[发明专利]一种耐强酸腐蚀的负性光刻胶组合物

说明书

本发明公开了一种耐强酸腐蚀的负性光刻胶组合物，包括主体树脂、产酸剂、交联剂和溶剂；其中以所述光刻胶的总固体为基准算，主体树脂的量占总固体量的10‑50%，产酸剂的量占总固体量的10‑30%，交联剂的量占总固体量的0.4‑5%，溶剂的量占总固体量的10‑55%。该负性光刻胶组合物粘附性好，能够承受强酸腐蚀液，可以实现对现用环化橡胶的取代，且不含二甲苯等有害溶剂，采用弱碱性水溶液显影、去离子水定影，无环保隐患，大大改善了生产环境，且降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及光刻胶，特别涉及一种耐强酸腐蚀的负性光刻胶组合物。

背景技术

随着电子元器件的小型化发展，微机电系统(MEMS)已成为制作微机械、传感器、控制电路等微器件及其集成于芯片的关键技术。由于芯片的集成和制造多以硅为基体，作为硅基体加工中最基础、最关键技术的硅的湿法刻蚀工艺被广泛应用于在硅衬底上加工各种各样的微结构，如凹槽结构、膜结构、悬臂梁等，近年来也被用于很多纳米结构的制造。其中平面刻蚀槽工艺技术的应用最为广泛。该技术往往集半导体平面工艺、台面工艺和玻璃烧结工艺于一体，在工艺过程中需要多次涂覆光刻胶，且涂覆的光刻胶必须承受强酸性腐蚀液的腐蚀，用以保护硅衬底表面无需沟槽的部分。在目前的工艺中，普遍采用环化橡胶系负性紫外光刻胶来进行，因为其它光刻胶体系无法承受强酸腐蚀液的深度腐蚀。环化橡胶为环化聚异戊二烯和环化聚丁二烯发生分子内环化反应形成的环化聚合物，具有高溶解性，成膜性以及良好的耐热性和较高的强度，在对金属的粘结性和耐酸性方面性能良好且稳定，得到了广泛的应用，在光刻胶中占据很大的用量。

环化橡胶系光刻胶在制备过程中，一般要使用二甲苯溶液参与环化反应，并且由于环化橡胶难以溶解，目前只能以二甲苯作为有机溶剂。并且，环化橡胶体系的光刻胶在光刻工艺中使用的显影液和定影液，也都是采用具有一定毒性的易挥发有机溶剂。二甲苯具有中等毒性和有一定的致癌性，易挥发并经呼吸道和皮肤被人体吸收，短期吸入高浓度时可引起急性中毒症状，长期接触会引起神经衰弱综合症，女性还能导致生殖疾病。且光刻流程中在烘箱进行烘烤时，挥发到高温密闭条件下的溶剂具有一定的爆炸危险性。因而，环化橡胶系光刻胶的制备与使用中由于不可避免的需要接触二甲苯等毒性有机溶剂，已成为行业内亟待解决的难题。

发明内容

本发明提供一种耐强酸腐蚀的负性光刻胶组合物，以解决环化橡胶系光刻胶的制备与使用中不可避免的需要接触二甲苯等毒性有机溶剂的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种耐强酸腐蚀的负性光刻胶组合物，包括：主体树脂、产酸剂、交联剂和溶剂；其中以所述光刻胶的总固体为基准算，所述主体树脂的量占总固体量的10-50%，所述产酸剂的量占总固体量的10-30%，所述交联剂的量占总固体量的0.4-5%，所述溶剂的量占总固体量的10-55%，所述主体树脂为酚醛树脂，所述酚醛树脂的分子量为1000-10000。

作为一优选的实施方式，所述交联剂为三聚氰胺、三聚氰酸衍生物、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺衍生物改性聚氨酯、苯代三聚氰胺中的一种或两种以上的混合物。

作为一优选的实施方式，所述产酸剂为重氮盐、硫鎓盐、碘鎓盐、磷酸盐、三嗪类、磺酸酯、六氟锑酸盐中的一种或两种以上的混合物。

作为一优选的实施方式，所述溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、二甘醇中的一种或两种以上的混合物。

一种耐强酸腐蚀的负性光刻胶组合物的光刻工艺，包括以下步骤：

（1）将所述主体树脂、产酸剂、交联剂和溶剂按比例混合，充分溶解后，用0.2微米孔径的滤膜过滤，即得到光刻胶溶液；

（2）在经处理的基片上旋涂由上述组分配制的光刻胶，用热板预烘（PAB），调节转速使干燥后的膜厚为一定厚度，透过掩膜版，通过曝光机i线曝光后，记录曝光计量；