[发明专利]pH响应型聚合物及其制备方法以及光刻胶组合物

说明书

本发明提供一种pH响应型聚合物及其制备方法以及光刻胶组合物。按重量百分比计，光刻胶组合物包括：1‑10％的具有式Ⅰ或式Ⅱ结构的pH响应型聚合物，5‑30％的树脂，0.1‑1％的光敏剂以及余量的溶剂，其中m为20‑100的整数，n为20‑100的整数x为1‑4的整数，R₁为甲基或氢原子，R₂为甲基或氢原子，R为甲基或氢原子。本发明的光刻胶组合物具有在酸性条件下体积收缩的特性，在栅极、源极、漏极、金属氧化物像素电极、金属氧化物有源层等膜层的刻蚀过程中可防止底切现象的发生，降低短路类不良发生率，从而提高产品良率。

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管阵列制造领域，特别涉及一种pH响应型聚合物以及pH响应型光刻胶组合物。

背景技术

光刻工艺是薄膜晶体管阵列制造过程中必不可少的一道制程，起到图案转移的作用。通过对薄膜进行清洗、光刻胶涂覆、软烘、曝光、显影、后烘等工序，将设计好的掩膜版图案转移到薄膜上，之后经过刻蚀和光刻胶剥离工序形成目标图案。

光刻工艺的实施离不开光刻胶，光刻胶的主体成分是一类含光敏性基团的聚合物组合物，在紫外光照条件下，受光照部分光敏基团发生化学变化，导致光刻胶感光部分和遮光部分在显影液中溶解性产生差异，从而在显影后实现图案转移。

湿法刻蚀工艺主要适用于薄膜晶体管阵列制造过程中金属膜层及金属氧化物导体或半导体的刻蚀。湿刻工艺是各向同性刻蚀，即刻蚀液不仅会向下对金属膜层进行刻蚀，还会进行水平方向的扩散刻蚀。如图1所示，如果金属膜层11上的保护光刻胶12和金属膜层11间粘合力过大，则易发生底切现象(undercut)，在金属膜层11的侧面形成一个斜面或弧面。底切易引发后续绝缘介质膜层的破裂，导致短路类不良，影响产品良率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种可在酸性环境下体积收缩的pH响应型光刻胶组合物，从而防止底切现象的发生。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种具有下面式Ⅰ结构的pH响应型聚合物，式中，m为20-100的整数，n为20-100的整数x为1-4的整数，R₁为甲基或氢原子，R₂为甲基或氢原子。

在本发明的pH响应型聚合物的一个实施方式中，m为30-50的整数，n为30-50的整数。

本发明还提供制备具有式Ⅰ结构的pH响应型聚合物的方法，包括：

将(甲基)丙烯酸单体和(甲基)丙烯酸多乙二醇酯单体加入到分散剂中；

加入引发剂；以及

加热引发(甲基)丙烯酸单体与(甲基)丙烯酸多乙二醇酯单体聚合，得到具有式Ⅰ结构的pH响应型聚合物。

在本发明的方法的一个实施方式中，所述分散剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲苯、环己酮、二氧六环或N-甲基吡咯烷酮，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯或过氧化甲乙酮。

在本发明的方法的另一个实施方式中，所述加热的温度为70-110℃。

另一方面，本发明提供一种具有下面式Ⅱ结构的pH响应型聚合物，式中，m为20-100的整数，n为20-100的整数R为甲基或氢原子。

在本发明的pH响应型聚合物的一个实施方式中，m为30-50的整数，n为30-50的整数。

本发明还提供制备具有式Ⅱ结构的pH响应型聚合物的方法，包括：

使聚乙二醇与2-溴丙酰溴或2-氯丙酰氯发生酯化反应，得到中间产物；