含有马来酰亚胺的环烯烃聚合物及其应用
【专利说明】含有马来酰亚胺的环烯烃聚合物及其应用
[0001] 相关申请的夺叉参考
[0002] 本申请要求2012年9月25日提交的美国临时申请第61/705, 248号的优先权，在 此将其全文并入作为参考。 发明领域
[0003] 本发明涉及一系列含有马来酰亚胺的环烯烃聚合物。更具体地，本发明涉及一系 列未取代的、单-或二-取代的含有马来酰亚胺的降冰片烯型环烯烃聚合物。本发明还涉 及这些聚合物的制造方法及其应用。具体地，发现本发明的聚合物可用于许多种电子材料 应用，包括用作液晶显示器中的覆盖层（overcoatlayer)。
【背景技术】
[0004] 随着微电子装置在几何上制造得更小，对于符合有限制的更小几何学的严格要求 的高级材料的需求正在增加。具体地，亚微米级装置几何学在各种液晶显示器（LCD)、有机 发光二极管（0LED)和其他射频（Rf)和微波装置的制造中已变得司空见惯。例如，最近已经 制造出亚微米级的装置，例如射频集成电路（RFIC)、微机集成电路（MMIC)、开关、耦合器、 移相器、表面声波（SAW)滤波器和SAW双工器。
[0005] 随着这种较小的几何形状，要求介电材料具有低介电常数，以降低或消除任何因 电容耦合造成的相邻信号线之间或信号线与装置特征（例如像素电极）之间的串扰。尽管 可得到多种用于微电子装置的低介电（低-K)材料，但对于光电子装置，这些材料还必须 在可见光光谱内广泛地透明，不需要与该光电子装置的其他元件不相容的高温处理（高于 300°C)，须成本低，并且对于大规模光电子装置的制造来说具有可行性。
[0006] 因此，合意的是具有如下材料，其能够形成自成像层以避免需要沉积单独的成像 层。这些材料还应当易于应用于基板，具有低介电常数（3. 9或更低）且对于超过250°C 的温度具有热稳定性。当然，还合意的是，这些材料可以以较低的成本获得，并具有例如 正色调（positivetone)或负像光成像（negativephotoimaging)能力、水基显色能力、 热应力之后透明度高、且固化温度下重量损失小的特性。已经报道价格低廉的丙烯酸类 聚合物提供了较好的光成像特性，并且可水基显色，参见，例如，日本专利申请公开第Hei 5-165214号，包括脂环族烯烃树脂的辐射敏感性树脂组合物，公开于日本专利申请公开第 2003-162054号中。类似地，已经报道聚酰亚胺提供了较好的热稳定性。但是，这些材料具 有某些缺陷，因此使其不适合于本文预期的应用。例如，丙烯酸类树脂不适合于要求高热稳 定性（即温度高于200°C)的应用，许多聚酰亚胺通常不适合于要求水基显色能力的正色调 或负色调制剂，并且通常不能表现出所需的透明度，因此使其不适合于某些光电子应用。尽 管一些聚亚酰胺具有低介电常数，但仍不具有足够低的电容率（permittivity)，以有效地 用于高度集成的和/或小型化的布线密度增加且信号速度高的装置。一种这种已知的聚酰 亚胺材料是日本专利第3, 262, 108号中公开的包括聚酰亚胺前体和重氮醌型化合物的正 色调型光敏树脂。
[0007] 近来，已经报道了某些含有降冰片烯型重复单元和马来酸酐型重复单元的共聚物 可用于某些微电子应用，其特征在于当成图像地暴露于光化辐射时具有自成像形成层的能 力，参见，2012年7月16日提交的共同未决的美国专利申请第13/550, 586号。但是，这些 组合物仅仅适合于正色调光成像和热固化，聚合组合物中添加有添加剂。因此，对于不仅能 自交联而且可以用作正和负色调组合物的聚合组合物仍有需求。
【附图说明】
[0008] 在下文中参考以下附图对根据本发明的实施方式进行说明。提供附图时，将仅仅 出于示例说明目的提供装置简化部分的图。
[0009] 图1A和图1B显示了由实施例17制成的聚合物组合物（表7)得到的5ym接触 孔（图1A)和3ym线/间隙（图1B)的正色调平版图。
[0010] 图2A和图2B显示了由实施例30制成的聚合物组合物（表7)得到的10ym接触 孔（图2A)和5ym线/间隙（图2B)的正色调平版图。
[0011] 图3A和图3B显示了由实施例30制成的聚合物组合物（表8)得到的25ym接触 孔（图3A)和10ym线/间隙（图3B)的负色调平版图。
[0012] 图4分别显示了实施例41-7和实施例41-8的聚合物组合物的UV-VIS光谱，二者 均由聚合物实施例17制成。
【具体实施方式】
[0013] 根据本发明的实施方式涉及各种聚合物，其包括但不限于，包括至少一种本文所 述的衍生自某一类型降冰片烯型单体的重复单元和至少一种如下文中所定义的衍生自马 来酸酐型单体的重复单元的共聚物和三元共聚物，并涉及包括这些聚合物的组合物。这些 聚合物组合物能够形成自成像膜，在微电子和光电子装置的制造中可用作层。也就是说，在 成图像地（image-wise)暴露于光化辐射之后，这些层（或膜）可以显影，形成图案化的层 (或膜），其中这种图案反映了通过其使层（或膜）曝光的图像。通过该方式，可以提供作 为或将要成为这些微电子和/或光电子装置的一部分的结构。
