用于底层的芳香族树脂的制作方法_2

文档序号:9546289阅读:来源:国知局
子,并 且更优选地6到35个碳原子。合适的芳基部分包括(但不限于):苯基、联苯、萘基、蒽基、 菲基、芘基、并四苯基、苯并菲基、四苯基、苯并[f]四苯基、苯并[m]四苯基、苯并[k]四苯 基、并五苯基、茈基、苯并[a]芘基、苯并[e]芘基、苯并[ghi]茈基、蔻基、喹诺酮基、7,8_苯 并喹啉基、芴基以及12H-二苯并[b,h]芴基,其中每一者可以是未被取代或被取代的。优 选芳香族部分包括:苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、并四苯基、苯并菲基、四苯基、苯并[f]四 苯基、苯并[m]四苯基、苯并[k]四苯基、并五苯基、茈基、苯并[a]芘基、苯并[e]芘基、苯 并[ghi]茈基、蔻基以及芴基。优选的是,Ar 1和Ar 2独立地选自任选地被取代的C 6 3。芳基 部分、更优选地C6 4。碳环芳基部分并且甚至更优选地未被取代的C 6 3。碳环芳基部分。优选 地,Ar1 = Ar 2。Ar1和Ar 2的优选芳基部分是苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、苯并菲基、茈基以 及荷基。Ar3和Ar 4优选地选自C64。芳基部分,并且更优选地选自C 6 35芳基部分,其可以是 未被取代或被取代的。优选的是,Ar3和Ar 4是未被取代的。Ar 3和Ar 4的优选芳基部分是 苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、苯并菲基、茈基、芴基以及式(2a)和(2b)的芳基部分:
[0023] 当m = 1时,优选的是Ar4= Ar 3。
[0024] 在式⑴中,A是化学键、0、-C(0)0-、-C(0)NR-或C16。二价烃基。当A是酯或酰胺 部分时,羰基碳可以结合到Ar 3或Ar 4。优选地,A是化学键、0或C1 6。二价烃基,并且更优选 地是化学键、0或C1 3。二价烃基。广泛多种C i 6。二价烃基可以用作A。优选C i 6。二价烃基是 C1 3。亚经基、C i 3。亚烷基、C 2 3。亚烯基、C 2 3。亚炔基、C 5 3。亚环烷基、C 5 3。亚环烯基、C 6 3。亚芳 基以及富勒烯;并且更优选地是C1 2。亚烃基、C1 2。亚烷基以及C6 3。亚芳基。特别优选C1 6。二 价烃基是-C (R4) 2_,其中每个R4独立地是H、C i i。烷基或C i i。氟烷基,如-CH 2-、-C (CH3) 2-以 及-C (CF3) 2_。
[0025] 在式(1)中,Z表示H、任选地被取代的C1 3。烷基部分、任选地被取代的C2 3。烯基部 分、任选地被取代的C2 3。炔基部分、任选地被取代的C7 3。芳烷基部分或任选地被取代的C6 2。 芳基部分,并且优选地是H、任选地被取代的C1 3。烷基部分、任选地被取代的C 7 3。芳烷基部 分或任选地被取代的C6 2。芳基部分,并且更优选地是H、任选地被取代的C i 2。烷基部分、任 选地被取代的C7 2。芳烷基部分或任选地被取代的C6 2。芳基部分。Z的优选环烷基部分是具 有3到30个碳原子、优选地5到30个碳原子并且更优选地6到30个碳原子的那些环烷基 部分。优选环烷基部分是环丙基、环戊基、环已基。上文所描述的Arl、Ar2、Ar3以及Ar4的 未被取代或被取代的芳基部分中的任一者可以适合地用于Z。Z的优选芳基部分是苯基、羟 苯基、联苯、萘基、羟萘基、芘基以及羟芘基。更优选地,Z表示H、苯基、羟苯基、联苯、萘基、 羟萘基、芘基以及羟芘基。
[0026] 本发明的优选聚合物是具有一或多个选自以下各者的重复单元的那些聚合物:
[0027]

其中Ar1、Ar2以及Z如上文所描述。其它优选 聚合物是具有一或多个选自以下各者的重复单元的那些聚合物:

