[发明专利]一种六芳基双咪唑类光引发剂及其应用

说明书

本发明公开一种六芳基双咪唑类光引发剂，红移取代基在其所有可取代位点中的摩尔占比为6‑16％。该光引发剂应用于感光性树脂组合物时感光度适中、溶解性好、分辨率和显影性优异，不会在显影时出现倒梯形，并且具有较好的亲水性，能显著减少循环使用时显影液中的淤渣量，使得显影液可重复多次、有效使用。本发明还提供包含上述光引发剂的感光性树脂组合物，以及该组合物的应用。

技术领域

本发明属于有机化学领域，具体涉及一种六芳基双咪唑类光引发剂，含有该光引发剂的感光性树脂组合物及其应用。

背景技术

随着精密电子设备的微小化，感光性树脂组合物成为研究热点，其中光引发剂对感光性树脂组合物的感光度、溶解性、亲水性、分辨率和显影性的影响是研究的重中之重。光引发剂作为感光性树脂组合物中必不可少的组分，通常要求具有高的引发效率、优良的溶解性、优良的亲水性等。但是应用发现，并非所有理化指标都是越高越好，例如随着应用越来越精细化，光引发剂感光度过高就容易带来制造精度不够、次品率高的问题。

六芳基双咪唑类化合物是一类已知的光引发剂，目前相关研究主要集中在：改变芳基上的取代基团以增加亲水性，进而降低显影垃圾；改变芳基上的取代基团以增加感光度；增加变色基团以改善显影识别等等。研究发现，低感光度的六芳基双咪唑类光引发剂(如BCIM)会使得感光性树脂组合物用于具有较窄线宽的光刻时，虽然具有优异的分辨率和解析度，但是显影液中的淤渣量较多，影响显影液的重复使用；而高感光度的六芳基双咪唑类光引发剂(如TCDM-HABI)会使得感光性树脂组合物用于具有较窄线宽的光刻时，底部固化不完全，进而在显影时出现倒梯形，使得产品不符合应用要求。市场中现有的六芳基双咪唑光引发剂，由于组分不稳定、差异性大且显影垃圾量大，在精细线路中应用时成品率低，严重影响产品质量和客户使用感受。

申请人在现有六芳基双咪唑类化合物的基础上，进一步研究六芳基双咪唑类光引发剂中芳基上引入的取代基、取代基中红移基团的占比量和组成情况，进而对感光度、溶解性、亲水性、分辨率和显影性等性能做出综合调控，以使得应用该光引发剂的感光性树脂组合物在应用中既具有合适的固化速率而不影响显影制得所需的光刻图形，还能兼具低显影垃圾的优点，从而拓宽六芳基双咪唑类光引发剂的实际应用。

发明内容

本发明的目的首先在于提供一种六芳基双咪唑类光引发剂，以解决现有该类光引发剂在高精密线路中使用时出现倒梯形等不符合应用要求、显影垃圾不能有效降低等问题。本发明的光引发剂应用于感光性树脂组合物时感光度适中、溶解性好、分辨率和显影性优异，不会在显影时出现倒梯形，并且具有较好的亲水性，能显著减少循环使用时显影液中的淤渣量，使得显影液可重复多次、有效使用。

具体来说，本发明的六芳基双咪唑类光引发剂，通过以下步骤制备而成：

(1)通式(Ⅰ)所示的芳香醛和通式(Ⅱ)所示的芳香醛通过缩合、氧化反应，得到苯偶酰类化合物；该苯偶酰类化合物与通式(Ⅲ)所示的芳香醛通过成环反应生成单咪唑化合物M；

(2)通式(Ⅳ)所示的芳香醛和通式(Ⅴ)所示的芳香醛通过缩合、氧化反应，得到苯偶酰类化合物；该苯偶酰类化合物与通式(Ⅵ)所示的芳香醛通过成环反应生成单咪唑化合物N；

(3)单咪唑化合物M和N通过氧化反应，生成六芳基双咪唑类光引发剂；

其中，R₁-R₃₀各自独立地表示氢、卤素、硝基、氰基、胺基、羟基、C₁-C₁₀的烷基、C₁-C₁₀的烷氧基、或C₂-C₁₀的链烯基，且各基团中的亚甲基可以任选地被氧、硫、亚胺基所取代；

前提是，红移取代基在六芳基双咪唑类光引发剂的所有可取代位点即R₁-R₃₀中的摩尔占比为6-16％。