一种感光性树脂组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种感光性树脂组合物及其应用，其组成为：a)碱溶性树脂b)1,2‑二叠氮醌化合物；c)含环氧基的聚乙烯醇缩醛化合物；d)溶剂。本发明专利技术的有益效果在于：灵敏度、平整性、粘结性和热稳定性优良，适宜形成半导体集成电路的绝缘平整化膜。

【技术实现步骤摘要】
一种感光性树脂组合物及其应用
本专利技术涉及感光性树脂组合物领域，特别是涉及一种用于形成半导体集成电路的绝缘平整化膜的感光性树脂组合物及其应用。
技术介绍
在生产半导体集成电路广泛的应用中，光刻技术一直被用来形成微型元件或者进行精细加工，随着对集成电路速度及集成密度的增加，对集成电路的设计要求越来越高，近年来用于光刻技术中的层间绝缘平整化膜的形成技术作为新的应用正在引起人们的关注，尤其在FPD显示面板的高精度和微细技术的市场需求非常强烈，因为为了实现这样的高精度和微细技术，高度透明的绝缘膜是必要的材料，这样的透明绝缘层已经是FPD集成电路设计图案中必不可少的结构，很多专利对这项技术进行研究，层间绝缘平整化膜的应用广义的讲应该包括层间绝缘膜、介电膜、平面化膜、隔离膜和保护膜，功能虽有些不同，但是都具有共同的特点，经常能够通用，共同特点包括都是绝缘透明的，在集成电路制造过程中作为永久性膜不被剥离除去，作为器件的一部分，行使其保护、绝缘、平面化和隔离等功能。对其有以下的性能要求：绝缘性好；透光率高；耐热性好；经时稳定性好；分辨率高；涂覆性好；膜强度高等。在原有绝缘平整化膜技术中采用环氧树脂和固化剂体系中，存在涂膜硬脆性较大，容易产生裂纹及损伤的问题；在采用自由基固化的技术中，由于固化体系收缩引起粘附性不好，因此需要进行这些方面性能改进的研究。中国专利CN105467756A公开了一种适合用于形成黑色矩阵层的感光性树脂组合物，含有具有Cardo骨架的树脂(A)、光聚合引发剂(B)、硅烷偶联剂(C)及着色剂(D)，所述感光性树脂组合物的特征在于，所述着色剂(D)包含经环氧树脂被覆处理的炭黑。此感光性树脂组合物主要通过着色剂中含有的炭黑来达到黑色矩阵层涂布后获得所期望图案的目的，但是对于其他着色层并没有达到预期效果，并不能实质上改善涂膜硬脆性较大，粘附性不好等基本问题。
技术实现思路
为了解决现有集成电路绝缘平整化膜的涂膜硬脆性较大，粘附性不好等问题，我们提出了一种感光性树脂组合物，其灵敏度、平整性、粘结性和热稳定性优良，适宜形成半导体集成电路的绝缘平整化膜。本专利技术是通过以下技术方案实现的：为实现上述目的，本专利技术提供一种感光性树脂组合物，其组成为：a)碱溶性树脂b)1,2-二叠氮醌化合物；c)含环氧基的聚乙烯醇缩醛化合物；d)溶剂。其中碱溶性聚乙烯醇缩醛树脂，含有以下结构单元其特征在于所述碱溶性树脂包括IA)、IB)、IC)和ID)重复单元。聚乙烯醇缩醛树脂具有良好的柔软性，可以作为聚合物增塑剂使用，提升柔韧性和可加工性，同时其具有良好的粘附性、耐热性和成膜性，聚乙烯醇经过和不同的醛缩合得到不同的聚乙烯醇缩醛树脂。其中R1是氢、烷基、取代烷基、芳香基和取代芳香基。IA具体实例包括甲醛、乙醛、正丁醛、苯甲醛等。a的mol％为20-60％。R2是氢、烷基、取代烷基、芳香基和取代芳香基。IB醛类实例包括对羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛和2.6二甲基4羟基苯甲醛等。b的mol％为10-30％。同时由于位阻的影响有部分羟基不会发生缩醛化反应，因此分子中含有IC结构单元。c的mol％为20-40％。在商品化的聚乙烯醇产品中有2％左右的醋酸乙烯酯的残留，因此分子中含有2％左右的ID结构单元。d的mol％为1-3％。IA重复单元通过聚乙烯醇的羟基和醛进行缩醛化反应制得，催化剂采用强酸，如甲基磺酸、对甲苯磺酸、硫酸等在二甲基亚砜、聚乙烯吡咯烷酮等溶剂中反应，聚乙烯醇缩醛化以后从水溶性变成水不溶性，反应结束后在水中沉淀，便可得到固体的聚乙烯醇缩醛树脂。IB重复单元的得到首先按照IA相同的方法得到含羟基的聚乙烯醇缩醛聚合物，采用聚乙烯醇和含羟基的苯甲醛进行缩醛化反应，然后含羟基的聚乙烯醇缩醛的羟基和环氧氯丙烷进行以下的反应得到含环氧基的聚乙烯醇缩醛树脂。上式R2：氢、烷基及取代烷基、芳香基及取代芳香基。优选地，上述缩醛树脂的加入量为所有固体含量的10-40％。优选地，上述碱溶树脂为丙烯酸类共聚物，通过下述1)-3)共聚得到：1)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐或二者聚合物；2)含有羟基的烯类不饱和单体；3)烯烃类不饱和化合物。换算成聚苯乙烯的重均分子量Mw为5000-30000。加入量为所有固体含量的20-80％。其中1)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐或二者混合物包括不饱和一元羧酸：丙烯酸和甲基丙烯酸；不饱和二元羧酸及酸酐：马来酸、富马酸、柠檬酸和衣康酸，或此二元羧酸的酸酐等。