CN108089404B - 一种无机光刻胶组合物图案化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无机光刻胶组合物图案化的方法，采用光源对光刻胶组合物进行图案化；其中，所述光源为波长为250‑2500nm范围的紫外‑可见‑近红外光源；所述无机光刻胶组合物为氢倍半硅氧烷。当所述无机光刻胶组合物曝光时，光与物质的非线性相互作用引起HSQ的交联，交联后的氢倍半硅氧烷HSQ在显影液中不溶解，而未发生交联的HSQ则会溶解在显影液中，从而形成特定的光刻胶图案。这种利用紫外、可见及近红外光曝光实现无机光刻胶HSQ图案化的方法可以应用在微电子技术领域。

Description

一种无机光刻胶组合物图案化的方法

技术领域

本发明涉及微电子技术领域。更具体地，涉及一种无机光刻胶组合物图案化的方法。

背景技术

光刻胶，又叫光致抗蚀剂，是一类光敏性物质，利用其曝光前后在显影液中的溶解性差异，可以得到预先设计的精细结构。利用光刻胶进行微纳结构的加工，是制造半导体器件如超大规模集成电路至关重要的一个环节。传统的高分辨率电子束光刻胶聚甲基丙烯酸甲酯是一种具有高分辨率的正性光刻胶，虽然分辨率较高，但是灵敏度较低，在高温下胶易流动。

HSQ是Dow Corning公司开发的一种无机光刻胶，主要成分是氢倍半硅氧烷。HSQ经过电子束、极紫外光、X射线等光源曝光后，生成非晶态的氧化硅，可以直接加工有用的结构。HSQ具有极高的加工分辨率(最高可以达到10纳米以下)，良好的高温性能，尤其是曝光后的结构经过高温处理后其介电常数可达2.2，在超大规模集成电路中有很好的应用前景。

尽管HSQ以其诸多优点而被广泛应用于微电子技术领域，但是它只对157纳米以下波长的光源具有敏感性能够进行图案化，而对紫外-可见-近红外波段的光是不响应的，这大大限制了它的应用。HSQ的光学响应性是由其分子的本征吸收特性所决定的，真空光谱显示HSQ的吸收边截止在250纳米附近，波长更长的光不能被HSQ吸收，从而导致其对紫外、可见及近红外光均不具备光敏感性。

因此，需要提供一种利用紫外、可见及近红外光对含HSQ无机光刻胶进行图案化的方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种无机光刻胶组合物图案化的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种无机光刻胶组合物。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种无机光刻胶组合物实现图案化的方法，包括如下步骤：

采用光源对光刻胶组合物进行图案化；其中，

所述光源为波长为250～2500nm的紫外-可见-近红外光源；所述无机光刻胶组合物为氢倍半硅氧烷。本发明提出利用光与物质的非线性相互作用原理，通过高能量密度光子束与氢倍半硅氧烷HSQ之间的多光子吸收作用产生的“雪崩电离”效应，直接引起HSQ的化学键断裂，从而诱导分子间的交联反应，交联后的HSQ在显影液中不溶解，而未发生交联的HSQ则会溶解在显影液中，最终形成特定的光刻胶图案。本发明突破了前人提出的HSQ无法使用紫外、可见及近红外光进行光刻图案化的局限，增加了利用HSQ进行图案化的普适性。

优选地，所述光源选自波长范围为250≤λ<400nm的紫外光、波长范围为400≤λ<780nm的可见光、和波长范围为780≤λ<2500nm的近红外光中的一种或多种。

优选地，所述光源由激光、汞灯、LED灯、卤钨灯或氙灯提供。本领域技术人员应当理解的是，此处所述光源的来源是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围，本领域技术人员可根据使用的光刻胶组合物以及实际需要进行不同光源的选择。

优选地，所述激光是脉冲宽度为10～300飞秒的飞秒激光、0.3～800皮秒的皮秒激光或者0.8～80纳秒的纳秒激光。

优选地，所述激光是重复频率为1000Hz～150MHz的飞秒激光、25KHz～150MHz的皮秒激光或者1Hz～100kHz的纳秒激光。

优选地，所述激光的波长调节范围为250～2500nm。

优选地，所述无机光刻胶组合物还包括光引发剂和溶剂；所述光引发剂为光致产酸剂和/或自由基光引发剂。本发明通过在无机光刻胶组合物引入光引发剂，这些光引发剂与高能量密度光子束发生多光子吸收，这种光与物质的非线性相互作用引起光引发剂的光致分解，产生的光活性物质与HSQ发生化学反应，从而引起氢倍半硅氧烷HSQ的交联，通过显影形成特定的光刻胶图案。添加光引发剂的无机光刻胶组合物，由于HSQ的“雪崩电离”和光引发剂的分解产生光活性物质协同作用的结果，使得体系发生交联反应形成图案化所需的阈值能量大大降低，同时图案的分辨率显著提高。

