠的聚合物溶液缓慢倒入大量甲醇中，析出的固体用甲醇充分洗涤，放入真空烘箱中干燥5小时。或在氮气保护下向干燥的三颈瓶中依次加入R含有羧基的二胺单体、其他不含羧基的二胺单体、二酐单体和有机溶剂，室温下搅拌2-12小时，然后，向反应瓶中持续缓慢滴加甲苯，并升温至160℃，保持160℃下继续反应4-8小时，使甲苯和水共沸脱除。反应结束后，将所得到的高度粘稠的聚合物溶液。4.权利要求3所述的制备方法中，含有羧基的二胺单体与不含羧基的二胺单体，二者摩尔比为：1:9-9:1。5.权利要求5所述的制备方法中有机溶剂为：N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)和γ-丁内酯中的一种或几种混合溶剂。6.权利要求5所述的制备方法中二酐和二胺单体在有机溶剂中总浓度为：5-40w/v％。4CN111303422A说明书1/7页一种可正性光刻胶用聚酰亚胺树脂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于聚酰亚胺光刻胶领域，公开的是一种正性聚酰亚胺光敏树脂及其制备方法。背景技术[0002]聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)作为特种工程塑料,具有优异的耐热性、机械性能和电性能、成膜性,其应用领域已经遍及航空航天、汽车工业和电子电器,在微电子行业PI被广泛用作光致刻蚀剂。光敏聚酰亚胺(PhotosensitivePolyimide,简称PSPI)是具有感光和耐热双重功能的高分子材料,可以大大简化使用非光敏聚酰亚胺时复杂的光刻工艺,同时可以满足大规模集成电路和超大规模集成电路多层内联系统中的绝缘隔层、表面钝化层以及离子注入掩膜、电子束光刻等诸多方面的特殊要求,因而日益受到人们的瞩目。[0003]PSPI按其配成光刻胶经光刻后所得图形不同,分为正性和负性两种体系。正性PSPI，所用光敏剂一般为光降解型,所得光刻图形与掩膜相同;负性PSPI,所用光敏剂一般为光交联型,所得光刻图形与掩膜相反。目前，商业化正性光敏聚酰亚胺树脂主要采用聚酰胺酸（PAA）前驱体，其优点是：单体来源较为广泛，且可以在碱性溶液（2.38%四甲基氢氧化铵水溶液）显影，对环境友好。然而，聚酰胺酸前驱体在碱性显影液中的溶解速率极快，曝光区与非曝光区溶解速率差异较小，造成留膜率和对比度低，显影工艺难以