聚酰亚胺光刻胶及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种聚酰亚胺光刻胶及其使用方法。所述聚酰亚胺光刻胶以重量份计，包括如下原料组分：聚酰亚胺树脂100份、光酸发生剂0.5～5份，及热交联剂5～10份；其中，所述聚酰亚胺树脂的制备方法包括如下步骤：将二胺单体和二酐单体进行聚合反应；对所述聚合反应所得产物中的羧基进行酯化；其中，所述二胺单体和/或所述二酐单体的结构中包含酚羟基，所述二胺单体与二酐单体的摩尔比为0.5～1：1。该聚酰亚胺光刻胶既可以用于传统的g‑h‑i线、g线和i线，也可以通过感光剂的改变用于短波长的KrF和ArF光源，实现更高的解像度，适用面宽。

【技术实现步骤摘要】
聚酰亚胺光刻胶及其使用方法
本专利技术涉及光刻胶
，特别是聚酰亚胺光刻胶及其使用方法。
技术介绍
聚酰亚胺树脂具有高耐热性和高绝缘性、以及良好的强度和柔韧度，被誉为树脂材料之王，近年来在半导体芯片封装和OLED平板显示器制造上被广泛应用。聚酰亚胺树脂为主体的感光性光刻胶，在曝光显影后既可以形成所需要的微米或纳米级图形，又保留了聚酰亚胺的各种优良物理特性，可以作为芯片和平板显示器结构成分保留在芯片和面板之中，因而被芯片和平板显示器制造厂家所青睐。聚酰亚胺光刻胶作为光刻胶家族中的重要一族，国际上诸多光刻胶厂家不遗余力进行了数十年的研究开发，中国在该领域依然空白。除了在芯片封装上必须用到聚酰亚胺光刻胶之外，近年聚酰亚胺光刻胶在柔性OLED上的应用尤其被广泛瞩目。OLED发光材料在进行蒸镀前，在聚酰亚胺形成的底板上通过聚酰亚胺光刻胶在基板上形成一个个微米级的槽体，然后再把发光材料通过蒸镀注入，最后通过CPI(无色聚酰亚胺)盖板把整个发光材料密封在一个聚酰亚胺构成的隔绝空气和水分的腔体内，从而形成一个个的有机发光素子。聚酰亚胺光刻胶是OLED平板显示器生产制造不可或缺的关键原材料。随着半导体芯片集成度的不断提高和高清晰化平板显示器像素的逐步缩小，更小线宽、更高解像度的聚酰亚胺光刻胶的需求也在不断增加。目前主流的聚酰亚胺光刻胶采用的分辨率可以达到5～6微米左右，为了进一步提高聚酰亚胺的解像度，曝光光源可以从通常的全波段光转变为i线光，更高解像度光刻胶就需要更短波长的248纳米的KrF光源或者193纳米的ArF光源。随着光刻机光源的变化，光刻胶的整体组分也发生彻底变化，需要重新设计组分才能够实现高解像度需求。而目前的聚酰亚胺光刻胶的组分配伍均难以满足更短波长光源、更高解像度的要求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种聚酰亚胺光刻胶。该聚酰亚胺光刻胶既可以用于传统的g-h-i线、g线和i线光刻机，也可以通过感光剂的改变用于更短波长的KrF和ArF光源光刻机，实现更高的解像度，适用面宽。具体技术方案如下：一种聚酰亚胺光刻胶，以重量份计，包括如下原料组分：聚酰亚胺树脂100份、光酸发生剂0.5～5份，及热交联剂5～10份；所述聚酰亚胺树脂的制备方法包括如下步骤：将二胺单体和二酐单体进行聚合反应；对所述聚合反应所得产物中的羧基进行酯化；其中，所述二胺单体和/或所述二酐单体的结构中包含酚羟基，所述二胺单体与二酐单体的摩尔比为0.5～1：1。在其中一个实施例中，所述二胺单体具有如下所示结构特征：其中，R2选自单键、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、羰基、磺酸基或芳基；y分别独立地选自0、1、2或3；所述二酐单体具有如下所示结构特征：其中，R1选自C5～C20芳基醚、C1～C4直链烷基或环烷基、C1～C4直链烷氧基或环烷氧基、羰基、磺酸基或芳基；x分别独立地选自0、1、2或3，且x、y不同时为0；及\或，所述聚酰亚胺树脂的分子量为500～20000。在其中一个实施例中，所述热交联剂的烯基含量为2～4个。在其中一个实施例中，所述热交联剂选自如下化合物中的至少一种：其中，n、m、p、q分别独立地为1～10的整数；R分别独立地选自C1～C4烷基、C1～C4烷氧基或芳基。在其中一个实施例中，所述光酸发生剂选自用于i线、g线或g-h-i线曝光的iPAG，或用于KrF或ArF曝光的PAG；其中，所述iPAG选自如下化合物中的至少一种：所述PAG选自如下化合物中的至少一种：R1分别独立地选自C1～C4烷基、C1～C4烷氧基或芳基。在其中一个实施例中，其原料组分还包括表面活性剂，所述表面活性剂选自非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂中的至少一种。本专利技术还提供一种聚酰亚胺光刻胶的使用方法，包括如下步骤：将如上所述聚酰亚胺光刻胶涂布在基底上，烘烤，制备光刻胶膜；将所述光刻胶膜依次进行曝光、显影和热固化处理步骤，制备固化膜。在其中一个实施例中，所述烘烤的条件包括：烘烤温度为115～125℃，时间为0.5～1.5min。在其中一个实施例中，所述热固化处理的温度为150～350℃，时间为10min～120min。