一种248nm正型光刻胶及其制备方法与流程

本申请涉及光刻胶，更具体地说，它涉及一种248nm正型光刻胶及其制备方法。

背景技术：

1、光刻胶是用来将图像转印到基材上的光敏膜，是集成电路制作所需的关键性材料，随着集成电路的发生而不断更新换代，对光刻胶分辨率的要求也不断提高。新一代krf248nm光刻胶主要是在成膜树脂中添加光敏剂、其他辅助试剂合成，使用化学增强技术形成的光刻剂体系。负型光刻胶由于存在溶胀问题，导致分辨率受到限制，因此，krf248nm正型光刻胶得到人们的青睐。

2、传统248nm正型光刻胶主要以聚对羟基苯乙烯作为成膜树脂，但是传统的聚对羟基苯乙烯在光刻胶生产和使用过程中，与硅片附着力较差、尺寸易收缩的问题，从而影响光刻胶的分辨率。

技术实现思路

1、为了改善成膜树脂对光刻胶分辨率的影响，本申请提供一种248nm正型光刻胶及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供一种248nm正型光刻胶，采用如下的技术方案：

3、一种248nm正型光刻胶，包括以下重量份的原料：成膜树脂20-30份，光酸发生剂0.4-0.8份，有机碱0.03-0.05份，表面活性剂0.03-0.05份，溶剂60-80份；所述成膜树脂为聚氨酯丙烯酸酯共聚物和丙烯酸酯共聚物中的一种。

4、通过采用上述技术方案，使用聚氨酯丙烯酸酯共聚物能够同时兼具较好的附着力、柔韧性和较高的抗刻蚀性能，同时属于感光性树脂，具有较好的耐热性和硬度。丙烯酸酯共聚物具有较好的成膜性能，较低的折射率和良好的透明度，同时还具有较好的附着性和耐候性。使用聚氨酯丙烯酸酯共聚物和丙烯酸酯共聚物作为光刻胶的主要成膜物质，能够促使光刻胶具有较高的分辨率，同时具有较好的耐刻蚀能力。

5、优选的，所述光刻胶固体含量为10-25％。

6、通过采用上述技术方案，控制光刻胶中的固体含量在合适范围内，能够减少光纤在胶膜中的侧向光化学反应，从而促使光刻胶具有较高的分辨率。

7、优选的，所述溶剂为丙二醇甲醚乙酸酯和醋酸戊酯中的一种。

8、通过采用上述技术方案，丙二醇甲醚乙酸酯和醋酸戊酯具有较高的沸点，具有较好的稳定性，常温下挥发性低，能够提高光刻胶的稳定性。

9、优选的，所述表面活性剂为脂肪醇oe-op嵌段共聚物。

10、优选的，所述聚氨酯丙烯酸酯共聚物包括以下重量份的原料：聚醚多元醇40-60份，异氰酸酯10-20份，催化剂1-3份，封端剂0.5-0.8份，丙烯酸羟乙酯1-3份，丙烯酸丁酯10-20份，甲基丙烯酸甲酯20-30份，反应溶剂30-40份，引发剂0.3-0.5份。

11、优选的，所述聚氨酯丙烯酸酯共聚物的制备方法，包括以下具体步骤：

12、预先将聚醚多元醇、异氰酸酯、催化剂混合，加热反应，然后加入封端剂和丙烯酸羟乙酯反应后，形成丙烯酸酯封端聚氨酯预聚体，然后将丙烯酸酯封端聚氨酯预聚体与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、反应溶剂、引发剂混合，加热反应，形成聚氨酯丙烯酸酯共聚物。

13、通过采用上述技术方案，使用含羟基的丙烯酸酯对聚氨酯预聚物进行封端，能够提高聚氨酯预聚物的稳定性，减少凝胶的产生。同时将丙烯酸酯引入聚氨酯分子链中，能够促使形成的聚氨酯丙烯酸酯共聚物同时兼具较好的附着力、耐磨性和耐刻蚀性能。

