一种含六氟异丙醇单体共聚物及其制备方法和化学增幅型光刻胶、应用技术

本申请涉及化学增幅型光刻胶技术领域，具体公开了一种含六氟异丙醇单体共聚物及其制备方法和化学增幅型光刻胶、应用。一种含六氟异丙醇单体共聚物，主要由A单体、B单体聚合制得；所述A单体内含有碱溶解性基团；所述B单体的结构式为：本申请的含六氟异丙醇单体共聚物可用于正型化学增幅型光刻胶制备，其具有图像形貌好、不产生T

【技术实现步骤摘要】
一种含六氟异丙醇单体共聚物及其制备方法和化学增幅型光刻胶、应用


[0001]本申请涉及光刻胶
，更具体地说，它涉及一种含六氟异丙醇单体共聚物及其制备方法和化学增幅型光刻胶、应用。

技术介绍

[0002]光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体。光刻胶是光刻工艺的核心材料，在光刻工艺中，光刻胶被涂抹在衬底上，光照或辐射通过掩膜板照射到衬底后，光刻胶在显影溶液中的溶解度便发生变化，经溶液溶解可溶部分后，光刻胶层形成与掩膜版上相对应的图形，再通过刻蚀在衬底上完成图形转移。并且根据下游应用的不同，衬底可以为印刷电路板、圆晶片、面板和集成电路板。
[0003]根据光刻胶的反应机理，一共可分为两类，一类是负性光刻胶，曝光后不可溶解，显影时未曝光区域被溶解，进而形成图形。另一类是正性光刻胶，曝光后可溶解，显影时曝光的区域被溶解形成图形。
[0004]对于正性光刻胶，可以利用化学增幅机理的链式反应来提高光化学反应效率，增强光刻胶感度。化学增幅型光刻胶主要由成膜树脂、溶解抑制剂、碱性淬灭剂、光产酸剂和溶剂等组成，曝光后光产酸剂分解产酸，催化光刻胶中的酸不稳定基团发生化学反应，催化反应完成后酸又被释放出来，继续催化链式反应。化学增幅型光刻胶具有高感度、高对比度和高分辨率的优点，得到广泛应用。
[0005]虽然化学增幅型光刻胶的优点非常突出，但是化学增幅型光刻胶容易受到环境中碱性物质的污染，导致多种图形缺陷，如T
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top相貌，形成光刻图形的化学稳定性和表面张力等综合性能较差。
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技术实现思路

