[发明专利]衍生自金刚烷环氧化物的具有高玻璃化转变温度的聚碳酸酯

说明书

本发明的实施方式通常涉及具有衍生自金刚烷环氧化物单体的重复单元的聚碳酸酯聚合物及使用这些聚合物和包含这些聚合物的组合物的方法。如此形成的组合物可以用于制造各种光电器件。

技术领域

本申请要求2017年10月26日提交的美国临时申请第62/577,218号的优先权，该临时申请的全部内容引入本文，以供参考。

本发明的实施方式通常是涉及具有衍生自金刚烷环氧化物单体的重复单元的聚碳酸酯聚合物及使用这些聚合物和包含这些聚合物的组合物的方法。

背景技术

聚碳酸亚乙酯(PEC)及聚碳酸丙烯酯(PPC)之类的光学透明的商用聚碳酸亚烷基酯粘合剂材料通过在光活性添加剂存在下的光成像性，在用于光电互联、微机电系统(MEMS)的制造、微流控及微反应器应用的气隙形成中的用途已得到证实。例如，包含聚(碳酸亚烷基酯)的2203P能够在适当的添加剂的存在下，通过UV曝光(通常在365nm)被图案化。然而，由于在曝光后显影中的聚合物流动问题(例如，圆形、倾斜侧壁)，因此保持图案保真度及特征分辨率受到限制。这些热流性质认为是因为碱性聚合物(PPC)的低玻璃化转变温度(T_g，40℃)显著低于显影温度。因此，需要开发一种新的光成像聚合物，其由易于获得的单体形成且具有如下特性：(i)高T_g(T_g≥120℃)；(ii)可溶于一般工序的溶剂；(iii)具有用于获得通过旋涂或喷涂形成的薄膜所需的制剂粘性的充分的M_w(至少5,000)，且具有机械强度；(iv)在光活性添加剂的存在的低温度(＜200℃)下分解干净；及(v)在曝光后热显影之后实质上不残留残留物。例如，通过分解包覆有外涂层的牺牲材料(牺牲材料)的封装的微通道的形成等无法进行清洁时残留物少是重要的必要条件。

美国专利第6,743,570B2(‘570专利)号公开有一种利用聚碳酸环乙烯酯等可以进行热解聚的聚碳酸酯制造纳米流体器件的方法。在该方法中，通过浸渍于异丙醇中并根据需要在紫外光臭氧清洗机中进行等离子清洗来去除了曝光于电子束的聚碳酸酯区域。在器件制造的后部分中，在沉积封盖层之后，通过以高于300℃的温度烘烤30分钟以上来去除了底层的可以进行热解聚的聚碳酸酯。在该公开中未提及光活性成分。根据记载于Cheng etal.,J.Am.Chem.Soc.1998,120,11018-11019；或J.Am.Chem.Soc.2003,125,11911-11924中的步骤，利用(BDI)ZnOR(R＝Ac,Me)催化剂进行环乙烯氧化物与二氧化碳的交替共聚来制备了聚碳酸环乙烯酯。各种其他催化剂体系还已用于通过环氧化物与二氧化碳的交替共聚制备聚碳酸酯，可参考Catal.Sci.Technol.2012,2,2169-2187及引用于其中的参考文献。

应当注意，记载于‘570专利的照射电子束后浸渍于异丙醇的工序可能并不适于在覆盖成型(overmolding)步骤后去除聚碳酸酯的多种应用中，例如通常的半导体制造。并且，交替的严苛烘烤条件(300℃以上，30分钟以上)可能不符合预期产量及半导体器件中的热敏元件。

美国专利第6,586,154B1(‘154专利)号公开了一系列光致抗蚀剂组合物，其为衍生自各种多环二醇及二氧化碳的聚碳酸酯。应当注意，‘154专利的公开需要在曝光后烘烤之后进行湿式显影步骤，如记载于该专利的一些实施例包括40秒的氢氧化四甲基铵(TMAH)显影步骤。

美国专利申请公开第2004/0132855号公开有一系列包括降冰片烯、聚碳酸酯、聚醚及聚酯的可光限定聚合物。如记载于该专利，由一些聚酰亚胺、降冰片烯及聚碳酸酯等可分解的物质组成的残留物通过等离子反应蚀刻(RIE)被去除。该工序的此部分可能并不适于微通道通过外涂层被封装的情况。

因此，仍需要开发一种能够实质上无残留物地进行干式显影的聚合物组合物。

通过以下详细说明来明确本发明的其他目的及进一步的应用范围。

发明内容