[發(fā)明專利]正性光刻膠用聚酰亞胺樹脂及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010011460.X
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111423582B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 上海極紫科技有限公司
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;G03F7/004;G03F7/039
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正性光刻膠用聚酰亞胺樹脂及其制備方法，本發(fā)明針對正性聚酰亞胺光刻膠樹脂的應(yīng)用，設(shè)計并合成了側(cè)鏈末端帶有羧基的聚酰亞胺樹脂，并在聚合過程中完成亞胺化，避免了市售商品采用前驅(qū)體PAA在應(yīng)用過程中帶來的弊端，同時支鏈中的羧基保證光敏聚酰亞胺樹脂在堿性水溶液中正常顯影，形成高質(zhì)量的圖形，也避免了圖形化之后過高的后烘烤溫度。由于該樹脂在制備過程中已經(jīng)完成亞胺化，所以光刻圖形后不需要300度以上高溫處理；而羧基定位在長的烷基支鏈末端，更容易發(fā)生低溫固化，該光敏樹脂也更容易保存。由該聚酰亞胺樹脂所制備的光刻膠具有對環(huán)境友好、固化溫度低、圖形分辨率好等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚酰亞胺光刻膠領(lǐng)域，闡述的是正性光刻膠用聚酰亞胺樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

光敏聚酰亞胺是指對紫外線（UV）、X射線、電子束或離子束敏感，用光刻技術(shù)能將掩膜板圖形直接轉(zhuǎn)移到膜材上的可溶性聚酰亞胺或聚酰亞胺的前驅(qū)體。在光敏聚酰亞胺中再添加上光敏劑、穩(wěn)定劑等添加劑就得到聚酰亞胺光刻膠。聚酰亞胺光刻膠與普通光刻膠之間的區(qū)別在于，普通光刻膠被稱作光阻隔劑（photoresist）,它的作用是利用其可光刻性將掩膜板上的圖形留在通常是普通聚酰亞胺的介電層上，然后按圖形將暴露的聚酰亞胺去除后留下所需要的圖形，留在聚酰亞胺上的光阻隔劑再被去掉。這樣工序比直接使用光敏聚酰亞胺繁瑣，生產(chǎn)效率低下，對環(huán)保不利。而聚酰亞胺光刻膠本身即起光刻作用又是介電材料，所以大大提高生產(chǎn)效率，縮短了工序。

聚酰亞胺具有高耐熱性、高強度、優(yōu)異的介電性能，更重要的是聚酰亞胺可以通過各種前體，如聚酰胺酸、聚酰胺酯及聚異酰亞胺的形式再加熱轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的聚酰亞胺，這樣就可以通過鹽或酯的方式引入光敏基團在曝光、顯影后，加熱轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的聚酰亞胺層。聚酰亞胺前體溶液都有良好的成膜性及流平性，適宜作為微電子技術(shù)所需的介電層、緩沖層和а粒子屏蔽層。四十多年來，光敏聚酰亞胺的研究非常活躍，成為微電子領(lǐng)域中重要的核心材料。

目前，商業(yè)化正性光敏聚酰亞胺樹脂主要采用聚酰胺酸（PAA）前驅(qū)體，其優(yōu)點是：單體來源較為廣泛，且可以在堿性溶液（2.38%四甲基氫氧化銨水溶液）顯影，對環(huán)境友好，比如東麗（Toray）的PW系列。然而，聚酰胺酸前驅(qū)體含有大量的親水基團，在堿性顯影液中的溶解速率極快，曝光區(qū)與非曝光區(qū)溶解速率差異較小，造成留膜率和對比度低，顯影工藝難以精確控制。后烘烤過程中，由前驅(qū)體聚酰胺酸(?PAA)?轉(zhuǎn)化為PI?不僅需要高溫處理,一般大于320℃，而且在這一過程中,?PAA?要脫去水分子，容易引起膜收縮,?使膜與基片間產(chǎn)生應(yīng)力，影響產(chǎn)品的信賴性。

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，設(shè)計并合成了支鏈帶有羧基的聚酰亞胺樹脂，在合成過程中完成亞胺化，避免了前驅(qū)體PAA在應(yīng)用過程中帶來的弊端，同時支鏈中的羧基保證光敏聚酰亞胺樹脂在堿性水溶液中正常顯影，形成高質(zhì)量的圖形，也避免了曝光之后過高的后烘烤溫度。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明公開了一種新型正性光刻膠用聚酰亞胺樹脂及其制備方法，其特征在于聚酰亞胺的長支鏈中帶有可堿性水溶液顯影的酸性基團——羧基，所述正性光敏聚酰亞胺樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

其中R為如下8種結(jié)構(gòu)中的任意一種（其中Y為,,,,,中的任意一種）；其中n和m的值為0-15的整數(shù)，n和m的值可以相等也可以不等。

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其中Ar₁是二酐單體的中間結(jié)構(gòu)，Ar₂是二胺單體的中間結(jié)構(gòu)，x?=?0.1-1，n?=?5-200。