[发明专利]一种负性光刻胶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种负性光刻胶及其制备方法与应用，负性光刻胶以质量份数计，由以下组分组成：树脂基体30～40份，光引发剂0.4～0.5份，活性增感助剂0.01～0.05份，自由基引发剂0.01～0.02份，酸扩散抑制剂0.02～0.05份，活性稀释剂2～7份，溶剂8～13份；其中，树脂基体由丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯和环氧丙烯酸树酯组成，丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯和环氧丙烯酸树酯的质量比为20～25:10～15。本发明提供的负性光刻胶具有良好的成膜性能、热稳定性和抗蚀刻性能。

技术领域

本发明属于光刻胶领域，涉及一种负性光刻胶及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在液晶显示器和半导体领域，光刻制程是非常常见的工艺流程，其工艺步骤包括：涂覆光刻胶、前烘、曝光、显影以及后烘。其原理是将光刻胶组合物以薄膜的形式均匀涂覆在基材表面，当紫外线或电子束照射时，光刻胶材料的特性会发生改变，然后再经显影液显影，曝光的负性光刻胶或者未曝光的正性光刻胶会留在基材表面，这样就可以将微纳结构转移到光刻胶上，进而将图案转移到光刻胶下面的基材上，最后一个步骤是利用除胶剂去除光刻胶。

因此，光刻胶作为微电子技术领域关键性的基础材料，其结构和性能对光刻工艺的质量影响很大。现有技术中的负性光刻胶具有较明显的缺陷，例如，大部分负性光刻组分中的树脂在活化辐射下固化时会产生显著的收缩，或者在显影过程中，固化部分会因显影剂的存在而产生不同程度的溶胀，这种收缩或者溶胀都会对光刻胶图层中所形成的图像的分辨率不利。另外，负性光刻胶组分与衬底表面之间的粘附性对光刻胶的性能也有着很大的影响，粘附性不好会导致光刻胶图案局部线条发生脱落，从而导致液晶显示器等最终产品的性能不佳或显示不良。为了改善光刻胶与基体之间的粘附性，CN109343309A公开了一种含有改性树脂的负性光刻胶，其改性树脂为带有双键结构的丙烯酸树脂基体与含有邻苯二酚基团的单体通过双键加成而成，其目的在于在树脂中引入酚羟基增加与硅基体的结合力；CN1821869B中也公开了一种光刻胶组合物，包括一种侧链含有苯环的共聚物。然而，经过本发明的发明人研究发现，苯环的引入却容易导致高分子化合物之间的互溶性不匹配，从而也会降低成膜性能，造成光刻胶膜脆裂、易剥落等问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种负性光刻胶及其制备方法与应用，该负性光刻胶具有良好的成膜性、粘附性、热稳定性和抗蚀刻性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

第一方面，一种丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯在负性光刻胶中的应用。

本发明利用丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯应用于负性光刻胶，当其辐射固化后，具有良好的抗热氧化作用，其流动温度达到155℃以上，其形成的光刻胶膜不易收缩和脱落，同时与其他组分具有较好的兼容性。

另一方面，一种负性光刻胶，以质量份数计，由以下组分组成：树脂基体30～40份，光引发剂0.4～0.5份，活性增感助剂0.01～0.05份，自由基引发剂0.01～0.02份，酸扩散抑制剂0.02～0.05份，活性稀释剂2～7份，溶剂8～13份；其中，树脂基体由丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯和环氧丙烯酸树脂组成，丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯和环氧丙烯酸树脂的质量比为20～25：10～15。

本发明经过实验发现，由于丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯结构中含有丙烯酸双键和脂环，以丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯为树脂基体的主要成分，固化后具有收缩率低、致密性高等优点。其结构式如下所示：

同时，丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯和环氧丙烯酸树脂的配合使用，能够使得本发明负性光刻胶，具有优良的成膜性。