一种聚酰胺类光刻胶组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚酰胺类光刻胶组合物，其特征在于，包括如下重量份组分：聚酰胺树脂100份，感光剂5

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺类光刻胶组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及半导体生产中的光刻胶领域，特别涉及一种聚酰胺类光刻胶组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光刻胶又称光致抗蚀剂，可以通过曝光成像技术形成微米或纳米级图像。光刻胶通常用于对半导体芯片、液晶面板的控制电路、印刷电路板等基体的加工。作为基本的光刻工艺，首先在硅片、玻璃板或金属基片上涂覆一层光刻胶，烘干去除溶剂，然后将基片置于光刻机中进行曝光处理，光线通过刻有二进制几何图案的遮光掩膜板投射在光刻胶表面使光刻胶发生光化学反应，随后显影、后烘及刻蚀等工艺在基板上生成浮雕图案，实现对基片的微纳米级加工并形成各种半导体回路。
[0003]光刻胶通常分为正性光刻胶和负性光刻胶。正性光刻胶是曝光后曝光区域被显影液洗掉，未被曝光区域留在基板上从而形成与掩膜板上的相同的浮雕图案。负性光刻胶则与之相反，未曝光区域被显影液洗掉形成与掩膜板上完全反转的浮雕图案。
[0004]传统的g线和i线以及全波段g
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h
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i线正性光刻胶通常采用酚醛树脂和重氮萘醌磺酸酯类感光剂的组合，其中的酚醛树脂在强碱作用下可溶，感光剂通常在强碱显影液中不溶。由酚醛树脂和感光剂的混合形成的光刻胶在硅片或者玻璃基板上成膜后，在非曝光区域，通过加热酚醛树脂和感光剂之间会发生交联反应，使膜的溶解性降低，在强碱显影液中不能被溶解；在曝光区域，该膜在经过g线、i线以及全波段的g
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h
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i线光源照射下，感光剂会发生转位反应生成酸而使得其对树脂的交联作用失效，在强碱溶液中变得可溶，从而使得曝光区域在强碱显影液显影后被洗去；而未曝光区域留在硅片上形成光刻胶的半导体回路图形，再通过蚀刻工艺转刻到硅片上之后，光刻胶被除胶液或等离子体去除。
[0005]已知的酚醛树脂类光刻胶由于耐热性不足，材料强度不够，一般只能作为掩膜，在完成光刻工艺后用干法或湿法去除，难以作为工艺层保留在芯片和面板器件内。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的是提供一种聚酰胺类光刻胶组合物，其具有热稳定性好的优点。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0008]一种聚酰胺类光刻胶组合物，包括如下重量份组分：
[0009][0010]进一步设置：所述聚酰胺树脂的单体包括若干羟基。
[0011]通过采用上述技术方案，聚酰胺树脂是分子中具有
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CONH结构的缩聚型高分子化
合物，它通常由二元酸和二元胺经缩聚而得。相较于一般的树脂而言，聚酰胺树脂的突出优点为软化点的范围特别窄，而不像其他热塑性树脂那样，有一个逐渐固化或软化的过程，当温度稍低于熔点时就引起急速地固化。聚酰胺树脂具有较好的耐药品性，能抵抗酸碱和植物油、矿物油等。
[0012]采用聚酰胺树脂作为光刻胶树脂用可以大大改善光刻胶的耐热性能，提高光刻图形的热稳定性，由于聚酰胺树脂性能稳定，可以作为芯片或者平板显示器模组的组成部分保留在工艺器件中，可以起到缩短制造工艺流程，提高生产效率，同时聚酰胺具有缓和器件内部应力作用，可以大大提高器件耐热和耐冲击性能。
[0013]聚酰胺树脂和重氮萘醌磺酸脂类感光剂的组合，由聚酰胺树脂和感光剂的混合形成的光刻胶在硅片或者玻璃基板上成膜后，通过加热使得聚酰胺树脂和感光剂之间发生交联反应，使强碱中可溶的聚酰胺树脂的溶解性降低，在强碱显影液中不被溶解；经过g线、i线以及全波段的g
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h
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i线光源照射后，感光剂发生转位反应生成酸而使得其对树脂的交联作用失效，在强碱溶液中变得可溶，在强碱显影液显影后被洗去；而未曝光区域不发生变化仍留在硅片上，从而形成光刻胶的半导体回路图形，通过蚀刻工艺转刻到硅片上，最后光刻胶被除胶液或等离子体除去。
[0014]进一步设置：所述聚酰胺树脂合成中用到的二元酸单体结构为：
[0015][0016]其中，R1选自单键、C1
‑
C4的烷基、C1～C4的烷氧基、羰基、磺酸基或芳基；也可以是氧、硫、氮等元素，以及上述元素和基团等的组合，x分别独立地选自0、1、2或3，优选x为3。
