【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光刻胶，更具体地说，它涉及一种正性光刻胶及其制备方法。
技术介绍
1、光刻胶是一类通过光束、电子束、离子束等能量辐射后，溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，在集成电路和半导体分立器件的微细加工中有着广泛的应用，通过将光刻胶涂覆在半导体、导体和绝缘体材料上，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后采用蚀刻剂进行蚀刻就可将所需要的微细图形从掩膜版转移到待加工的衬底上，因此光刻胶是微细加工技术中的关键材料。根据光化学反应机理不同，光刻胶分为正性光刻胶与负性光刻胶；曝光后，光刻胶在显影液中溶解性增加，得到与掩膜版相同图形的称为正性光刻胶；曝光后，光刻胶在显影液中溶解性降低甚至不溶，得到与掩膜版相反图形的称为负性光刻胶，两种光刻胶都有各自不同的应用领域，通常来讲，正性光刻胶应用更为普遍，占到光刻胶总量的80％以上。
2、光刻技术随着集成电路集成度的提高，加工线宽的缩小，经历了从g线(436nm)光刻、i线(365nm)到深紫外248nm光刻，及目前的193nm光刻的发展历程，对应于各个曝光波长的光刻胶也应运而生。随着曝光波长变化，光刻胶的组成与结构也不断地变化，以使光刻胶的综合性能满足对应集成工艺制程的要求，但目前，在i线光刻中使用的酚醛树脂-重氮萘醌正型光刻胶，由于酚醛树脂中存在十分容易被氧化的酚羟基和亚甲基，使得树脂的耐热性不高，而光刻胶要经过多次高温烘烤，当酚醛树脂耐热性不足时，光刻时会增大催化剂的迁移，无法满足分辨率的要求。
3、因此，提高酚醛树脂-重氮萘醌正型光刻胶的分辨率对于i线光刻的发展和
技术实现思路
1、为了提高酚醛树脂-重氮萘醌正型光刻胶的分辨率，本申请提供一种正性光刻胶及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供的一种正性光刻胶，采用如下的技术方案：
3、一种正性光刻胶，包括以下重量份的原料：改性酚醛树脂10-30份、光敏剂1-5份、有机硅流平剂0.1-0.3份和有机溶剂40-70份；所述改性酚醛树脂为酚醛树脂经含硼硅倍半氧烷改性得到。
4、通过采用上述技术方案，采用将硼元素引入硅倍半氧烷中，将硅倍半氧烷优异的耐热性与硼元素优异的热稳定性相结合，使得含硼硅倍半氧烷具有优异的耐热性和热稳定性；进而通过含硼硅倍半氧烷对酚醛树脂改性，可提高酚醛树脂的耐热性，从而提高了所制正型光刻胶的分辨率。
5、在一个具体的可实施方案中，所述改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
6、将硼源、硅烷、硅倍半氧烷和有机溶剂混合并调节ph至1-5得到混合溶液，将所述混合溶液在保护气氛和50-120℃下进行缩聚反应，得到缩聚反应液；
7、将所述缩聚反应液与水混合进行沉淀，得到沉淀物为所述含硼硅倍半氧烷；
8、将酚类化合物和碱性催化剂混合，调整ph值到7.5-8.0，并升温至60-70℃，再加入醛类化合物，升温至80-85℃，保温反应15-35min，得到缩合液；
9、在缩合液中加入含硼硅倍半氧烷混合，得到混合液；将所述混合液依次进行旋转蒸发和固化，得到所述改性酚醛树脂。
10、通过采用上述技术方案，采用硼源和硅烷对硅倍半氧烷进行改性，得到具有硼硅氧烷侧基(si-o-b)的笼型倍半硅氧烷(poss)，相比于三硅醇poss，本申请的含硼硅倍半氧烷分子末端存在未完成反应的烷氧基、羟基的反应基团，能够与酚醛树脂结合，且能溶于酚醛树脂中，形成交联体系，具有良好的热力学性能；且本申请合成的含硼硅倍半氧烷能够在酚醛树脂中形成纳米分散，有利于应力分散，其具有的si-o-b链结构也能增加材料的韧性。
11、在一个具体的可实施方案中，所述硼源为硼酸、硼酸酯和苯硼酸中的一种或多种。
12、在一个具体的可实施方案中，所述硼源、硅烷和硅倍半氧烷的摩尔比为(0.1-10)：1：(0.1-5)。
13、通过采用上述技术方案，硼源的酯基或羟基与硅倍半氧烷的羟基缩合，形成b-o-si键，并且硼源的酯基或羟基与硅烷的烷氧基发生缩合，形成b-o-si键；同时硅烷与硅烷之间发生缩合，形成si-o-si键，三种反应共同作用，通过优化硼源、硅烷和硅倍半氧烷的摩尔比，使形成含硼硅倍半氧烷与酚醛树脂的结合性更好，进一步提高了酚醛树脂的耐热性。
14、在一个具体的可实施方案中，所述酚类化合物、醛类化合物和含硼硅倍半氧烷的质量比为1：(0.3-0.4)：(2.5-3.5)；所述酚类化合物为苯酚、双酚a、双酚f、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、1,4-苯二酚和1,3,5-苯三酚中的一种或多种；所述醛类化合物为甲醛溶液、多聚甲醛、糠醛中的一种或多种。
15、在一个具体的可实施方案中，所述固化包括依次进行的第一保温阶段、第二保温阶段、第三保温阶段、第四保温阶段、第五保温阶段和降温阶段；所述第一保温阶段的温度为60-90℃，时间为1-2h；所述第二保温阶段的温度为90-110℃，时间为1-2h；所述第三保温阶段的温度为110-130℃，时间为1-2h；所述第四保温阶段的温度为130-150℃，时间为1-2h；所述第五保温阶段的温度为150-180℃，时间为3-4h；所述降温阶段由第五保温阶段降温至室温。