其中Ar3、Ar4、A以及m如上文 所描述。
[0033] 本发明聚合物可以包含式(1)的单个单体(重复单元)或两个或更多个不同单体 (重复单元)。优选地,本发明聚合物包含单个式(1)单体或两个不同的式(1)单体。当两 个不同的式(1)单体用于本发明聚合物中时,优选的是,第一单体中的Ar^Ar2以及Z分别 与第二单体中的Ar^Ar 2以及Z相同。进一步优选的是,第一单体中的Ar 'Ar4以及A中的 至少一者不同于第二单体中的相应Ar3、Ar4以及Z,并且更优选地,第一单体中的Ar'Ar 4以 及A中的每一者分别不同于第二单体中的Ar3Ur4以及Z中的每一者。包含本发明的两个 重复单元的优选聚合物是具有下式的那些聚合物:
[0036] 其中每个重复单元的Ar\Ar2以及Z如上文所描述,并且X和y表示每个重复单元 的数目并且是独立地选自1到499的整数,并且其中x+y = 2到500。应了解,聚合物的掺 合物可以用于本发明组合物中,如两个或更多个本发明聚合物的掺合物或包含一或多种本 发明聚合物和一或多种其它适合用作底层的聚合物的掺合物。
[0037] 本发明聚合物可以通过各种方法制备。一种合适方法是根据流程1使用还原剂还 原相应的具有式(3)的含有羰基的聚合物。
[0038] 流稈 1
[0040] 合适的还原剂在本领域中是众所周知的并且包括(但不限于)NaBH4、LiBH 4S LiAlH4。制备本发明聚合物的另一合适方法是根据流程2使添加剂与相应的具有式(3)的 羰基聚合物反应。
[0041] 流稈 2
[0043] 合适的添加试剂在本领域中是众所周知的并且包括(但不限于)格林纳 (Grignard)试剂或有机锂试剂。方案1和2中所描述的反应是在本领域的技术人员众所周 知的反应条件下在合适溶剂中进行。本发明聚合物可以不经进一步纯化而使用,或可以使 用本领域中已知的程序进一步纯化。典型地,本发明聚合物的重均分子量(Mw)多1000,如 1000到50000。优选地,本发明聚合物的多分散性(M w/Mn)彡1. 1。
[0044] 适用于形成底层的合适组合物包含一或多种上文所描述的聚合物(芳香族树 脂)、有机溶剂以及任选地一或多种选自固化剂和表面活性剂的添加剂。本领域的技术人员 应了解,其它添加剂可以适合地用于本发明组合物中。本发明组合物可以通过按任何次序 组合聚合物、溶剂以及任何任选的添加剂来制备。典型地,这些组合物中的本发明聚合物的 量是2wt %到20wt %,并且优选地是3wt %到15wt %。
[0045] 可以使用任何溶剂,其条件是足够量的芳香族树脂反应产物可溶于所用的溶剂或 溶剂混合物中。此类溶剂包括(但不限于)芳香族烃、醇、内酯、酯、二醇以及二醇醚。可以 使用有机溶剂的混合物。示例性有机溶剂包括(但不限于)甲苯、二甲苯、均三甲苯、2-甲 基-1-丁醇、4-甲基-2-戊醇、甲基异丁基甲醇、γ-丁内酯、乳酸乙酯、2-羟基异丁酸甲酯、 丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚以及环己酮。本领域的技术人员应了解,芳香族树脂反应产 物在溶剂中的浓度可以在广泛范围内变化并且通过旋涂技术沉积的任何膜的厚度取决于 反应产物在溶剂中的浓度。
[0046] 任选地,本发明芳香族树脂组合物可以进一步包含一或多种固化剂以辅助所沉积 的芳香族树脂膜的固化。固化剂是使聚合物在衬底表面上固化的任何组分。优选固化剂是 酸和热酸产生剂。合适的酸包括(但不限于):芳基磺酸,如对甲苯磺酸;烷基磺酸,如甲 磺酸、乙磺酸以及丙磺酸;全氟烷基磺酸,如三氟甲磺酸;以及全氟芳基磺酸。热酸产生剂 是在暴露于热时释放酸的任何化合物。热酸产生剂在本领域中是众所周知的并且一般可 购自如富敬实业(King Industries),诺沃克(Norwalk),康涅狄格州(Connecticut)。示 例性热酸产生剂包括(但不限于)胺封端强酸,如胺封端磺酸,如胺封端十二烷基苯磺酸。 本领域的技术人员也将了解,某些光酸产生剂能够在加热时释放酸并且可以充当热酸产生 剂。适用于本发明组合物的此类固化剂的量是本领域的技术人员众所周知的,并且典型地 是Owt %到IOwt %并且优选地是Owt %到3wt %。
[0047] 本发明组合物可以任选地包括一或多种表面流平剂(或表面活性剂)。虽然可以 使用任何合适的表面活性剂,此类表面活性剂典型地是非离子的。示例性非离子表面活性 剂是含有亚烷氧基键,如乙稀氧基、丙稀氧基或乙稀氧基和丙稀氧基键的组合的那些表面 活性剂。适用于本发明组合物的此类表面活性剂的量是本领域的技术人员众所周知的,并 且典型地在Owt %到5wt %范围内。
[0048] 本发明聚合物适用于制造各种电子装置,如适用于形成图案化层的方法,所述方 法包含:将上文所描述的组合物层安置在衬底上;去除有机溶剂以形成聚合底层;将光致 抗蚀剂层安置在所述聚合底层上;通过掩模使所述光致抗蚀剂层暴露于光化辐射;将所述 暴露的光致抗蚀剂层显影以形成抗蚀剂图案;并且将所述图案转移到所述聚合底层以暴露 部分所述衬底。
[0049] 本发明组合物可以通过任何合适的手段,如旋涂、狭缝涂布、刀片刮抹、帘式涂布、 滚涂、喷涂、浸涂等安置在电子装置衬底上。旋涂是优选的。在典型的旋涂法中,将本发明 组合物涂覆到以500rpm到4000rpm速率旋转15-90秒时段的衬底上以在衬底上得到所需 的芳香族树脂反应产物层。本领域的技术人员应了解,芳香族树脂层的高度可以通过改变 旋转速度调节。
[0050] 广泛多种电子装置衬底可以用于本发明中,如:封装衬
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