[發(fā)明專利]光敏樹(shù)脂、光刻膠及其制備方法、應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111488648.4
• 申請(qǐng)日: 2021-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114106326A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎邁俊;鄭爽;潘錦鋮;吳敏銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院
• 主分類號(hào): C08G73/10
• 分類號(hào): C08G73/10;G03F7/027;G03F7/038
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 黎金娣

本發(fā)明涉及一種光敏樹(shù)脂，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：其中，是含羥基的甲基丙烯酸酯類單體的酯化殘基或含羥基的丙烯酸酯類單體的酯化殘基，是芳香族四酸殘基，是芳香族二胺單體殘基，是封端基，m＝0.1～1，n＝10～100。光敏樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)為剛性結(jié)構(gòu)，且分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有羧基和三氟甲基，使樹(shù)脂不僅能在有機(jī)溶劑中具有良好的溶解性能，還能實(shí)現(xiàn)在堿性水系溶液中顯影，對(duì)環(huán)境較為友好，且樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)低、透明度高、光刻分辨率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能高分子材料領(lǐng)域，特別是涉及一種光敏樹(shù)脂、光刻膠及其制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚酰亞胺(Polyimide,簡(jiǎn)稱PI)具有良好的耐熱性能、力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能，在電氣絕緣、光電子、航空航天、消費(fèi)電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在大規(guī)模集成線路領(lǐng)域，聚酰亞胺材料能為芯片封裝提供鈍化保護(hù)和多層結(jié)構(gòu)的層間絕緣，具有良好的絕緣及鈍化功能。具體應(yīng)用時(shí)，聚酰亞胺材料必須根據(jù)芯片設(shè)計(jì)要求，制成預(yù)設(shè)的圖形才能發(fā)揮特定的作用。

傳統(tǒng)的聚酰亞胺材料并不具備感光功能而且多數(shù)為難溶物質(zhì)，若想獲得預(yù)設(shè)的圖形，必須采用傳統(tǒng)的蝕刻工藝進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移，在其形成預(yù)聚體聚酰胺酸階段形成圖形后將光阻劑去掉，再高溫處理形成聚酰亞胺圖形，工序比較復(fù)雜。如果將聚酰亞胺賦予光敏功能，直接曝光顯影，將使加工工序大幅度簡(jiǎn)化。

光敏聚酰亞胺(Photosensitive Polyimide，簡(jiǎn)稱PSPI)是具有感光性能的高分子材料，這種材料不同于普通的光刻膠，其在形成圖形以后要永久留在芯片的結(jié)構(gòu)中發(fā)揮介電、緩沖等作用。

PSPI經(jīng)過(guò)曝光顯影等光刻程序后根據(jù)所得圖形不同，分為正性和負(fù)性兩種。正性PSPI為光降解型，所得光刻圖形與掩膜相同；負(fù)性PSPI為光交聯(lián)型，所得光刻圖形與掩膜相反。

負(fù)性PSPI通常是在聚酰亞胺(或其預(yù)聚體)主鏈通過(guò)共價(jià)鍵或離子鍵引人含有可交聯(lián)的側(cè)鏈，在紫外光照射下發(fā)生光交聯(lián)反應(yīng)，造成曝光區(qū)與非曝光區(qū)樹(shù)脂在特定溶劑中形成溶解度差異(曝光區(qū)溶解度變小)，在顯影時(shí)保留樹(shù)脂形成圖形。目前，商業(yè)化負(fù)性光敏聚酰亞胺樹(shù)脂主要采用有機(jī)溶劑作為顯影液，如環(huán)己酮、N-甲基吡咯烷酮等，不僅不環(huán)保，而且氣味大，會(huì)對(duì)工作環(huán)境造成污染，如CN 104371102 B公開(kāi)一種負(fù)性自感型PSPI，需要有機(jī)溶劑曝光顯影；CN 111303417 A公開(kāi)一種負(fù)性自感型PSPI，需要把二苯甲酮引入單體單元，還存在合成成本高與分辨率低等缺點(diǎn)。

此外，工業(yè)制造中對(duì)芯片封裝、鈍化層的要求除了需要具有良好的感光性能，同時(shí)還需要兼具低熱膨脹系數(shù)、高透明度、高光刻分辨率等性能，然而傳統(tǒng)技術(shù)中能滿足以上多種要求的負(fù)性PSPI極少。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供能夠降低熱膨脹系數(shù)，提高透明度、光刻分辨率，并能夠溶解于水系溶劑的光敏樹(shù)脂、光刻膠及其制備方法、應(yīng)用。

本發(fā)明提供一種光敏樹(shù)脂，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

其中，是含羥基的甲基丙烯酸酯類單體的酯化殘基或含羥基的丙烯酸酯類單體的酯化殘基，是芳香族四酸單體殘基，是芳香族二胺單體殘基，是封端基，m＝0.1～1，n＝10～100。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述每次出現(xiàn)，分別獨(dú)立選自以下基團(tuán)中的一種：

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述每次出現(xiàn)，分別獨(dú)立選自以下基團(tuán)中的一種：

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述每次出現(xiàn)，分別獨(dú)立選自以下基團(tuán)中的一種：

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述每次出現(xiàn)，分別獨(dú)立選自以下基團(tuán)中的一種：