[发明专利]高耐热正性光刻胶以及形成光刻胶图案的方案

说明书

本发明涉及一种高耐热正性光刻胶以及形成光刻胶图案的方案，该光刻胶的组分及其重量百分数为：20‑40％线性酚醛环氧树脂、0.5‑1.5％环氧树脂的潜伏型固化剂、1‑15％线性酚醛树脂、3‑25％重氮类光敏剂、20‑65％溶剂、0‑2％其他助剂，其中所述环氧树脂的潜伏型固化剂与线性酚醛环氧树脂的反应固化温度为100‑120℃。与现有技术相比，本发明通过添加线性酚醛环氧树脂以及潜伏型固化剂搭配线性酚醛树脂，使得曝光区光刻胶可以显影完全；潜伏型固化剂搭配线性酚醛树脂作为环氧树脂的高温固化剂，提高了光刻胶浮雕图案的耐温性，有效地避免了后期干刻阶段光刻胶浮雕图案发生变形，使得光刻图案保持良好的分辨率。

技术领域

本发明涉及一种功能高分子材料领域，具体涉及一种高耐热正性光刻胶。

背景技术

光刻技术是微电子加工技术领域最关键技术之一；光刻过程中，掩膜板上的图形转移到半导体、金属、介电层衬底表面的光刻胶上。光刻胶分为正光刻胶和负光刻胶。对于正光刻胶，其在曝光前在显影液中的溶解速度极慢，在曝光后溶解速度显著加快，故位于掩膜板下曝光区的光刻胶将被显影液溶去，非曝光区的光刻胶被保留下来，从而在基片上获得高分辨率的浮雕图案。现有的正性光刻胶一般多为重氮萘醌/酚醛树脂类光刻胶，其主要成分有：成膜树脂如酚醛树脂、重氮萘醌系光敏化合物以及溶剂，其中重氮萘醌系光敏化合物因为与酚醛树脂形成氢键可以显著降低线性酚醛树脂在碱性显影液中的溶解度，且曝光后能光解重排形产生羧酸、使得曝光区在显影液中的溶解度提高几十倍到近千倍；由此经过遮光掩膜后，光刻胶涂层在曝光区和非曝光区产生巨大的溶解度差异。

光刻胶均匀涂覆在衬底材料上之后，需在80－120℃预烘烤以蒸发除去其中的溶剂，经过紫外等特定光束光照照射曝光后，通过显影实现掩膜图形在衬底上的转移、形成需要的光刻图案，最后需要在130℃以上进行烘坚膜，一方面取出光刻胶中的残余溶剂、另一方面分解重氮萘醌基团产生烯酮、进而与酚醛树脂进行交联提高光刻胶的耐热性和增强胶膜的粘合强度、满足光刻胶在离子注入、等离子刻蚀、金属/介电层蒸镀等光刻工艺中的耐温性和耐蚀刻性能。不过线性酚醛树脂的流动温度多为110-125℃，而烘坚膜处理温度高于上述的流动温度，经过上述烘坚膜处理后，光刻胶浮雕图案容易因表面张力发生软化变形、歪斜、甚至变成近球形结构，使分辨率变差、光刻胶性能劣化。而且在后续更高温度的干刻阶段时更是如此，因为光刻胶浮雕图案的变形，无法对光刻胶下面的膜层产生足够的保护，光刻胶下面的膜层甚至会发生破坏。为提高光刻胶的耐热性，现有技术采用进行浅度或深度交联的线性酚醛树脂来制备光刻胶，以提高其玻璃化转变温度、进而提高其流动温度至130-135摄氏度，但配方中浅度或深度交联的酚醛树脂在显影液中溶解度较线性酚醛树脂大大下降、容易在显影阶段造成显影不全的问题。基于此，提供一种高耐热稳定性、且可以显影完全的正性光刻胶十分必要。

发明内容

本发明的第一目的，在于解决上述技术问题，提供一种高耐热稳定性、且可以显影完全的正性光刻胶。

本发明的第二目的，在于提供一种形成光刻胶图案的方法。

本发明的第一目的是通过以下技术方案实现的：一种高耐热正性光刻胶，其组分及其重量百分数为：20-40％线性酚醛环氧树脂、0.5-1.5％环氧树脂的潜伏型固化剂、1-15％线性酚醛树脂、3-25％重氮类光敏剂、20-65％溶剂、0-2％其他助剂，其中所述环氧树脂的潜伏型固化剂与线性酚醛环氧树脂的反应固化温度为100-120℃。