[发明专利]用于负性光刻胶的聚酰亚胺树脂及包含其的负性光刻胶

说明书

本申请提供了一种新型聚酰亚胺，其通过在惰性气体保护下，在催化剂、除水剂以及溶剂的存在下，使含咪唑基二胺、非含咪唑基二胺与二酐反应而得到。本申请还提供了由该新型聚酰亚胺制备得到的负性光刻胶。该负性光刻胶具备良好的灵敏度和分辨率。

技术领域

本发明涉及聚合物技术领域，特别涉及用于负性光刻胶的聚酰亚胺树脂及包含其的负性光刻胶。

背景技术

聚酰亚胺材料是一种性能极其优异的功能性材料，尤其是耐高温性能、绝缘性能和介电性能，因此被广泛的应用与军工和航空航天领域；而作为民用产品，聚酰亚胺被广泛地应用在微电子领域，其中光敏型的聚酰亚胺(PSPI)被用作集成电路的缓冲层、钝化层和α粒子阻挡层。光刻胶用聚酰亚胺与聚酰亚胺薄膜、聚酰亚胺液晶取向剂并列已经成为聚酰亚胺最主要的三大用途之一。

聚酰亚胺作为光刻胶使用主要分为光降解型(正胶)和光交联型(负性)两种，目前市售的光交联型聚酰亚胺主要以日系的日立-杜邦HD4000系列、Toray的Photoneece和富士的Durimide7000系列。这些负性光刻胶的技术路线都是在聚酰胺酸的前驱体上接上丙烯酸酯的侧基，光照后，在引发剂的作用下丙烯酸酯双键打开发生交联，从而形成交联结构、不能被显影液溶解除去，形成图形。

然而，如上所述，现有技术中，聚酰亚胺负性光刻胶的主流设计思想还以引入丙烯酸酯或烯丙基双键、增感二苯甲酮二酐体系为主，其形成的交联结构会导致光产酸剂的活性和运动能力受到聚合物主链的限制，导致负性光刻胶灵敏度低且分辨率差，影响产品质量。

因此，非常有必要提供一种新的聚酰亚胺负性光刻胶，以获得更高的灵敏度和分辨率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供用于负性光刻胶的聚酰亚胺树脂，其中所述聚酰亚胺树脂具有下式I的化学结构：

其中，x为0.05-0.95，优选为0.4-0.7；n为5-200，优选为8-60；

Ar₁、Ar₂各自独立地选自下组：

R₁选自下组：R₃选自单键、氧原子、硫原子、苯环、亚甲基、羰基、砜基、异丙基或三氟异丙基、

R₂选自下组：

优选地，所述聚酰亚胺树脂的化学结构为：

本发明的第二方面提供制备用于负性光刻胶的聚酰亚胺树脂的方法，包括：在惰性气体保护下，在催化剂、除水剂以及溶剂的存在下，使含咪唑基二胺、非含咪唑基二胺与二酐反应，以得到所述聚酰亚胺树脂；

其中，所述催化剂选自三乙胺、吡啶或异喹啉；

所述除水剂为甲苯；

所述溶剂选自下组：N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、γ-丁内酯；

所述含咪唑基二胺选自下组：

R₃选自单键、氧原子、硫原子、苯环、亚甲基、羰基、砜基、异丙基或三氟异丙基、

本发明的第三方面提供负性光刻胶，其中按重量份计，其包括：

100重量份的溶剂；

10-30重量份的如第一方面所述的用于负性光刻胶的聚酰亚胺树脂；