一种正性光刻厚胶组合物及正性光刻厚胶和MEMS受力元件的制作方法

本发明涉及电子化学品，具体而言，涉及一种正性光刻厚胶组合物及正性光刻厚胶和mems受力元件。

背景技术：

1、在集成电路工艺里，一般用光刻胶作为牺牲层来制作元件。先把要制作的图形用光刻的方法做在光刻胶上，然后用湿法刻蚀或者干法刻蚀的方法去掉裸露的基底层，然后再用去胶液去掉光刻胶，得到所需的图形。

2、用于湿法刻蚀中的牺牲层，特别是在深刻蚀中，一般要求光刻胶具有较好的抗刻蚀能力和附着力，这样才能避免保护层受到腐蚀。

3、微机电系统(mems)，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。微机电系统其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。

4、liga技术中的一个重要步骤就是利用光刻厚胶制作初级模板，利用紫外厚胶光刻技术于liga技术相结合而形成的uv-liga技术，是高深宽比微机械加工技术harmst(high-aspect-tatio microsystems technology)的关键工艺。采用光刻厚胶制作的初级模板，可以制造具有高深宽比、结构精细、侧壁陡峭、表面光滑的三维微机械器件，如mems加速度计、mems麦克风、微马达、微泵、微振子、mems光学传感器、mems压力传感器、mems陀螺仪、mems湿度传感器、mems气体传感器等。

5、光刻厚胶光刻技术的最大优点就是可以直接用光刻胶来制作一些mems受力元件，采用光刻胶直接制造mems的结构，可以实现结构较高深宽比，提高定位的精度。

6、光刻厚胶的膜层厚度一般在5-100μm，由于膜厚较厚，光刻胶膜内的残留溶剂量较高，导致光刻胶的抗刻蚀能力和附着力较差。

7、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种正性光刻厚胶组合物，其有利于提高光刻胶的抗刻蚀能力、敏感性和附着力。

2、本发明的目的之二在于提供一种由上述正性光刻厚胶组合制得的正性光刻厚胶。

3、本发明的目的之三在于提供一种由上述光刻胶制造得到的mems受力元件。

4、本技术可这样实现：

5、第一方面，本技术提供一种正性光刻厚胶组合物，其包括酚醛树脂；

6、酚醛树脂包括第一酚醛树脂以及第二酚醛树脂；

7、其中，第一酚醛树脂为甲醛、二甲酚以及甲基苯酚的缩聚物，第一酚醛树脂的重均分子量为30000-60000g/mol，熔点为155-185℃，碱溶速率为80-120埃/秒；

8、第二酚醛树脂为甲醛和甲基苯酚的缩聚物，第二酚醛树脂的重均分子量为5000-7000g/mol，熔点为140-160℃，碱溶速率为250-350埃/秒。

9、在可选的实施方式中，第一酚醛树脂以及第二酚醛树脂的质量比为1-9:1。

10、在可选的实施方式中，正性光刻厚胶组合物还包括光敏剂。

11、在可选的实施方式中，光敏剂为非离子型的磺酸酯类光敏剂。

12、在可选的实施方式中，光敏剂具有以下结构式的重氮萘醌磺酸酯类光敏剂：

13、其中，r＝h或

14、在可选的实施方式中，正性光刻厚胶组合物还包括溶剂。

15、在可选的实施方式中，溶剂包括丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乙醇-3-乙氧基丙酸酯、丙二醇单甲醚、二乙二醇甲乙醚、三乙二醇乙醚、环己酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、四氢呋喃以及二甲基乙酰胺中的至少一种。

16、在可选的实施方式中，正性光刻厚胶组合物还包括附着力促进剂。

17、在可选的实施方式中，附着力促进剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三乙氧基硅烷、β-(3、4环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n,n-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、n-苯氨基甲基三乙氧基硅烷、双-(γ-三甲氧基硅丙基)胺、双(3-三乙氧基硅丙基)胺、4-氨基-3,3-二甲基丁基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(n,n-二甲基胺丙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、(n,n-二甲基-3-氨丙基)三甲氧基硅烷、n-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基苄基氨基乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n-环己基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷和γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。

18、在可选的实施方式中，正性光刻厚胶组合物还包括增感剂。

19、在可选的实施方式中，增感剂包括二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮、5-(4-二苯胺苯基乙烯基)-苯乙基恶唑烷-2,4-二酮、安息香二甲醚、9-苯基吖啶及4,4"-[1-[4-[1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]二苯酚中的至少一种。

20、在可选的实施方式中，正性光刻厚胶组合物还包括流平剂。

21、在可选的实施方式中，流平剂包括byk-300、byk-307、byk-320、byk-323、byk-325、byk-330、byk-333、byk-354、tego-432、tego-450、tego-2300、efka-3034、efka-3600、efka-3776、efka-3777、efka-3883、ul-5132、ul-5135、ul-5157及ul-5165中的至少一种。

22、在可选的实施方式中，正性光刻厚胶组合物还包括消泡剂。

23、在可选的实施方式中，消泡剂包括tego-920、efka-2022、efka-2720、efka-2720、efka-2722、efka-2770及f-136中的至少一种。

24、在可选的实施方式中，按重量份数计，正性光刻厚胶组合物包括20-50份的酚醛树脂、1-10份的光敏剂、0-1份的增感剂、0-1份的附着力促进剂、0-1份的流平剂、0-1份的消泡剂以及40-70份的溶剂。

25、第二方面，本技术提供一种正性光刻厚胶，经前述实施方式任一项的正性光刻厚胶组合物的组分制备而得。

26、在可选的实施方式中，正性光刻厚胶的厚度为50-100μm。

27、第三方面，本技术提供一种mems受力元件，其制造材料包括前述实施方式的正性光刻厚胶。

28、在可选的实施方式中，mems受力元件包括mems加速度计、mems麦克风、微马达、微泵、微振子、mems光学传感器、mems压力传感器、mems陀螺仪、mems湿度传感器或mems气体传感器。

29、本技术的有益效果包括：

30、本技术通过采用具有特定分子量、熔点和碱溶速率的两种酚醛树脂按特定配比复配，可使正性光刻厚胶组合物具有较优的性能，分辨率高，灵敏度高，耐热性好。对应所得的正性光刻厚胶能够同时具有良好的敏感性和抗刻蚀性能。