16、通过采用上述技术方案，第一保温阶段的作用是进一步除去体系中的有机溶剂；第二保温阶段的作用是预固化酚醛树脂，在这一阶段酚醛树脂进行预交联；第三保温阶段的作用是固化阶段，在这一阶段发生含硼硅倍半氧烷与酚醛树脂之间的反应以及酚醛树脂的固化；第四保温阶段是后固化阶段，酚醛树脂在这一阶段进一步交联反应；第五保温阶段，酚醛树脂中残余的未反应基团交联聚合参与反应；降温阶段用于减少材料由于温度降低所产生的内应力。
17、在一个具体的可实施方案中，所述光敏剂为2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮和2,1,5-重氮萘醌磺酰氯的酯化物或2,2,4,4’-四羟基二苯甲酮和2,1,5-重氮萘醌磺酰氯的酯化物。
18、在一个具体的可实施方案中，所述有机硅流平剂为聚二甲基硅氧烷、硅油中的一种或两种。
19、在一个具体的可实施方案中，所述有机溶剂为乳酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚中的一种或多种。
20、第二方面，本申请提供的一种正性光刻胶的制备方法，采用如下的技术方案：
21、一种正性光刻胶的制备方法，包括以下步骤：
22、将改性酚醛树脂、光敏剂、有机硅流平剂和有机溶剂搅拌混合均匀，过滤，得到正性光刻胶。
23、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，具有较好的分辨率和抗刻蚀性能。
24、综上所述，本申请具有以下有益效果：
25、1、本申请采用将硼元素引入硅倍半氧烷中，将硅倍半氧烷优异的耐热性与硼元素优异的热稳定性相结合，使得含硼硅倍半氧烷具有优异的耐热性和热稳定性；进而通过含硼硅倍半氧烷对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正性光刻胶，其特征在于：包括以下重量份的原料：改性酚醛树脂10-30份、光敏剂1-5份、有机硅流平剂0.1-0.3份和有机溶剂40-70份；所述改性酚醛树脂为酚醛树脂经含硼硅倍半氧烷改性得到。
2.根据权利要求1所述的正性光刻胶，其特征在于：所述改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的正性光刻胶，其特征在于：所述硼源为硼酸、硼酸酯和苯硼酸中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的正性光刻胶，其特征在于：所述硼源、硅烷和硅倍半氧烷的摩尔比为（0.1-10）：1：（0.1-5）。
5.根据权利要求2所述的正性光刻胶，其特征在于：所述酚类化合物、醛类化合物和含硼硅倍半氧烷的质量比为1：（0.3-0.4）：（2.5-3.5）。
6.根据权利要求1所述的正性光刻胶，其特征在于：所述固化包括依次进行的第一保温阶段、第二保温阶段、第三保温阶段、第四保温阶段、第五保温阶段和降温阶段；所述第一保温阶段的温度为60-90℃，时间为1-2h；所述第二保温阶段的温度为90-110℃，时间为1-2h；所述第三保温阶
7.根据权利要求1所述的正性光刻胶，其特征在于：所述光敏剂为2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮和2,1,5-重氮萘醌磺酰氯的酯化物或2,2,4,4’-四羟基二苯甲酮和2,1,5-重氮萘醌磺酰氯的酯化物。
8.根据权利要求1所述的正性光刻胶，其特征在于：所述有机硅流平剂为聚二甲基硅氧烷、硅油中的一种或两种。
9.根据权利要求1所述的正性光刻胶，其特征在于：所述有机溶剂为乳酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚中的一种或多种。
10.权利要求1-9任意一项所述的正性光刻胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种正性光刻胶，其特征在于：包括以下重量份的原料：改性酚醛树脂10-30份、光敏剂1-5份、有机硅流平剂0.1-0.3份和有机溶剂40-70份；所述改性酚醛树脂为酚醛树脂经含硼硅倍半氧烷改性得到。
2.根据权利要求1所述的正性光刻胶，其特征在于：所述改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的正性光刻胶，其特征在于：所述硼源为硼酸、硼酸酯和苯硼酸中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的正性光刻胶，其特征在于：所述硼源、硅烷和硅倍半氧烷的摩尔比为（0.1-10）：1：（0.1-5）。
5.根据权利要求2所述的正性光刻胶，其特征在于：所述酚类化合物、醛类化合物和含硼硅倍半氧烷的质量比为1：（0.3-0.4）：（2.5-3.5）。
6.根据权利要求1所述的正性光刻胶，其特征在于：所述固化包括依次进行的第一保温阶段、第二保温阶段、第三保温阶段、第四保温阶段、第五保温阶段和降温阶段；所述第一保温阶段的温度为60-90℃，时...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐亮，郑祥飞，季昌彬，张春，陈韦帆，
申请(专利权)人：瑞红苏州电子化学品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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