[發明專利]一種激光熱模光刻膠用顯影液及其制備方法

在審

• 申請號: 202010000989.1
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111580357A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 王正偉;魏勁松;王陽;張奎;陳國東
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G03F7/42
• 分類號: G03F7/42
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種激光熱模光刻膠用顯影液及其制備方法,基于激光熱模光刻膠刻蝕機理，配制了新型Te基硫化物熱模光刻膠顯影液，其主要由氧化性離子組成，并可通過酸性溶液調節PH值達到更好的顯影效果；后經對激光曝光后的熱模光刻膠進行顯影、檢測，可實現微米到納米尺度微納結構制備。本發明可作為熱模光刻膠的新型環保顯影液，可實現高效、高對比度微納結構的制備。

技術領域

本發明涉及一種半導體制造光刻領域，特別是一種激光熱模光刻膠用顯影液及其制備方法。

背景技術

在半導體制造領域，我國面臨著巨大的挑戰，目前先進的光刻機及光刻材料全部依賴于進口；其中光刻工藝是半導體制造中最為重要的工藝步驟之一。主要作用是將掩膜板上的圖形復制到硅片上，為下一步進行刻蝕或者離子注入工序做好準備。光刻的成本約為整個硅片制造工藝的1/3，耗費時間約占整個硅片工藝的40～60％。光刻加工的主要過程有涂膠、曝光、顯影與烘片、刻蝕、剝膜；顯影是指正性光刻膠的曝光區或者負性光刻膠的非曝光區的光刻膠在顯影液中溶解，在光刻膠上形成三維圖形結構的一種光刻過程。顯影后留下的光刻膠圖形將在后續的刻蝕和離子注入工藝中作為掩模；嚴格地說，在顯影時曝光區和非曝光區的光刻膠都有不同程度的溶解。曝光區與非曝光區的光刻膠溶解速度反差越大，顯影后得到的圖形對比度越高，因此顯影是一步重要的工藝。

中國光刻膠行業也是在國外高度壟斷的情況下曲折前進的。2011年至今國內光刻膠市場的總體特征是規模不斷提升,但產量趕不上需求；國產化率不斷提升但供給結構嚴重失衡；高端產品尤其是半導體光刻膠嚴重依賴進口,發展水平與國外存在很大差距。近年來,雖然國內光刻膠市場規模持續增長,但國內企業在光刻膠領域的競爭力與國外大廠相比相差甚遠,這種差距不僅體現在公司規模和產能規模上,還體現在技術水平上。激光熱模光刻膠作為一種新型的無機光刻膠材料具有良好的應用前景，其具有分辨率高、成本低、對比度高等優點，是打破國外高端光刻膠技術和市場壟斷的重要突破口。所以激光熱模光刻膠用顯影液近年來層出不窮，但為了提高顯影效率、增強顯影精度、對新型環保顯影液提出了更高的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服了上述現有技術的不足，提供了一種激光熱模光刻膠用顯影液及其制備方法。

為達到上述目的，本發明的技術解決方案如下：

一種激光熱模光刻膠用顯影液及其制備方法，其特點在于：所述的顯影液由一種或多種氧化性離子和酸性溶液組成，各物質濃度配比為氧化性離子0.1-3mol/L、酸性溶液0-3mol/L。

所述的氧化性離子和濃度是高錳酸根離子(0.1-3mol/L)、重鉻酸根離子(0.1-3mol/L)、高氯酸根離子(0.1-3mol/L)、三價鐵離子(0.1-3mol/L)和/或銅離子(0.1-3mol/L)。

所述的酸性溶液及濃度是硫酸(0-1.5mol/L)、硝酸(0-3mol/L)、高氯酸(0-1.5mol/L)和/或鹽酸(0-3mol/L)。

所述的熱模光刻膠材料是Te基硫化物相變材料。

制備述的激光熱模光刻膠用顯影液的方法，該方法包括如下步驟：

第一步：將含有氧化性離子固體或溶液和一元或多元酸性溶液按照計量配制；

第二步：溶解稀釋含有氧化性離子的固體或溶液后，不斷攪拌，用膠頭滴管加入酸性溶液調節PH值為1-6，；

第三步：將第二步得到的混合物進行過濾，得到所述的激光熱模光刻膠用顯影液。

所述攪拌為在常溫、常壓下進行機械攪拌或磁力攪拌。

所述過濾次數至少2次，采用的過濾器的微濾膜孔徑為0.08-0.3μm。

與現有技術相比，本發明的技術效果如下：