正型感光性树脂组合物及固化图案的制备方法技术

本发明专利技术属于感光树脂组合物领域，公开了一种正型感光性树脂组合物及固化图案的制备方法。正型感光树脂组合物，包括所述第一组分，为含酚羟基的碱可溶性树脂；所述第二组分，为含丙烯酸类结构的碱可溶性树脂，所述第三组分，为重氮萘醌酯类的萘醌酯类光敏化合物，所述第四组分，为热致产酸剂。固化图案的制备方法，将上述的正型感光树脂组合物涂布在基板上，经过烘烤、曝光、显影、固化，得到固化图案。本发明专利技术的正型感光树脂组合物添加有含丙烯酸类结构的碱可溶性树脂与热产酸剂的组合，配合重氮萘醌磺酸酯化物，使制备的正型感光树脂组合物经过曝光、显影、固化后得到在留膜率、残留情况和固化后的耐化性上都能取得最优表现的固化膜。化后的耐化性上都能取得最优表现的固化膜。化后的耐化性上都能取得最优表现的固化膜。

【技术实现步骤摘要】
正型感光性树脂组合物及固化图案的制备方法


[0001]本专利技术涉及感光树脂组合物
，具体涉及一种正型感光性树脂组合物及固化图案的制备方法。

技术介绍

[0002]正型感光树脂使用碱性水溶液作为显影液，避免了有机显影液对非曝光区域的溶胀，有利于提高图形分辨率高。其次，碱性水溶液显影液环境相容性好，更加环境友好。正型树脂成膜后的图案化性能与曝光区和非曝光区对显影液的溶解速率差异有关，通常选择添加重氮萘醌酯化物于组合物溶液中，但这种方法形成的厚膜出现底部光敏差的现象。为提升碱性显影液对聚合物的溶解性，向树脂组合物中添加低分子量的酚羟基化合物，但会导致固化后膜机械性能降低等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种敏感度高、暗膜留膜率高的正型感光性树脂组合物及固化图案的制备方法。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供以下技术方案。
[0005]在第一方面中，本专利技术提供一种正型感光树脂组合物，所述树脂组合物包括：包括第一组分、第二组分、第三组分和第四组分；
[0006]所述第一组分为含酚羟基的碱可溶性树脂，选自含有酚羟基的聚酰亚胺树脂、线性酚醛树脂或聚羟基苯乙烯树脂中的至少一种；
[0007]所述第二组分为含丙烯酸类结构的的碱可溶性树脂，包括如下所示的式A、式B和式C的重复单元，
[0008][0009]其中Ra1、Ra2和Ra3分别各自独立的选自氢原子或者烷基；Ra4为直链烷基或支链烷基，其碳原子可被氧原子、氮原子或硅原子取代；Ra5为环烷基或芳基，其碳原子可被氧原子或氮原子取代；
[0010]所述第三组分为重氮萘醌酯类的萘醌酯类光敏化合物，选自2,1,4
‑
重氮萘醌酯类或2,1,5
‑
重氮萘醌酯类中的至少一种；
[0011]所述第四组分为热致产酸剂，选自酯类磺酸衍生物或鎓盐类磺酸衍生物中的至少一种。
[0012]进一步地，所述第一组分还包括如下技术特征中的至少一种：
[0013]a1)所述含有酚羟基的聚酰亚胺树脂的分子量为5000
‑
50000；优选的为8000
‑
40000，更优选的为15000
‑
30000，如19500、21300、29000；
[0014]a2)所述含有酚羟基的聚酰亚胺树脂的ADR为优选的为
更优选的如1300、1900、2100；
[0015]a3)所述含有酚羟基的聚酰亚胺树脂包括如下所示的式Ⅰ和式Ⅱ的重复单元，
[0016]其中X1为包含苯环、硅氧烷或聚醚的基团，Y1为含有苯环或脂肪族的基团，R1和R2各自独立的选自氢原子、烷基、酯基或缩醛基团，0≦p≦2，0≦q≦2且p+q>0；
[0017]a4)所述线性酚醛树脂的分子量为2000
‑
20000；优选的为10000
‑
15000，如13000；
[0018]a5)所述线性酚醛树脂的ADR为优选的为
[0019]优选的，所述酚醛树脂通式结构通式如下：
[0020][0021]a6)所述聚羟基苯乙烯树脂的分子量为2000
‑
20000；优选的10000
‑
15000，如13200；
[0022]a7)所述聚羟基苯乙烯树脂的ADR为优选的为如
[0023]进一步地，还包括如下技术特征中的至少一个：
[0024]a31)所述式Ⅰ的重复单元，其衍生自如下结构的化合物：
[0025][0026]a32)所述式Ⅱ的重复单元，其衍生自如下结构的化合物：
[0027][0028]进一步地，所述第二组分还包括如下技术特征中的至少一种：
[0029]b1)所述第二组分的分子量为5000
‑
30000，优选的为12000
‑
20000，如13900、14000、16300、16600、17900；
[0030]b2)所述第二组分的ADR为优选的为如如
[0031]b3)所述式A的重复单元，其衍生自(甲基)丙烯酸；
[0032]b4)所述式B的重复单元，其衍生自如下结构的化合物：
[0033][0034]b5)所述式C的重复单元，其衍生自如下结构的化合物：
[0035][0036][0037]进一步地，所述式A的重复单元和式A的重复单元由不饱和键酸酐和含羟基化合物经开环酯化形成，