[0006]为了改善化学增幅型光刻胶化学稳定性和表面张力差的问题，本申请提供一种含六氟异丙醇单体共聚物及其制备方法和化学增幅型光刻胶、应用。
[0007]第一方面，本申请提供一种含六氟异丙醇单体共聚物，采用如下的技术方案：一种含六氟异丙醇单体共聚物，主要由A单体、B单体聚合制得；所述A单体内含有碱溶解性基团；所述B单体的结构式为：
[0008]通过采用上述技术方案，将含有碱溶解性基团的A单体与含氟取代苯乙烯单体进
行聚合反应制得含氟共聚物，然后与成膜树脂、其他助剂一起制成化学增幅型光刻胶，在使用时，含氟共聚物分子结构上的氟原子取代氢原子后，碳链上的键能得到大幅度提升，对分子结构有着较强的保护作用，大幅度降低了光刻胶体系的表面能和粘聚性，改善其表面张力，含氟共聚物可以迁移至树脂表面，减少环境中碱性物质对曝光区胶膜的影响，同时碱溶性基团保证曝光区胶膜在显影液中的溶解性质，减少不溶性表皮层的产生，很好的提升了光刻胶的综合性能。
[0009]优选的，A单体中的碱溶解性基团为酚羟基，羧基，酸酐或者酰胺。
[0010]优选的，所述A单体的结构式为优选的，所述A单体的结构式为中的一种；所述R1为羟基、羧基中的一种；所述R2为H、甲基、乙基中的一种；R3为甲基、乙基中的一种。
[0011]通过采用上述技术方案，优化和调整A单体的种类，调整分子结构组成和取代基团种类，使得聚合形成的含氟聚合物的分子状态更加稳定适配，不易受到外界环境的干扰，提升光刻胶的感度、分辨率等性能。
[0012]优选的，所述A单体为对羟基苯乙烯、乙烯基苯甲酸、丙烯酸、马来酸酐、马来酰亚胺中的一种。
[0013]通过采用上述技术方案，进一步筛选和优化A单体的分子结构组成，在保证较好碱溶解性的基础上增大含氟共聚物分子链的柔性，改善共聚物体系的化学稳定性和热稳定性，优化体系的自流动性和表面张力状态，减少光刻图形的形貌缺陷。
[0014]优选的，还包括有C单体，所述C单体为苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物中的一种。
[0015]通过采用上述技术方案，采用A单体、B单体、C单体共同聚合制得含氟聚合物，C单体的引入可以进一步改善共聚物分子结构的排列状态，屏蔽活性基团的电子效应，在分子空间上使得光刻胶的活性基团得到更好的保护，同时也改善了光刻胶的润湿性能。
[0016]第二方面，本申请提供一种含六氟异丙醇单体共聚物的制备方法，采用如下的技术方案：一种含六氟异丙醇单体共聚物的制备方法，包括如下步骤：S1：将各类单体、引发剂、溶剂在容器内混合均匀，然后在惰性气体保护作用下加热至60
‑
90℃反应8
‑
20h制得中间液；S2：将中间液滴加至去离子水中，得到白色沉淀物，抽滤、烘干后即得。
[0017]通过采用上述技术方案，在合适的反应温度和反应时间条件下进行聚合反应，同时采用惰性气体保护，使得各类单体有序、稳定的聚合，制得分子结构均一的含氟共聚物树脂。
[0018]第三方面，本申请提供一种化学增幅型光刻胶，采用如下的技术方案：
一种化学增幅型光刻胶，主要由如下重量份数的原料制成：成膜树脂80
‑
120份、含六氟异丙醇单体共聚物5
‑
15份、光致产酸剂2
‑
3.5份、碱性添加剂0.2
‑
0.4份、溶剂300
‑
2000份。
[0019]进一步优选的，成膜树脂为化学增幅型光刻胶成膜树脂。进一步优选的，化学增幅型光刻胶成膜树脂可以是带有保护基的酚醛树脂，对羟基苯乙烯树脂或者(甲基)丙烯酸树脂中的一种。
[0020]通过采用上述技术方案，将成膜树脂与含氟共聚物混合后制成光刻胶，在使用时含氟共聚物可以迁移至树脂表面形成一层薄膜，起到保护层的作用，显影时，含氟共聚物上的碱溶性基团促使该层保护膜溶解于显影液中，有效减少T
‑
top形貌的产生，提升光刻胶的分辨率和图形状态。
[0021]优选的，所述光致产酸剂为二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、二苯基碘鎓樟脑磺酸盐、二苯基碘鎓全氟
‑1‑
丁磺酸盐、二苯基碘鎓全氟辛烷磺酸盐、4
‑
甲氧苯基碘鎓三氟代甲烷磺酸盐、双(4
‑
叔丁苯基)碘鎓四氟硼酸盐、双(4
‑
叔丁基苯)碘鎓六氟磷酸盐、双(4
‑
叔丁苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、双(4
‑
叔丁基苯基)碘鎓全氟
‑1‑
丁烷磺酸盐、双(4
‑
叔丁基苯基)碘鎓樟脑磺酸盐、双(4
‑
叔丁基苯基)碘鎓全氟辛烷磺酸盐、三苯基锍鎓六氟磷酸盐、三苯基锍鎓三氟甲磺酸盐、三苯基锍鎓樟脑磺酸盐、三苯基锍鎓全氟
‑1‑
丁基磺酸盐、三苯基锍鎓全氟辛烷磺酸盐、对甲苯基二苯基锍鎓三氟甲磺酸盐、对甲苯基二苯基锍全氟辛烷磺酸盐、对甲苯基二苯基锍全氟
‑1‑
丁烷磺酸盐、对甲苯基二苯基锍樟脑磺酸盐、2，4，6
‑
三甲基苯基二苯基锍三氟代甲烷磺酸盐、4
‑
叔丁基苯基二苯基锍三氟代甲烷磺酸盐、4
‑
苯基苯硫基二苯基锍六氟代磷酸盐、1
‑
(2
‑
萘酰甲基)硫醇鎓三氟代甲烷磺酸盐、4
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含六氟异丙醇单体共聚物，其特征在于，主要由A单体、B单体聚合制得；所述A单体内含有碱溶解性基团；所述B单体的结构式为：2.根据权利要求1所述的一种含六氟异丙醇单体共聚物，其特征在于，所述A单体的结构式为构式为中的一种；所述R1为羟基、羧基中的一种；所述R2为H、甲基、乙基中的一种；R3为甲基、乙基中的一种。3.根据权利要求1所述的一种含六氟异丙醇单体共聚物，其特征在于，所述A单体为对羟基苯乙烯、乙烯基苯甲酸、丙烯酸、马来酸酐、马来酰亚胺中的一种。4.根据权利要求1所述的一种含六氟异丙醇单体共聚物，其特征在于，还包括有C单体，所述C单体为苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物中的一种。5.一种含六氟异丙醇单体共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将各类单体、引发剂、溶剂在容器内混合均匀，然后在惰性气体保护作用下加热至60
