一种光刻胶用酚醛树脂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种光刻胶用酚醛树脂，是以包括以下原料缩聚制备得到：对甲酚，间甲酚，二甲酚，3,3'

【技术实现步骤摘要】
一种光刻胶用酚醛树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光刻胶用酚醛树脂领域，具体涉及一种光刻胶用酚醛树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]线性酚醛树脂是G线、I线正性光刻胶的最常用成膜树脂，此类光刻胶透光性好，与基材的粘附性好，抗干法、湿法腐蚀性强，但线性酚醛树脂的玻璃化温度较低，耐热性不足，日前大多数微电子加工工艺，光刻胶要经过多次高温烘烤，但是一般的线性酚醛树脂当耐温性不足，光刻中时增大了催化剂的迁移，无法满足更高分辨率的电路器件，常规酚醛树脂在高于140℃就会出现光刻图形变形而影响光刻胶的分辨率。
[0003]为解决线性酚醛树脂耐热性不足的问题，现有技术有通过先将对甲酚和甲醛制备预缩合，得到双官能度的2,6
‑
双羟基
‑
对
‑
甲酚，替代部分对甲酚，能够得到高邻
‑
邻
’
相连程度的酚醛树脂，具有很好的光刻性能。但并没有解决酚醛树脂耐热性的问题。还有报道在体系中引入二甲酚，比如2,4
‑
二甲酚，2,6
‑
二甲酚，2,5
‑
二甲酚，3,4,
‑
二甲酚，可以提高耐热性，但是光刻胶分辨率会下降。分子量的分布同样对线性酚醛树脂的耐热性有影响，为了得到窄分子量分布，现有技术有先将酚醛树脂溶于良溶剂，在注入水中进行沉淀；或者通过水蒸气蒸馏的方式使低分子量部分含量减少；或者通过硅胶色谱柱进行分离纯化，以出去产物中低分子量的部分。但这些后处理的方法都会是酚醛树脂的制造成本明显升高，并不利于产业化。
[0004]现有技术中的上述方法，在提高光刻胶用成膜物质线性酚醛树脂的耐热性的同时，要么造成成本高昂，难以产业化；要么提高耐热性的同时，分辨率却下降了，得不偿失。可见，在线性酚醛树脂的光刻胶中，耐热性和分辨率是难以同时得到改善，
[0005]专利技术人在前的专利202110890081.7，通过在酚醛树脂树脂的基础配上中加入一定比例的3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚和2
‑
羟基1
‑
羟甲基萘和少量的酚性多羟基化合物，通过调控原料配比及工艺控制，得到了一种具有窄分子量分布酚醛树脂，其耐热性好，制成的光刻胶分辨率。但后续的研究发现，由于3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚的加入，虽然耐热性得到了改善，使得所得光刻胶需要在较强的曝光量下才能完成正性刻蚀，光刻胶感光性还有待加强。
[0006]因此，研发一种高兼具耐热性、高分辨率、优异感光性的的酚醛树脂具有重要的研究意义和应用前景。

