[发明专利]一种正性光刻胶组合物及其制备方法

说明书

本发明提出了一种正性光刻胶组合物及其制备方法，包括如下质量份数的原料组分：二氧化钛改性酚醛树脂10‑30份、光敏剂1‑5份、有机硅流平剂0.1‑0.3份和有机溶剂40‑70份；其中，所述二氧化钛改性酚醛树脂为分子链接枝有纳米二氧化钛的酚醛树脂。本发明所述光刻胶组合物正性光刻胶组合物在光辐照成像时具有感光速度快、分辨率高、线条边缘粗糙度小等优点。

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，尤其涉及一种正性光刻胶组合物及其制备方法。

背景技术

光刻胶是一类通过光束、电子束、离子束等能量辐射后，溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，在集成电路和半导体分立器件的微细加工中有着广泛的应用。通过将光刻胶涂覆在半导体、导体和绝缘体材料上，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩膜版转移到待加工的衬底上，因此光刻胶是微细加工技术中的关键材料。根据光化学反应机理不同，光刻胶分为正性光刻胶与负性光刻胶：曝光后，光刻胶在显影液中溶解性增加，得到与掩膜版相同图形的称为正性光刻胶；曝光后，光刻胶在显影液中溶解性降低甚至不溶，得到与掩膜版相反图形的称为负性光刻胶。两种光刻胶都有各自不同的应用领域，通常来讲，正性光刻胶用的更为普遍，占到光刻胶总量的80％以上。

光刻技术随着集成电路集成度的提高、加工线宽的缩小，经历了从G线(436nm)光刻，I线(365nm)光刻，到深紫外248nm光刻，及目前的193nm光刻的发展历程，相对应于各曝光波长的光刻胶也应用而生。随着曝光波长变化，光刻胶的组成与结构也不断地变化，以使光刻胶的综合性能满对应足集成工艺制程的要求。但目前，在I线光刻中使用的是酚醛树脂-重氮萘醌正型光刻胶，其光敏性和分辨率都有待改善。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种正性光刻胶组合物及其制备方法，该正性光刻胶组合物在光辐照成像时具有感光速度快、分辨率高、线条边缘粗糙度小等优点。

本发明提出的一种正性光刻胶组合物，包括如下质量份数的原料组分：二氧化钛改性酚醛树脂10-30份、光敏剂1-5份、有机硅流平剂0.1-0.3份和有机溶剂40-70份；

其中，所述二氧化钛改性酚醛树脂为分子链接枝有纳米二氧化钛的酚醛树脂。

优选地，所述分子链接枝有纳米二氧化钛的酚醛树脂是通过将酚醛树脂与含环氧基团硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化钛缩合反应形成。

优选地，所述酚醛树脂为甲酚与甲醛缩合的树脂，分子量为2000-20000。

优选地，所述含环氧基团硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化钛是通过将含环氧基团硅烷偶联剂与纳米二氧化钛在醇类溶剂中加热反应得到；

优选地，所述含环氧基团硅烷偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

本发明分子链接枝有纳米二氧化钛的酚醛树脂是通过酚醛树脂上的酚羟基与含环氧基团硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化钛上的环氧基进行开环加成反应，从而将含环氧基团硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化钛接枝到酚醛树脂上，使得酚醛树脂的分子链接枝有纳米二氧化钛。

优选地，所述酚醛树脂与含环氧基团硅烷偶联剂改性后的纳米二氧化钛的重量比为7-12:1。

优选地，所述光敏剂为2，3，4，4'-四羟基二苯甲酮和2，1，5-重氮萘醌磺酰氯的酯化物或2，2'，4，4'-四羟基二苯甲酮和2，1，5-重氮萘醌磺酰氯的酯化物；

优选地，所述酯化物的酯化度为50-80％。

优选地，所述有机硅流平剂为聚二甲基硅氧烷或硅油中的至少一种。