本发明专利技术涉及光学材料领域，尤其涉及一种碱溶性光刻胶。商品化的碱溶性碱溶性光刻胶主要为丙烯酸改性的环氧树脂，但此类树脂的脆性大，在显影时容易造成线条边缘粗糙，而且成膜树脂中含有大量的油性官能团使得成膜树脂在硅片上的附着力较小。基于上述问题，本发明专利技术提供一种碱溶性光刻胶，本发明专利技术通过含Si可聚合材料以及可聚合含P化合物在光刻胶的成膜树脂分子结构中引入Si、Zr、P、N杂原子，Si、Zr、P、N杂原子之间协同作用，使得成膜树脂在获得高折射率的同时获得了曝光宽容度，最终使得光刻胶获得了较高的分辨率，可聚合含P化合物中含有较多的刚性苯环和环状结构，大大提高了光刻胶的抗刻蚀性能，具有良好的医用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种碱溶性光刻胶
本专利技术涉及光学材料领域，尤其涉及一种碱溶性光刻胶。
技术介绍
光刻胶是指通过紫外光曝光光源的照射或辐射使其在显影液中的溶解度发生变化的感光混合液体，是集成电路产业链的关键材料，主要应用于微电子和半导体分立器件的细微图形加工。光刻胶由成膜树脂、感光剂、助剂和溶剂等组成，其中成膜树脂是关键组成部分，能够发生光化学反应，决定光刻胶感光度，分辨率和溶解性。商品化的碱溶性碱溶性光刻胶主要为丙烯酸改性的环氧树脂，但此类树脂的脆性大，在显影时容易造成线条边缘粗糙(李虎.光刻胶用成膜树脂的合成及性能研究[D].)，而且成膜树脂中含有大量的油性官能团使得成膜树脂在硅片上的附着力较小。有文献报道，在光刻胶的成膜树脂中引入S、F等杂原子可以提高光刻胶的分辨率，但是目前针对两种或两种以上杂原子共同引入光刻胶成膜树脂分子链中对分辨率影响的研究鲜有报道。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术要解决的技术问题是：商品化的碱溶性碱溶性光刻胶主要为丙烯酸改性的环氧树脂，但此类树脂的脆性大，在显影时容易造成线条边缘粗糙，而且成膜树脂中含有大量的油性官能团使得成膜树脂在硅片上的附着力较小。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种碱溶性光刻胶，以重量份数计，包括以下成分：具体地，所述成膜树脂按照以下方法制备：(1)将45mL丙烯酸叔丁酯、3g含Si可聚合材料、2g可聚合含P化合物、20mL丙烯酸-2-乙基己酯、15ml甲基丙烯酸丁酯、35mL甲基丙烯酸甲酯、20ml马来酸酐、3mL偶氮二异丁腈、2.5mL链转移剂和150mL丙二醇甲醚醋酸酯均匀混合后，设定反应温度为90℃，开动搅拌器，在氮气保护下充分反应，经红外检测反应体系中的双键消失后，停止反应，得到共聚物Ⅰ；(2)将上述反应体系温度升高至115℃，加入0.2g对甲氧基酚、1g三苯基磷和50mL丙二醇甲醚醋酸酯中混合均匀，不断搅拌过程中将30mL甲基丙烯酸-2-羟基乙酯滴加到反应体系中，在10min内滴加完成，直到反应体系的酸值不再变化，反应结束，将反应溶液经丙酮溶解后，滴加到石油醚中沉淀，抽滤后再经丙酮溶解，沉淀，反复三次，最后置于30℃的真空干燥箱24h，即得到成膜树脂。具体地，所述含Si可聚合材料按照以下方法制备：依次将8g纳米二氧化硅、4g纳米氧化锆分散于200mL甲苯中，加入35g丙烯酸羟乙酯、0.8g对苯甲磺酸以及0.2g对苯二酚，升温至回流，保温反应至无水生成后，继续反应3h，停止反应，真空过滤后，产物用甲苯洗涤3次，40℃下真空干燥后，即得含Si可聚合材料。具体地，所述可聚合含P化合物按照以下方法制备：将380gDOPO-HPM、160g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入反应器中，搅拌均匀，加入0.55g辛酸亚锡，搅拌均匀，升温至130℃，保温反应至溶液中的羟基含量与DOPO-HPM的摩尔数相等，减压蒸馏后，即得到可聚合含P化合物，其化学结构式如下：具体地，所述DOPO-HPM按照美国专利US6180695B1中公开的方法制备，其化学结构式如下：具体地，所述光引发剂为光引发剂907与光引发剂ITX的复配物，光引发剂907与光引发剂ITX的重量比为1:2。具体地，所述活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酯或丙烯酸羟乙酯。具体地，所述溶剂为丙酮或N,N二甲基甲酰胺。