[0017]进一步设置：所述聚酰胺树脂合成中用到的二元胺单体结构为：
[0018][0019]其中，R2选自单键、C1
‑
C4的烷基、C1～C4的烷氧基、羰基、磺酸基或芳基；也可以是氧、硫、氮等元素，以及上述元素和基团组合，y分别独立地选自0、1、2或3，优选y为3。
[0020]通过采用上述技术方案，当聚酰胺树脂采用全芳香族聚酰胺树脂时，全芳香族聚酰胺树脂分子主链中引入较多苯环，具有高耐热性、高玻璃化转变温度、高强度和高耐化学药品性。
[0021]当聚酰胺树脂采用半芳香族聚酰胺树脂时，半芳香族聚酰胺的分子主力暗中含有芳香环，与脂肪族聚酰胺相比，吸水率低、玻璃化转变温度高，熔融时热稳定性好，并且力学性能得到提高，另外，克服了全芳香族聚酰胺熔融温度太高，难于加工成型的缺点，并且有较好的性价比。
[0022]进一步设置：聚酰胺树脂的合成方法为：二元酸经过氯化亚砜处理后即可得到二
酸的氯化物，用该氯化物和含羟基二胺反应即可得到目标产物聚酰胺树脂，合成过程如下：
[0023][0024]进一步设置：聚酰胺树脂的重均分子量可以是1000
‑
60000，也可以是3000
‑
30000，最佳范围是3000
‑
20000。
[0025]进一步设置：所述聚酰胺树脂的二元酸单体采用对苯二甲酸和4，4
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二苯醚二甲酸中一种或两种的混合物，所述聚酰胺树脂的二元胺单体采用4,4
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二氨基二苯醚和3,3'
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二羟基联苯胺中一种或两种的混合物。
[0026]进一步设置：所述聚酰胺树脂中二元酸单体和二元胺单体的摩尔比为1：0.5
‑
1。
[0027]进一步设置：所述聚酰胺树脂中二元酸单体和二元胺单体的摩尔比为1：0.8。
[0028]进一步设置：所述感光剂为重氮萘醌磺酸酯类感光剂。
[0029]通过采用上述技术方案，重氮萘醌磺酸酯类感光剂与聚酰胺树脂的羟基形成分子间氢键，从而在两个分子之间形成较为稳定的拟交联结构，抑制溶解，降低溶解性，在光催化作用下，发生溶解，从而形成图案。用重氮萘醌化合物的光刻胶的经过光或者离子束照射后，重氮萘醌磺酸酯类感光剂在曝光区发生变化，脱去氮，经woff重排后生成茚酮，茚酮再继续与水反应，生成茚羧酸，水解完毕后，胶膜溶解在稀碱溶液中，生成了茚羧酸钠化合物。
[0030]进一步设置：所述感光剂主要由主链和配位子D组成，其中的主链是以下结构的任意一种或多种组合：
[0031][0032]进一步设置：所述配位子D的结构为：
[0033][0034]进一步设置：所述添加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺类光刻胶组合物，其特征在于，包括如下重量份组分：所述聚酰胺树脂的单体包括若干羟基。2.根据权利要求1所述的聚酰胺类光刻胶组合物，其特征在于，所述聚酰胺树脂合成中用到的二元酸单体结构为：其中，R1选自单键、C1
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C4的烷基、C1～C4的烷氧基、羰基、磺酸基或芳基，或氧、硫、氮等元素，以及上述元素和基团等的组合，x分别独立地选自0、1、2或3。3.根据权利要求1或2所述的聚酰胺类光刻胶组合物，其特征在于，所述聚酰胺树脂合成中用到的二元胺单体结构为：其中，R2选自单键、C1
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C4的烷基、C1～C4的烷氧基、羰基、磺酸基或芳基，或氧、硫、氮等元素，以及上述元素和基团组合，y分别独立地选自0、1、2或3。4.根据权利要求1所述的聚酰胺类光刻胶组合物，其特征在于，聚酰胺树脂的重均分子量可以是1000
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60000，也可以是3000
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30000，最佳范围是3000
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20000。5.根据权利要求1所述的聚酰胺类光刻胶组合物，其特征在于，所述聚酰胺树脂的二元酸单体采用对苯二甲酸和4，4
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二苯醚二甲酸中一种或两种的混合物，所述聚酰胺树脂的二元胺单体采用4,4
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二氨基二苯醚和3,3'
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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓伟，
申请(专利权)人：苏州理硕科技有限公司，
类型：发明
国别省市：