发明名称 水性可显影的、光敏性之以苯并环丁烯为主且具高度抗湿性之寡聚物以及聚合物
摘要 本发明系有关以苯并环丁烯为主之可光控开关式聚合物,其在保留水显影性之际,避免了显着吸收水份之问题。该寡聚物或聚合物包括一聚合性主链、苯并环丁烯反应基及可光控开关式侧基。该侧基键结至该聚合性主链,及其特征在于存在一个曝光于活化辐射波长时转变为羧酸之部份。当后续加热寡聚物或聚合物以造成该寡聚物或聚合物的固化作用时,释出二氧化碳及该基形成一个实质上非极性部份。本发明亦有关制造该一聚合物之一种方法,及有关使用该一聚合物形成具图案薄膜之一种方法。
申请公布号 TWI289729 申请公布日期 2007.11.11
申请号 TW092127439 申请日期 2003.10.03
申请人 陶氏全球科技股份有限公司 发明人 苏扬洪;瓦特生;毕斯
分类号 G03F7/023(2006.01);G03F7/004(2006.01) 主分类号 G03F7/023(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种可固化性寡聚物或聚合物,其包括一聚合性 主链、苯并环丁烯反应基及一个可光控开关式侧 基,其中该侧基的特征在于存在一个曝光于活化辐 射波长时转变为羧酸基团之部份,该侧基的特征进 一步在于在形成该羧酸基团之后,当该寡聚物或聚 合物藉由加热作用而固化时,释出二氧化碳及该基 团形成一个实质上非极性部份,而且其中该寡聚物 或聚合物系含苯并环丁烯单体之部份聚合的反应 产物。 2.如申请专利范围第1项之寡聚物或聚合物,其中辐 射曝光作用系在水存在下或在一高湿度环境中发 生。 3.如申请专利范围第1项之寡聚物或聚合物,其中该 侧基包括一重氮苯。 4.如申请专利范围第1项之寡聚物或聚合物,其中该 侧基包括一重氮。 5.如申请专利范围第1项之寡聚物或聚合物,其中该 侧基系以每莫耳侧基250至800克之一当量存在。 6.如申请专利范围第1项之寡聚物或聚合物,其系为 一苯酚、一醛或一酮与一种经羟基取代的苯并环 丁烯之反应产物。 7.如申请专利范围第1项之寡聚物或聚合物,其特征 在于存在一种下列单元或一或多种下列单元之一 组合物: 其中X在各情况下独立地为一键结或一个二价连接 基;及 R1系一个光敏性部份,当其曝露于活化辐射波长时 形成具有羧酸侧基之一部份,且之后当其被加热释 出二氧化碳时转化为一个实质上非极性部份,及包 括未反应的苯并环丁烯基。 8.如申请专利范围第7项之寡聚物或聚合物,其中R1 为一重氮苯基。 9.如申请专利范围第7项之寡聚物或聚合物,其中R1 为一重氮。 10.如申请专利范围第7项之寡聚物或聚合物,其中X 为一亚烃基或为一个含有一或多个杂原子之亚烃 基。 11.如申请专利范围第7项之寡聚物或聚合物,其进 一步包括未反应的乙烯基。 12.如申请专利范围第7项之寡聚物或聚合物,其进 一步包括一或多个具下列化学式的单元: 13.如申请专利范围第7项之寡聚物或聚合物,其包 括具一或多个下列化学式的单元: 其中X在各情况下独立地为一键结或一个二价连接 基; R1系一个光敏性部份,当其曝露于活化辐射波长时 形成具有羧酸侧基之一部份,且之后当其被加热释 出二氧化碳时转化为一个实质上非极性部份; R2在各情况下独立地为氢、脂肪族烃基、芳基芳 烷基或环脂肪族烃基; Y为一键结或一个二价连接基; Ar在各情况下独立地为一个C6至C10芳香族部份,其 选择性地被氢以外之在各情况下独立地选自下列 群中之至多二个基所取代:烷基、芳基、芳烷基、 烷芳基、烷醯基、芳醯基、烷氧基或芳氧基; Z为烷基、芳基或卤代基;及 m为0、1、2或3,前提在于至少部份的单元包括苯并 环丁烯部份。 