14、优选的，所述光刻胶原料还包括纳米二氧化硅3-5份，硅烷偶联剂1-3份。

15、通过采用上述技术方案，使用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行表面修饰，然后将经过修饰后的二氧化硅添加到光刻胶体系中，二氧化硅能够在光刻胶基材表面排布，阻碍刻蚀液的穿透，从而提高光刻胶的抗刻蚀性能。

16、优选的，所述硅烷偶联剂为含双键的硅烷偶联剂。

17、通过采用上述技术方案，含双键的硅烷偶联剂能够一方面与纳米二氧化硅表面产生键合，另一方面，含双键的硅烷偶联均匀分散在成膜树脂体系中，提高纳米二氧化硅在光刻胶体系中的分散性和相容性。

18、第二方面，本申请提供一种248nm正型光刻胶的制备方法，采用如下的技术方案：一种248nm正型光刻胶的制备方法，包括以下具体步骤：将成膜树脂、光酸发生剂、有机碱、表面活性剂和溶剂混合振荡，过滤后制得248nm正型光刻胶。

19、通过采用上述技术方案，制备的光刻胶在各个组分的协同作用下，具有较好的附着力、耐磨性和抗刻蚀性能。

20、综上所述，本申请具有以下有益效果：

21、1、由于本申请采用聚氨酯丙烯酸酯共聚物和丙烯酸酯共聚物作为光刻胶的成膜树脂，促使光刻胶具有较好的附着力、韧性和抗刻蚀性能。

22、2、本申请中使用含羟基的丙烯酸酯对聚氨酯预聚物进行封端，同时，将丙烯酸酯引入聚氨酯分子链中，形成的聚氨酯丙烯酸酯共聚物同时兼具较好的附着力、耐化学腐蚀和抗刻蚀性能。

技术特征：

1.一种248nm正型光刻胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：成膜树脂20-30份，光酸发生剂0.4-0.8份，有机碱0.03-0.05份，表面活性剂0.03-0.05份，溶剂60-80份；所述成膜树脂为聚氨酯丙烯酸酯共聚物和丙烯酸酯共聚物中的一种。

2.根据权利要求1所述的248nm正型光刻胶，其特征在于，所述光刻胶固体含量为10-25%。

3.根据权利要求1所述的248nm正型光刻胶，其特征在于，所述溶剂为丙二醇甲醚乙酸酯和醋酸戊酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的248nm正型光刻胶，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪醇oe-op嵌段共聚物。

5.根据权利要求1所述的248nm正型光刻胶，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯共聚物包括以下重量份的原料：聚醚多元醇40-60份，异氰酸酯10-20份，催化剂1-3份，封端剂0.5-0.8份，丙烯酸羟乙酯1-3份，丙烯酸丁酯10-20份，甲基丙烯酸甲酯20-30份，反应溶剂30-40份，引发剂0.3-0.5份。

6.根据权利要求5所述的248nm正型光刻胶，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯共聚物的制备方法，包括以下具体步骤：

7.根据权利要求5所述的248nm正型光刻胶，其特征在于，所述光刻胶原料还包括纳米二氧化硅3-5份，硅烷偶联剂1-3份。

8.根据权利要求7所述的248nm正型光刻胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂为含双键的硅烷偶联剂。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的248nm正型光刻胶的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：将成膜树脂、光酸发生剂、有机碱、表面活性剂和溶剂混合振荡，过滤后制得248nm正型光刻胶。

技术总结
本申请涉及光刻胶技术领域，具体公开了一种248nm正型光刻胶及其制备方法。一种248nm正型光刻胶，包括以下重量份的原料：成膜树脂20‑30份，光酸发生剂0.4‑0.8份，有机碱0.03‑0.05份，表面活性剂0.03‑0.05份，溶剂60‑80份；所述成膜树脂为聚氨酯丙烯酸酯共聚物和丙烯酸酯共聚物中的一种。本申请的一种248nm正型光刻胶，通过各个组份的协同作用，使用聚氨酯丙烯酸酯共聚物、丙烯酸酯共聚物作为成膜树脂，促使光刻胶具有较好的附着力、耐磨性和抗刻蚀性能。

技术研发人员：徐亮,陈韦帆,林书玮,俞凯文
受保护的技术使用者：瑞红（苏州）电子化学品股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4