[发明专利]一种基于酚醛树脂的图形反转光刻胶组合物及使用方法

说明书

本发明涉及一种基于酚醛树脂的图形反转光刻胶组合物及使用方法，图形反转光刻胶组合物，按质量百分数计，包括以下组分：光敏剂0～5％，酚醛类树脂30％～60％，交联剂0～10％，流平剂0～1％，敏化剂0～1％，增粘剂0～1％，溶剂30％～70％。本发明的基于酚醛树脂的图形反转光刻胶组合物可形成“倒梯形”的胶层剖面，有利于金属剥离，且具有高分辨率、高灵敏度、高对比度。

技术领域

本发明属于光刻胶技术领域，具体涉及一种基于酚醛树脂的图形反转光刻胶组合物及使用方法。

背景技术

在液晶显示器和半导体制造领域，光刻胶是实现图形从掩膜板到基片转移的关键功能材料。其应用工艺如下：首先将光刻胶涂布到基片上，然后进行预烧烤除去光刻胶中的溶剂，接着用特定波长的光源透过掩膜板照射到光刻胶上，被曝光的区域发生化学反应，改变其在显影液中的溶解速率，然后通过显影得到相应的图形，接着通过刻蚀、离子注入或金属沉积等工艺步骤将图形转移到没有光刻胶保护基片上，最后通过去胶液将光刻胶去除，完成图形的转移过程。

一般来讲，根据化学作用机理不同，光刻胶可以分为正性光刻胶和负性光刻胶两大类。正性光刻胶是指未曝光的光刻胶不溶于显影液，可以保护被覆盖在下面的基底材料不受下一步工艺的影响，而曝光部分的光刻胶薄膜可以溶于显影液从而暴露出覆盖于其下的基底材料，便于进行处理。而负性光刻胶形成薄膜后，未曝光部分可以溶于显影液被洗去，被曝光部分变得不溶于显影液留在基底上。

负性光刻胶的作用原理一般是，曝光区域的光敏剂在曝光后产生新物质能够引发树脂聚合或交联，而聚合或交联后的树脂区别于未曝光区域的树脂，变得不溶于显影液，从而在基底材料上留下与掩膜板相反的图形。所以，一般负性光刻胶的组分包括含反应活性官能团的树脂、光敏剂、溶剂以及添加剂。基于光化学放大原理的负性光刻胶含有光致产酸剂，经曝光后释放出酸，能够催化交联剂与树脂相互作用进而发生交联。

在微电子机械系统（ＭＥＭＳ）和集成电路的生产中，剥离工艺技术一般用于高密度的多层布线中，因为采用剥离法形成的金属引线台阶有一定倾斜度，利于实现层间介质平坦化和提高电路密度。另外有些材料如Ａｕ、Ｔａ及硅化物等不易用光刻腐蚀的方法制备微细图形，以及多层金属用不同的腐蚀液交替使用时造成边缘不齐，各层宽度不一以及残留物的处理等问题，也可采用正胶剥离工艺解决。剥离工艺技术分为单层光刻胶剥离技术和多层光刻胶剥离技术，而多层光刻胶剥离技术必须采用多种光源的光刻胶，使用常规工艺和设备很难实现。单层光刻胶剥离工艺是指在基片表面涂上一层光刻胶，经过前烘、曝光、显影形成掩模图形，要求在不需要金属膜的区域覆有光刻胶，用镀膜的方法在其表面覆盖一层金属，这样金属膜只在需要的区域与衬底相接触，最后浸泡于剥离液中（剥离液不与金属层发生反应），随着光刻胶的溶解，其上的金属也随其一起脱落，从而留下所需的金属图形。文献报道的图形反转法、氯苯浸泡法、负性光刻胶法及多层掩模剥离法也能实现金属层的剥离，但由于氯苯是有毒的有机化合物，负性光刻胶存在分辨率不高和溶胀问题，多层掩模剥离法因为工艺和设备问题限制了它们的应用，而现有技术中图形反转法一般为双层图形反转法，需要用到两层光刻胶，工艺流程繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于酚醛树脂的图形反转光刻胶组合物，可形成“倒梯形”的胶层剖面，有利于金属剥离，且具有高分辨率、高灵敏度、高对比度。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种基于酚醛树脂的图形反转光刻胶组合物，按质量百分数计，包括以下组分：

光敏剂 0～5％

甲基酚醛类树脂 30％～60％

交联剂 0～10％

流平剂 0～1％

敏化剂 0～1％

增粘剂 0～1％

溶剂 30％～70％

优选的，所述光敏剂为三嗪类光敏剂、叠氮类光敏剂中至少一种。