从共聚反应以及碱溶性方面考虑，优选丙烯酸、甲基丙烯酸和马来酸酐。共聚物中该组份的加入量：5-50％，优选10-40％。2)含有羟基的烯类不饱和单体可以选择(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯和以下结构的含羟基不饱和化合物：其中R为H，CH3；n＝1-2共聚物中该组份的加入量：5-50％，优选10-40％。3)烯烃类不饱和化合物可以使用(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、二环戊烯(甲基)丙烯酸酯、二环戊烷(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊氧乙基酯，(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、苯乙烯、临(对、间)甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、1,3丁二烯、异戊二烯、2.3二甲基1.3丁二烯等，优选苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和对甲氧基苯乙烯。共聚物中该组份的加入量：5-70％，优选20-50％。上述单体可以采用溶液聚合，溶剂可以选择醇类、酮类、醚类、四氢呋喃、甲苯、N.N二甲基甲酰胺等。自由基聚合引发剂可以选择2.2偶氮二异丁氰、2.2偶氮二(2.4二甲基戊腈)、2.2偶氮二(4-甲氧基2.4二甲基戊腈)、过氧化苯甲酰、二异丙苯过氧化物DCP和二叔丁基过氧化物DTBP等。上述单体在溶液中进行自由基聚合，经过沉淀过滤真空干燥得到丙烯酸共聚物，分子量换算成聚苯乙烯的重均分子量MW优选5000-30000，进一步优选5000-20000。优选地，上述1,2-二叠氮醌化合物为1,2-二叠氮醌化合物4-磺酸酯和1,2-二叠氮醌化合物5-磺酸酯至少一种。加入量为所有固体含量的2-15％。该化合物可以通过二叠氮萘醌磺酰卤化合物和酚类在弱碱下反应来制造。作为上述酚类化合物可以使用2.3.4三羟基苯甲酮、2.4.6三羟基苯甲酮、2.2’.4.3’四羟基苯酮、2.3.4.3’四羟基苯酮、2.3.4.4’四羟基苯酮、2.3.4.2’四羟基4’甲基苯酮、2.3.4.4’四羟基3’甲氧基苯酮、五羟基苯酮、六羟基苯酮、二(2.4二羟基苯基)甲烷、二(对羟基苯基)甲烷、三(对羟基苯基)甲烷、三(对羟基苯基)乙烷、二(2.3.4三羟基苯基)甲烷、2.2二(2.3.4三羟基苯基)丙烷、1.1.3-三(2.5二甲基4羟基苯基)3苯基丙烷、44’-(1(4(1(4羟基苯基)1-甲基乙基)苯基)亚乙基)双酚和二(2.5二甲基4羟基苯基)2羟基苯基甲烷等，上述酚类可以使用上述化合物可以单独使用也可以混合使用。上述酚类化合物和二叠氮萘醌磺酰卤化合物反应的酯化度优选50-90％。该组份的加入量：5-50％，优选10-40％。优选地，上述溶剂为烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感光性树脂组合物，其特征在于，所述感光性树脂组合物由以下质量百分比的原料和溶剂组成：碱溶性树脂：20‑80％；1,2‑二叠氮醌化合物：2‑15％；聚乙烯树脂：10‑40％；所述碱溶性树脂为丙烯酸类共聚物，由以下三种物质共聚获得：不饱和羧酸、不饱和羧酸酐或二者聚合物；含有羟基的烯类不饱和单体；烯烃类不饱和化合物；所述1,2‑二叠氮醌化合物为1,2‑二叠氮醌化合物4‑磺酸酯和1,2‑二叠氮醌化合物5‑磺酸酯中的至少一种；所述聚乙烯醇缩醛树脂，含有以下IA)、IB)、IC)和ID)重复单元：IA)重复单元：

【技术特征摘要】
1.一种感光性树脂组合物，其特征在于，所述感光性树脂组合物由以下质量百分比的原料和溶剂组成：碱溶性树脂：20-80％；1,2-二叠氮醌化合物：2-15％；聚乙烯树脂：10-40％；所述碱溶性树脂为丙烯酸类共聚物，由以下三种物质共聚获得：不饱和羧酸、不饱和羧酸酐或二者聚合物；含有羟基的烯类不饱和单体；烯烃类不饱和化合物；所述1,2-二叠氮醌化合物为1,2-二叠氮醌化合物4-磺酸酯和1,2-二叠氮醌化合物5-磺酸酯中的至少一种；所述聚乙烯醇缩醛树脂，含有以下IA)、IB)、IC)和ID)重复单元：IA)重复单元：其中R1是氢、烷基、取代烷基、芳香基和取代芳香基，IA)的摩尔质量百分比为20-60％；IB)重复单元：其中R2是氢、烷基、取代烷基、芳香基和取代芳香基，IB)的摩尔质量百分比为10-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：于成华，
申请(专利权)人：青岛蓝帆新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37