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90℃反应8
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20h制得中间液；S2：将中间液滴加至去离子水中，得到白色沉淀物，抽滤、烘干后即得。6.一种化学增幅型光刻胶，其特征在于，主要由如下重量份数的原料制成：成膜树脂80
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120份、含六氟异丙醇单体共聚物5
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15份、光致产酸剂2
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3.5份、碱性添加剂0.2
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0.4份、溶剂300
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2000份。7.根据权利要求6所述的一种化学增幅型光刻胶，其特征在于，所述光致产酸剂为二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、二苯基碘鎓樟脑磺酸盐、二苯基碘鎓全氟
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丁磺酸盐、二苯基碘鎓全氟辛烷磺酸盐、4
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甲氧苯基碘鎓三氟代甲烷磺酸盐、双(4
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叔丁苯基)碘鎓四氟硼酸盐、双(4
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叔丁基苯)碘鎓六氟磷酸盐、双(4
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叔丁苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、双(4
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叔丁基苯基)碘鎓全氟
‑1‑
丁烷磺酸盐、双(4
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叔丁基苯基)碘鎓樟脑磺酸盐、双(4
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叔丁基苯基)碘鎓全氟辛烷磺酸盐、三苯基锍鎓六氟磷酸盐、三苯基锍鎓三氟甲磺酸盐、三苯基锍鎓樟脑磺酸盐、三苯基锍鎓全氟
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丁基磺酸盐、三苯基锍鎓全氟辛烷磺酸盐、对甲苯基二苯基锍鎓三氟甲磺酸盐、对甲苯基二苯基锍全氟辛烷磺酸盐、对甲苯基二苯基锍全氟
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丁烷磺酸盐、对甲苯基二苯基锍樟脑磺酸盐、2，4，6
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三甲基苯基二苯基锍三氟代甲烷磺酸盐、4
‑
叔丁基苯基二苯基锍三氟代甲烷磺酸盐、4
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苯基苯硫基二苯基锍六氟代磷酸盐、1
‑
(2
‑
萘酰甲基)硫醇鎓
三氟代甲烷磺酸盐、4
‑
羟基
‑1‑
萘基二甲基锍三氟代甲烷磺酸盐、2
‑
甲基
‑
4，6
‑
双(三氯代甲基)
‑
1，3，5
‑
三嗪、2，4，6
‑
三(三氯代甲基)
‑
1，3，5
‑
三嗪、2
‑
苯基
‑
4，6
‑
双(三氯代甲基)
‑
1，3，5
‑
三嗪、2
‑
(4
‑
氯代苯基)
‑
4，6
‑
双(三氯代甲基)
‑
1，3，5
‑
三嗪、2
‑
(4
‑
甲氧苯基)
‑
4，6
‑
双(三氯代甲基)
‑
1，3，5
‑
三嗪、2
‑
(4
‑
甲氧
‑1‑
萘基)
‑
4，6
‑
双(三氯代甲基)
‑
1，3，5
‑
三嗪、2
‑
(苯并[d][1，3]二氧戊环
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基)
‑
4，6
‑
双(三氯代甲基)
‑
1，3，5
‑
三嗪、2
‑
(4
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甲氧苯乙烯基)
‑
4，6
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双(三氯代甲基)
‑
1，3，5
‑
三嗪、2
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑祥飞，陈韦帆，徐亮，季昌彬，
申请(专利权)人：瑞红苏州电子化学品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：