在其中一个实施例中，所述固化膜的厚度为0.2～10微米。与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的聚酰亚胺光刻胶将包含酚羟基的聚酰亚胺树脂、交联剂，以及光酸发生剂相结合，提供一种化学增幅式聚酰亚胺光刻胶，通过配伍不同的光酸发生剂，既可以用于传统的g-h-i线、g线和i线，也可以用于KrF和ArF曝光光源的光刻设备，实现更高的解像度，极大的拓宽了聚酰亚胺光刻胶的适用面。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术的聚酰亚胺光刻胶及其使用方法作进一步详细的说明。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术公开内容理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术的实施例提供一种聚酰亚胺光刻胶，以重量份计，包括如下原料组分：聚酰亚胺树脂100份、光酸发生剂0.5～5份，及热交联剂5～10份；所述聚酰亚胺树脂的制备方法包括如下步骤：将二胺单体和二酐单体进行聚合反应；对所述聚合反应所得产物中的羧基进行酯化；其中，所述二胺单体和/或所述二酐单体的结构中包含酚羟基，所述二胺单体与二酐单体的摩尔比为0.5～1：1。上述聚酰亚胺光刻胶的基本原理如下：当前主流的聚酰亚胺光刻胶在实际应用时，仅能够利用波长在365nm～485nm之间的曝光光源，例如g-h-i线、g线和i线光等。同时，现有的聚酰亚胺光刻胶普遍采用光酸化合物，例如重氮萘醌黄酰酯(PAC)类光酸化合物作为感光剂，其曝光的基本原理是利用重氮基团和树脂间的羟基之间的作用固化光刻胶形成的光刻胶膜。然而，上述现有的聚酰亚胺光刻胶在短波长光源条件下难以曝光成像，难以满足高解像度的要求。目前主流的KrF和ArF正性光刻胶通常由丙烯酸树脂和光酸发生剂(PAG，photoacidgenerator)组成，在曝光机内进行曝光时，激光照射下光酸发生剂会产生光酸(proton)，光酸作为催化剂可以将丙烯酸树脂的保护基团脱去，从而提高曝光区域的碱溶解性，最后曝光区域被碱性显影液洗去，未曝光区域留在基板上形成光刻图形。若直接以现有的聚酰亚胺替代掉上述KrF和ArF正性光刻胶中的丙烯酸树脂，由于聚酰亚胺具有较强的水溶性和碱溶解性，曝光和非曝光区域都会被碱性显影液洗去，难以形成需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺光刻胶，其特征在于，以重量份计，包括如下原料组分：/n聚酰亚胺树脂 100份、/n光酸发生剂 0.5～5份，及/n热交联剂 5～10份；/n所述聚酰亚胺树脂的制备方法包括如下步骤：将二胺单体和二酐单体进行聚合反应；对所述聚合反应所得产物中的羧基进行酯化；/n其中，所述二胺单体和/或所述二酐单体的结构中包含酚羟基，所述二胺单体与二酐单体的摩尔比为0.5～1：1。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺光刻胶，其特征在于，以重量份计，包括如下原料组分：
聚酰亚胺树脂100份、
光酸发生剂0.5～5份，及
热交联剂5～10份；
所述聚酰亚胺树脂的制备方法包括如下步骤：将二胺单体和二酐单体进行聚合反应；对所述聚合反应所得产物中的羧基进行酯化；
其中，所述二胺单体和/或所述二酐单体的结构中包含酚羟基，所述二胺单体与二酐单体的摩尔比为0.5～1：1。


2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺光刻胶，其特征在于，所述二胺单体具有如下所示结构特征：

其中，R2选自单键、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、羰基、磺酸基或芳基；y分别独立地选自0、1、2或3；
所述二酐单体具有如下所示结构特征：

其中，R1选自C5～C20芳基醚、C1～C4直链烷基或环烷基、C1～C4直链烷氧基或环烷氧基、羰基、磺酸基或芳基；x分别独立地选自0、1、2或3，且x、y不同时为0；
及\或，所述聚酰亚胺树脂的分子量为500～20000。


3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺光刻胶，其特征在于，所述热交联剂的烯基含量为2～4个。


4.根据权利要求3所述的聚酰亚胺光刻胶，其特征在于，所述热交联剂选自如下化合物中的至少一种：



其中，n、m、p、q分别独立地为1～10的整数；
R分别独立地选自C1～C4烷基、C1～C4烷氧基或芳基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓伟，
申请(专利权)人：苏州理硕科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32