技术实现思路

[0007]为了改善现有的光刻胶用酚醛树脂分辨率，耐热性，感光性难以同时得到改善的缺陷，专利技术提供了一种改进的光刻胶用酚醛树脂及其制备方法，通过在酚醛树脂的基础配方上中加入一定比例的3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚，螺环二酚，2
‑
羟基1
‑
羟甲基萘(CAS No 5386
‑
25
‑
4)，通过优选原料配比及工艺控制，得到了一种具有窄分子量分布酚醛树脂，
其耐热性好，制成的光刻胶分辨率高并且感光型好，综合性能优异。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了以下技术方案：
[0009]一种光刻胶用酚醛树脂，是以包括以下原料缩聚制备得到：对甲酚，间甲酚，二甲酚，3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚，2
‑
羟基1
‑
羟甲基萘，螺环二酚，甲醛和/或多聚甲醛。
[0010]所述二甲酚选自2,4
‑
二甲酚，2,6
‑
二甲酚，2,5
‑
二甲酚，3,5
‑
二甲酚，3,4
‑
二甲酚中的至少一种，优选3,5
‑
二甲酚，3，5
‑
二甲酚为间甲酚，邻位活性比较高，容易形成邻位取代反应。
[0011]进一步地，所述光刻胶用酚醛树脂，是以包括以下重量份的原料缩聚制备得到：45
‑
55份对甲酚，50
‑
60份间甲酚，8
‑
12份2
‑
羟基1
‑
羟甲基萘，5
‑
8份二甲酚，4
‑
8份3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚，3
‑
5份螺环二酚，100份甲醛和/或多聚甲醛。
[0012]专利技术人预料不到地发现，以3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚，螺环二酚以及2
‑
羟基1
‑
羟甲基萘替代部分苯酚，所得酚醛树脂的耐热性，感光性和分辨率同时得到了不同程度的改善，说明三者之间可能存在一定的协同作用。所加入的3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚和螺环二酚能反应的位点有限，形成的是线性的酚醛树脂而不是交联结构，对感光性没有不利的影响；在酚醛树脂的端基位置引入螺环二酚，赋予了分子一定的刚性结构，增加了酚醛树脂的耐热性，并且并没有影响所得光刻胶的分辨率。控制三者的用量在一定的比例范围，能够使制备得到的酚醛树脂用于光刻胶的成膜物质，光刻胶的耐热性，分辨率和感光性都得到了改善，综合性能优异。
[0013]本专利技术还提供了所述光刻胶用酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0014](S1)加入对甲酚，甲醛总量的30
‑
50％和碱，升温50
‑
55℃反应2
‑
3h，加入稀酸中和，产物水洗至中性备用；
[0015](S2)将步骤(S1)所得产物，间甲酚，二甲酚，2
‑
羟基1
‑
羟甲基萘，剩余的甲醛，70
‑
95％的酸性催化剂以及溶剂混匀，继续升温至80
‑
90℃反应1
‑
3h；
[0016](S3)继续升温至90
‑
95℃，缓慢加入3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚和剩余酸性催化剂，反应2
‑
3h，最后加入螺环二酚，继续反应1
‑
2h，最终所得产物水洗，真空干燥后得到改性酚醛树脂。
[0017]上述步骤中，甲醛加入的形式为30
‑
40％甲醛水溶液。
[0018]进一步地，步骤(S1)的目的是得到间甲酚和甲醛的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光刻胶用酚醛树脂，其特征在于，是以包括以下原料缩聚制备得到：对甲酚，间甲酚，二甲酚，3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚，2
‑
羟基1
‑
羟甲基萘，螺环二酚，甲醛和/或多聚甲醛。2.根据权利要求1所述的光刻胶用酚醛树脂，其特征在于，所述二甲酚选自2,4
‑
二甲酚，2,6
‑
二甲酚，2,5
‑
二甲酚，3,5
‑
二甲酚，3,4
‑
二甲中的至少一种。3.根据权利要求2所述的光刻胶用酚醛树脂，其特征在于，所述二甲酚为3,5
‑
二甲酚。4.根据权利要求1所述的光刻胶用酚醛树脂，其特征在于，所述光刻胶用酚醛树脂，是以包括以下重量份的原料缩聚制备得到：45
‑
55份对甲酚，50
‑
60份间甲酚，8
‑
12份2
‑
羟基1
‑
羟甲基萘，5
‑
8份二甲酚，4
‑
8份3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
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联苯二酚，3
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5份螺环二酚，100份甲醛和/或多聚甲醛。5.权利要求1
‑
4任一项所述光刻胶用酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：(S1)加入对甲酚，甲醛总量的30
‑
50％和碱，升温50
‑
55℃反应2
‑
3h，加入稀酸中和，产...

【专利技术属性】
技术研发人员：王富成，苏志强，赵鑫，马铮，
申请(专利权)人：浙江自立高分子化工材料有限公司，
类型：发明
国别省市：