14.一种用于制造一光敏性、水显影性、可固化性 聚合物之方法,其包括: 将一种第一多官能性苯并环丁烯单体与一种经羟 基或胺基取代的第二苯并环丁烯单体在125至300℃ 范围之温度下进行部份聚合反应,其中该第一单体 对第二单体的莫耳比例为10:90至70:30; 将一种包含一光敏性基之经卤素取代的化合物与 该羟基取代基偶合; 其中该第一单体具有下列化学式: 其中 B1为n价有机连接基,或B1不存在; Ar1为一个多价芳香族或杂芳香族基,及所示与Ar1键 结的碳原子系与相同之芳香族环Ar1上的邻接碳原 子键结,以形成一芳基并环丁烯; m为1或1以上之一整数; n为1或1以上之一整数;及 Y1为一个单价基,较佳为氢、具有至多6个碳原子的 低级烷基,前提在于该单体包括在各情况下独立地 选自下列群组中之至少三个官能性反应基:芳基并 环丁烯与乙烯基; 且该第二单体具有下列化学式: 其中 B2为一个具有羟基或胺基官能性之单价有机基; Ar2为一个多价芳香族或杂芳香族基,及所示与Ar2键 结的碳原子系与同一芳香族环Ar2上的邻接碳原子 键结,以形成一芳基并环丁烯; p为1或1以上之一整数; Y2为一个单价基; 且该经卤素取代的化合物系卤化重氮。 15.如申请专利范围第14项之方法,其中该偶合反应 发生在该部份聚合反应之后。 16.如申请专利范围第14项之方法,其中该第一单体 具有下列化学式: 其中 各R3独立地为具有1至6个碳原子的烷基、三甲基矽 烷基、甲氧基或氯代基; 各R4独立地为一个二价的乙烯不饱和有机基; 各R5独立地为氢、具有1至6个碳原子的烷基、环烷 基、芳烷基或苯基; 各R6独立地为氢、具有1至6个碳原子的烷基、氯代 基或氰基; n为1或1以上之一整数;及 各q为0至3之一整数。 17.如申请专利范围第14项之方法,其中经卤素取代 的化合物为磺醯氯重氮。 18.如申请专利范围第17项之方法,其中经卤素取代 的化合物为1,2--2-二叠氮基-5-磺醯氯。 19.一种用于制造一光敏性、水显影性、可固化性 聚合物之方法,其包括: 将苯酚、一醛或一酮与一种经羟基取代的苯并环 丁烯反应;及 将一种包含一光敏性基之经卤素取代的化合物与 该羟基取代基偶合。 20.一种用于形成一种经图案化之低介电常数薄膜 之方法,其包括: 形成一寡聚物或聚合物层,该寡聚物或聚合物具有 曝露于辐射时形成一羧酸基之可光控开关式侧基; 以成像之方式,将该层曝露于活化辐射;及 藉由以一硷性水溶液清洗而移除该层的曝光部份, 以形成一个遗留的具图案层; 其中,形成该层之步骤可藉由包括下列之涂覆方法 而执行:旋涂作用、幕涂作用、辊涂作用、喷涂作 用、浸涂作用、挤压涂覆作用、弯月面涂覆作用; 且 其中,该层系被曝露于具有波长为250nm至500 nm之辐 射。 21.如申请专利范围第20项之方法,其进一步包括将 所遗留的层曝露于活化辐射;及 加热所遗留之曝光层,以固化寡聚物或聚合物及除 去残余的羧酸基。 22.如申请专利范围第21项之方法,其中该曝光步骤 系在水存在下或在一高湿度环境中发生。 23.如申请专利范围第20项之方法,其中该侧基包括 重氮。 24.如申请专利范围第21项之方法,其中该辐射的波 长介于250至500 nm之范围。 25.如申请专利范围第21项之方法,其中该加热步骤 包括加热至介于190至300℃范围之一温度。
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