[發明專利]高耐熱正性光刻膠以及形成光刻膠圖案的方案

在審

• 申請號: 202010876444.7
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112114497A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 陸水忠;戈士勇;何珂
• 申請（專利權）人: 江蘇中德電子材料科技有限公司
• 主分類號: G03F7/039
• 分類號: G03F7/039;G03F7/004
• 代理公司: 江陰義海知識產權代理事務所(普通合伙) 32247
• 代理人: 林友琴

本發明涉及一種高耐熱正性光刻膠以及形成光刻膠圖案的方案，該光刻膠的組分及其重量百分數為：20?40％線性酚醛環氧樹脂、0.5?1.5％環氧樹脂的潛伏型固化劑、1?15％線性酚醛樹脂、3?25％重氮類光敏劑、20?65％溶劑、0?2％其他助劑，其中所述環氧樹脂的潛伏型固化劑與線性酚醛環氧樹脂的反應固化溫度為100?120℃。與現有技術相比，本發明通過添加線性酚醛環氧樹脂以及潛伏型固化劑搭配線性酚醛樹脂，使得曝光區光刻膠可以顯影完全；潛伏型固化劑搭配線性酚醛樹脂作為環氧樹脂的高溫固化劑，提高了光刻膠浮雕圖案的耐溫性，有效地避免了后期干刻階段光刻膠浮雕圖案發生變形，使得光刻圖案保持良好的分辨率。

技術領域

本發明涉及一種功能高分子材料領域，具體涉及一種高耐熱正性光刻膠。

背景技術

光刻技術是微電子加工技術領域最關鍵技術之一；光刻過程中，掩膜板上的圖形轉移到半導體、金屬、介電層襯底表面的光刻膠上。光刻膠分為正光刻膠和負光刻膠。對于正光刻膠，其在曝光前在顯影液中的溶解速度極慢，在曝光后溶解速度顯著加快，故位于掩膜板下曝光區的光刻膠將被顯影液溶去，非曝光區的光刻膠被保留下來，從而在基片上獲得高分辨率的浮雕圖案。現有的正性光刻膠一般多為重氮萘醌/酚醛樹脂類光刻膠，其主要成分有：成膜樹脂如酚醛樹脂、重氮萘醌系光敏化合物以及溶劑，其中重氮萘醌系光敏化合物因為與酚醛樹脂形成氫鍵可以顯著降低線性酚醛樹脂在堿性顯影液中的溶解度，且曝光后能光解重排形產生羧酸、使得曝光區在顯影液中的溶解度提高幾十倍到近千倍；由此經過遮光掩膜后，光刻膠涂層在曝光區和非曝光區產生巨大的溶解度差異。

光刻膠均勻涂覆在襯底材料上之后，需在80－120℃預烘烤以蒸發除去其中的溶劑，經過紫外等特定光束光照照射曝光后，通過顯影實現掩膜圖形在襯底上的轉移、形成需要的光刻圖案，最后需要在130℃以上進行烘堅膜，一方面取出光刻膠中的殘余溶劑、另一方面分解重氮萘醌基團產生烯酮、進而與酚醛樹脂進行交聯提高光刻膠的耐熱性和增強膠膜的粘合強度、滿足光刻膠在離子注入、等離子刻蝕、金屬/介電層蒸鍍等光刻工藝中的耐溫性和耐蝕刻性能。不過線性酚醛樹脂的流動溫度多為110-125℃，而烘堅膜處理溫度高于上述的流動溫度，經過上述烘堅膜處理后，光刻膠浮雕圖案容易因表面張力發生軟化變形、歪斜、甚至變成近球形結構，使分辨率變差、光刻膠性能劣化。而且在后續更高溫度的干刻階段時更是如此，因為光刻膠浮雕圖案的變形，無法對光刻膠下面的膜層產生足夠的保護，光刻膠下面的膜層甚至會發生破壞。為提高光刻膠的耐熱性，現有技術采用進行淺度或深度交聯的線性酚醛樹脂來制備光刻膠，以提高其玻璃化轉變溫度、進而提高其流動溫度至130-135攝氏度，但配方中淺度或深度交聯的酚醛樹脂在顯影液中溶解度較線性酚醛樹脂大大下降、容易在顯影階段造成顯影不全的問題。基于此，提供一種高耐熱穩定性、且可以顯影完全的正性光刻膠十分必要。

發明內容

本發明的第一目的，在于解決上述技術問題，提供一種高耐熱穩定性、且可以顯影完全的正性光刻膠。

本發明的第二目的，在于提供一種形成光刻膠圖案的方法。

本發明的第一目的是通過以下技術方案實現的：一種高耐熱正性光刻膠，其組分及其重量百分數為：20-40％線性酚醛環氧樹脂、0.5-1.5％環氧樹脂的潛伏型固化劑、1-15％線性酚醛樹脂、3-25％重氮類光敏劑、20-65％溶劑、0-2％其他助劑，其中所述環氧樹脂的潛伏型固化劑與線性酚醛環氧樹脂的反應固化溫度為100-120℃。