[0038]所述不饱和键酸酐选自马来酸酐、衣康酸酐、降冰片烯酸酐或四氢苯酐中的一种；
[0039]所述含羟基化合物选自如下结构中的至少一种：
[0040]其中1≦m≦4，1≦n≦4，m,n均为正整数。
[0041]进一步地，所述第三组分还包括如下技术特征中的至少一种：
[0042]c1)所述2,1,4
‑
重氮萘醌酯类为2,1,4
‑
重氮萘醌磺酰氯的酯化物；优选的，所述2,1,4
‑
重氮萘醌磺酰氯的酯化物为2,3,4,4'
‑
四羟基二苯甲酮与2,1,4
‑
重氮萘醌磺酰氯的酯化物；
[0043]c2)所述2,1,5
‑
重氮萘醌酯类为2,1,5
‑
重氮萘醌磺酰氯的酯化物；优选的，所述2,1,5
‑
重氮萘醌磺酰氯的酯化物为α,α,α'
’‑
三(4
‑
羟苯基)
‑1‑
乙基
‑4‑
异丙苯与2,1,5
‑
重氮萘醌磺酰氯的酯化物或1,1,1
‑
三(4
‑
羟苯基)乙烷与2,1,5
‑
重氮萘醌磺酰氯的酯化物；
[0044]进一步地，所述第四组分还包括如下技术特征中的至少一种：
[0045]d1)所述酯类磺酸衍生物选自如下结构通式：
[0046]其中Rb1、Rb4和Rb5分别独立的选自烷基，氟烷基，芳基和氰基中的一种；Rb2选自芳基衍生物；Rb3选自亚烷基或者亚芳基衍生物；
[0047]优选的，选自如下结构：
[0048][0049]d2)所述鎓盐类磺酸衍生物，包括阳离子和阴离子；
[0050]所述阴离子的结构如下：
[0051]其中Rb6选自烷基，氟烷基和芳基中的一种；
[0052]所述阳离子的结构如下：
[0053]其中Rb7、Rb8、Rb9、Rb10、Rb11、Rb12分别独立的选自芳基，氢原子，烷基和环烷基中的一种。
[0054]所述鎓盐类磺酸衍生物具体结构：
[0055][0056]进一步地，所述第一组分、第二组分、第三组分和第四组分的质量比为100：(5～30)：(0.5～30)：(0.5～5)；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正型感光树脂组合物，其特征在于，包括第一组分、第二组分、第三组分和第四组分；所述第一组分为含酚羟基的碱可溶性树脂，选自含有酚羟基的聚酰亚胺树脂、线性酚醛树脂或聚羟基苯乙烯树脂中的至少一种；所述第二组分为含丙烯酸类结构的碱可溶性树脂，包括如下所示的式A、式B和式C的重复单元，其中Ra1、Ra2和Ra3分别各自独立的选自氢原子或者烷基；Ra4为直链烷基或支链烷基，其碳原子可被氧原子、氮原子或硅原子取代；Ra5为环烷基或芳基，其碳原子可被氧原子或氮原子取代；所述第三组分为重氮萘醌酯类的萘醌酯类光敏化合物，选自2,1,4
‑
重氮萘醌酯类或2,1,5
‑
重氮萘醌酯类中的至少一种；所述第四组分为热致产酸剂，选自酯类磺酸衍生物或鎓盐类磺酸衍生物中的至少一种。2.根据权利要求1所述的正型感光树脂组合物，其特征在于，所述第一组分还包括如下技术特征中的至少一种：a1)所述含有酚羟基的聚酰亚胺树脂的分子量为5000
‑
50000；a2)所述含有酚羟基的聚酰亚胺树脂的ADR为a3)所述含有酚羟基的聚酰亚胺树脂包括如下所示的式Ⅰ和式Ⅱ的重复单元，其中X1为包含苯环、硅氧烷或聚醚的基团，Y1为含有苯环或脂肪族的基团，R1和R2各自独立的选自氢原子、烷基、酯基或缩醛基团，0≦p≦2，0≦q≦2且p+q>0；a4)所述线性酚醛树脂的分子量为2000
‑
20000；a5)所述线性酚醛树脂的ADR为a6)所述聚羟基苯乙烯树脂的分子量为2000
‑
20000；a7)所述聚羟基苯乙烯树脂的ADR为3.根据权利要求2所述的正型感光树脂组合物，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一个：a31)所述式Ⅰ的重复单元，其衍生自如下结构的化合物：
a32)所述式Ⅱ的重复单元，其衍生自如下结构的化合物：4.根据权利要求1所述的正型感光树脂组合物，其特征在于，所述第二组分还包括如下技术特征中的至少一种：b1)所述第二组分的分子量为5000
‑
30000；b2)所述第二组分的ADR为b3)所述式A的重复单元，其衍生自(甲基)丙烯酸；b4)所述式B的重复单元，其衍生自如下结构的化合物：
b5)所述式C的重复单元，其衍生自如下结构的化合物：
5.根据权利要求1所述的正型感光树脂组合物，其特征在于，所述式A的重复单元和式B的重复单元由不饱和键酸酐和含羟基化合物经开环酯化形成，所述不饱和键酸酐选自马来酸酐、衣康酸酐、降冰片烯酸酐或四氢苯酐中的一种；所述含羟基化合物选自如下结构中的至少一种：其中1≦m≦4，1≦n≦4，m,n均为正整数。6.根据权利要求1所述的正型感光树脂组合物，其特征在于，所述第三组分还包括如下技术特征中的至少一种：c1)所述2,1,4
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：严珂，王忍，杨普高，裴经和，王瑶瑶，周弦伶，
申请(专利权)人：江苏汉拓光学材料有限公司，
类型：发明
国别省市：