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过含Si可聚合材料在光刻胶的成膜树脂分子结构中引入Si、Zr杂原子，通过可聚合含P化合物在光刻胶的成膜树脂分子结构中引入P、N杂原子，Si、Zr、P、N杂原子之间协同作用，使得成膜树脂在获得高折射率的同时获得了曝光宽容度，最终使得光刻胶获得了较高的分辨率，可聚合含P化合物中含有较多的刚性苯环和环状结构，对提高光刻胶的抗刻蚀性能十分有利；(2)本专利技术所制备含Si可聚合材料由表面改性的纳米二氧化硅和表面纳米二氧化锆组成，表面改性的纳米二氧化硅或表面纳米二氧化锆的表面不仅含有丰富的羟基，还含有可聚合的双键，通过与成膜树脂基体化学键合，可以将Si、Zr杂原子和大量羟基引入成膜树脂分子结构中，可以有效改善光刻胶在硅片上的附着力；本专利技术发现将Si、Zr原子同时引入光刻胶成膜树脂的分子结构比单独将Si、Zr原子分别引入光刻胶成膜树脂分子结构所获得的分辨率高，由此可见，Si、Zr之间具有较强的协同作用；(3)本专利技术采用马来酸酐替代丙烯酸作为成膜树脂引入羧基和双键的成分，相比丙烯酸马来酸酐与甲基丙烯酸-2-羟基乙酯反应后，同时引入一个羧基和一个双键，避免了在引入双键的同时不得不消耗成膜树脂中的羧基的情况，有效保证了成膜树脂中羧基的含量，大大提高了成膜树脂未曝光区域的碱溶性。具体实施方式现在结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术以下实施例和对比例所采用的成膜树脂按照以下方法制备：(1)将45mL丙烯酸叔丁酯、3g含Si可聚合材料、2g可聚合含P化合物、20mL丙烯酸-2-乙基己酯、15ml甲基丙烯酸丁酯、35mL甲基丙烯酸甲酯、20ml马来酸酐、3mL偶氮二异丁腈、2.5mL链转移剂和150mL丙二醇甲醚醋酸酯均匀混合后，设定反应温度为90℃，开动搅拌器，在氮气保护下充分反应，经红外检测反应体系中的双键消失后，停止反应，得到共聚物Ⅰ；(2)将上述反应体系温度升高至115℃，加入0.2g对甲氧基酚、1g三苯基磷和50mL丙二醇甲醚醋酸酯中混合均匀，不断搅拌过程中将30mL甲基丙烯酸-2-羟基乙酯滴加到反应体系中，在10min内滴加完成，直到反应体系的酸值不再变化，反应结束，将反应溶液经丙酮溶解后，滴加到石油醚中沉淀，抽滤后再经丙酮溶解，沉淀，反复三次，最后置于30℃的真空干燥箱24h，即得到成膜树脂。本专利技术以下实施例和对比例所采用的含Si可聚合材料按照以下方法制备：依次将8g纳米二氧化硅、4g纳米氧化锆分散于200mL甲苯中，加入35g丙烯酸羟乙酯、0.8g对苯甲磺酸以及0.2g对苯二酚，升温至回流，保温反应至无水生成后，继续反应3h，停止反应，真空过滤后，产物用甲苯洗涤3次，40℃下真空干燥后，即得含Si可聚合材料。本专利技术以下实施例和对比例所采用的可聚合含P化合物按照以下方法制备：将380gDOPO-HPM、160g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入反应器中，搅拌均匀，加入0.55g辛酸亚锡，搅拌均匀，升温至130℃，保温反应至溶液中的羟基含量与DOPO-HPM的摩尔数相等，减压蒸馏后，即得到可聚合含P化合物；本专利技术以下实施例和对比例所采用的DOPO-HPM按照美国专利US6180695B1中公开的方法制备，其分子结构式如下：所述DOPO-HPM的化学结构式如下：本专利技术以下实施例和对比例所采用的光引发剂为光引发剂907与光引发剂ITX的复配物，光引发剂907与光引发剂ITX的重量比为1:2。本专利技术以下实施例和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碱溶性光刻胶，其特征在于，以重量份数计，包括以下成分：/n
【技术特征摘要】
1.一种碱溶性光刻胶，其特征在于，以重量份数计，包括以下成分：
2.根据权利要求1所述的一种碱溶性光刻胶，其特征在于：所述成膜树脂按照以下方法制备：
(1)将45mL丙烯酸叔丁酯、3g含Si可聚合材料、2g可聚合含P化合物、20mL丙烯酸-2-乙基己酯、15ml甲基丙烯酸丁酯、35mL甲基丙烯酸甲酯、20ml马来酸酐、3mL偶氮二异丁腈、2.5mL链转移剂和150mL丙二醇甲醚醋酸酯均匀混合后，设定反应温度为90℃，开动搅拌器，在氮气保护下充分反应，经红外检测反应体系中的双键消失后，停止反应，得到共聚物Ⅰ；
(2)将上述反应体系温度升高至115℃，加入0.2g对甲氧基酚、1g三苯基磷和50mL丙二醇甲醚醋酸酯中混合均匀，不断搅拌过程中将30mL甲基丙烯酸-2-羟基乙酯滴加到反应体系中，在10min内滴加完成，直到反应体系的酸值不再变化，反应结束，将反应溶液经丙酮溶解后，滴加到石油醚中沉淀，抽滤后再经丙酮溶解，沉淀，反复三次，最后置于30℃的真空干燥箱24h，即得到成膜树脂。
3.根据权利要求2所述的一种碱溶性光刻胶，其特征在于，所述含Si可聚合材料按照以下方法制备：
依次将8g纳米二...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵杰，
申请(专利权)人：邵杰，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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