[0014] 本文所用的术语具有以下含义：
[0015] 如本文所用，除非另外明确清楚、明确地限于一个指示对象，冠词"一"、"一种"和 "该"均包括多个指示对象。
[0016] 由于在本文和所附权利要求中使用的所有关于成分的量、反应条件等的数字、数 值和/或表述均具有各种在获取这些数值时遇到的测量不确定性，因此，除非另外指出，其 在所有情形中均应理解成受术语"约"修饰。
[0017] 当本文公开数值范围时，该范围是连续的，包括范围的最小值和最大值，以及该最 小值与最大值之间的每一个数值。再进一步，当范围涉及整数时，包括该范围的最小值与最 大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围来描述一特性或特征时，可以组合这些范 围。也就是说，除非另外指出，本文公开的所有范围均应当理解成包括本文归入的任何和所 有子范围。例如，所陈述的范围"1-10"应当理解成包括最小值1与最大值10之间的任何 和所有子范围。范围1-10的示例性子范围包括，但不限于，1-6. 1、3. 5-7. 8和5. 5-10等。
[0018] 如本文所用，"烃基"是指含有碳和氢原子的基团，非限定性例子为烷基、环烷基、 芳基、芳烷基、烷芳基和烯基。术语"卤代烃基"是指其中至少一个氢已被卤素取代的烃基。 术语全卤烃基是指其中所有的氢均已被卤素取代的烃基。
[0019] 如本文所用，表述"（Ci-Cj烷基"包括甲基、乙基、直链或支链的丙基、丁基、戊基、 己基、庚基和许多种其他同系物基团。具体的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基和叔丁基 等。衍生的表述，例如"（crc15)烷氧基"、"（crc15)硫代烷基"、"（crc15)烷氧基（crc15) 烷基"、"羟基（crc15)烷基"、"（crc15)烷基羰基"、"（crc15)烷氧基羰基（crc15)烷基"、 " (crc15)烷氧基羰基"、"氨基（crc15)烷基"、" (crc15)烷基氨基"、" (crcj 基（(^-(]15)烷基"、二烷基氨基甲酰基（(^-(]15)烷基""单-或二烷基氨 基（Ci-Cj烷基"、"氨基（CrC15)烷基羰基"、"二苯基（Ci-Cj烷基"、"苯基（Ci-Cj烷基"、 "苯基羰基沁-(:15)烷基"和"苯氧基沁-(:15)烷基"应当相应地理解。
[0020] 如本文所用，表述"环烷基"包括所有已知的环状基团。"环烷基"代表性的例子包 括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等。衍生的表述例如"环烷氧 基"、"环烷基烷基"、"环烷基芳基"、"环烷基羰基"应当相应地理解。
[0021] 如本文所用，表述"（c2-c6)烯基"包括乙烯基和直链或支链的丙烯基、丁烯基、戊 烯基和己烯基。类似地，表述"（c2-c6)炔基"包括乙炔基和丙炔基和直链或支链的丁炔基、 戊炔基和己炔基。
[0022] 如本文所用，表述"（Ci-C；)酰基"应当与"（Ci-C；)烷酰基"含义相同，其在结构上 可以表示成"R-CO-"，其中R是如本文所定义的（CrC3)烷基。此外，"（CrC3)烷基羰基"应 当与（C「C4)酰基含义相同。具体地，"（Ci-C；)酰基"应当是指甲酰基、乙酰基（acetyl或 ethanoyl)、丙酰基、正丁酰基等。衍生的表述例如"（Q-Q)酰氧基"和"（Q-Q)酰氧基烷 基"应当相应地理解。
[0023] 如本文所用，表述"（Ci-Cj全氟烷基"是指所述烷基中的所有氢原子均被氟原子 取代。示例说明的例子包括三氟甲基和五氟乙基和直链或支链的七氟丙基、九氟丁基、十一 氟戊基和十三氟己基。衍生的表述"（Ci-Cj全氟烷氧基"应当相应地理解。
[0024] 如本文所用，表述"（C6-C1(l)芳基"是指取代或未取代的苯基或萘基。取代的苯基 或萘基的具体例子包括邻_、对_、间甲苯基、1，2_、1，3_、1，4-二甲苯基、1-甲基萘基、2-甲 基萘基等。"取代的苯基"或"取代的萘基"还包括本文进一步定义的或本领域已知的任何 可能的取代基。衍生的表述"（C6-C1(l)芳基磺酰基"应当相应地理解。
[0025] 如本文所用，表述"（C6-C1(l)芳基（Q-C；)烷基"是指本文定义的（C6-C1(l)芳基进一 步与本文定义的（Ci-C；)烷基连接。代表性的例子包括苄基、苯基乙基、2-苯基丙基、1-萘 基甲基、2-萘基甲基等。
[0026] 如本文呢所用，表述"杂芳基"包括所有已知的含有杂原子的芳香族基团。代表性 的五元杂芳基包括呋喃基、噻吩基或苯硫基、吡咯基、异吡咯基、吡唑基、咪唑