优选地，所述方法具体包括如下步骤：在基底上施加无机光刻胶组合物，烘烤去除溶剂形成无机光刻胶薄膜，在光源下对无机光刻胶薄膜进行曝光，对曝光后的无机光刻胶薄膜进行显影，从而得到无机光刻胶图案。本发明中的无机光刻胶组合物涂层曝光时，光与物质的非线性相互作用导致氢倍半硅氧烷HSQ直接发生交联反应，对于添加了光引发剂的无机光刻胶组合物，光引发剂曝光产生光活性物质，这些光活性物质与氢倍半硅氧烷HSQ发生化学反应引起后者的交联。交联后的氢倍半硅氧烷HSQ在显影液中不溶解，而未发生交联的HSQ则会溶解在显影液中，从而形成特定的光刻胶图案。因此，光与物质的非线性相互作用赋予HSQ对于紫外、可见及近红外光的光敏感性，而添加光引发剂进一步降低图案化所需的曝光能量，并提高图案化的加工分辨率。

优选地，所述基底可以具有任何大小和形状，并且优选可用于光刻的基底，如硅、二氧化硅、在绝缘体上的硅(SOI)、应变硅、砷化镓、涂覆的基底，包括涂有氮化硅、氮氧化硅、氮化钛、氮化钽、超薄栅氧化层(例如二氧化铪)、金属或金属涂覆的基底，包括涂有钛、钽、铜、铝、钨、其合金和其组合物的基底。

优选地，所述施加过程可通过任何合适的方法完成，包括旋涂、喷涂、浸涂、刮胶等等。优选使用涂覆轨迹方法，旋涂光刻胶(在溶剂中)，其中光刻胶分配在旋转基底上，由此完成施加光刻胶层。在分配期间，旋转速度可以最高达4000rpm，优选大约500至3000rpm，且更优选1000至2500rpm。

优选地，所述烘烤温度为30～180℃；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，例如，所述烘烤温度为30～170℃、30～160℃、30～150℃、30～140℃、30～130℃、30～120℃、30～110℃、30～100℃、30～90℃、30～80℃、30～70℃、30～60℃、30～50℃、30～40℃、40～180℃、50～170℃、50～160℃、50～150℃、50～140℃、50～130℃、50～120℃、60～110℃、70～100℃、80～90℃等；更优选地，所述烘烤温度为50～120℃。

优选地，用合适显影剂处理曝光层，使曝光的光刻胶层显影，这种显影剂能够选择性除去膜的曝光部分，或除去膜的未曝光的部分。

优选地，所述显影剂为四甲基氢氧化铵、三甲基-2-羟乙基氢氧化铵、氢氧化钠或氢氧化钾等化合物的水溶液。更优选地，所述显影剂为0.26mol/L的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液。

本发明还提供了一种无机光刻胶组合物，包括：氢倍半硅氧烷、溶剂和或光引发剂。本发明的溶剂用于溶解氢倍半硅氧烷和光引发剂。

优选地，按质量百分比计，所述氢倍半硅氧烷的添加量占无机光刻胶组合物总量的1～10wt％；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，例如，所述氢倍半硅氧烷的添加量占无机光刻胶组合物总量的1～10wt％、1～8wt％、1～7wt％、1～6wt％、2～9wt％、2～8wt％、2～7wt％、2～6wt％、6～10wt％、7～10wt％、8～10wt％、6～9wt％、7～8wt％等，更优选地，所述氢倍半硅氧烷的添加量占无机光刻胶组合物总量的2～6wt％。

优选地，按质量百分比计，所述光引发剂的添加量占无机光刻胶组合物总量的0.01～5wt％；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，例如，所述光引发剂的添加量占无机光刻胶组合物总量的0.01～4wt％、0.01～3wt％、0.01～2wt％、0.01～1wt％、0.01～0.5wt％、0.01～0.2wt％、0.5～4wt％、0.5～3wt％、0.5～2wt％、0.5～1wt％、1～4wt％、1～3wt％、1～2wt％等；更优选地，所述光引发剂的添加量占无机光刻胶组合物总量的0.5～2wt％。

优选地，按质量百分比计，所述溶剂的添加量占无机光刻胶组合物总量的85～98.9wt％；进一步地，在本发明的某些具体实施方式中，例如，所述溶剂的添加量占无机光刻胶组合物总量的85～98wt％、85～97.5wt％、88～97.5wt％、89～97.5wt％、90～97.5wt％、91～97.5wt％、92～97.5wt％、93～97wt％、94～97wt％、95～97wt％、96～97wt％、85～92wt％、86～91wt％、87～90wt％、88～89wt％、93～96wt％、94～95wt％等；更优选地，所述溶剂的添加量占无机光刻胶组合物总量的92～97.5wt％。

优选地，所述光引发剂为光致产酸剂和/或自由基光引发剂。

优选地，所述光致产酸剂为能够受辐照产生酸且具有较好热稳定性的光致产酸剂。本发明的光刻胶组合物包含的光引发剂可以是至少一种光致产酸剂，在暴露于曝光源时，光致产酸剂产生引发氢倍半硅氧烷交联反应的活性物质。

优选地，所述光致产酸剂包括但不限于以下光致产酸剂：含有三氟甲磺酸三苯基硫的苯基硫类、含有二苯基碘鎓六氟磷酸盐的鎓盐类、含有双(对甲苯磺酰基)重氮甲烷的重氮甲烷类光致产酸剂、以及含有至少一种上述光致产酸剂的组合。更优选地，所述光致产酸剂包括但不限于以下光致产酸剂：三氟甲磺酸三苯基硫，全氟丁磺酸三苯基硫、全氟戊磺酸三苯基硫、全氟辛磺酸三苯基硫、六锑酸三苯基硫、六氟砷酸三苯基硫、六氟磷酸三苯基硫、溴化三苯基硫、氯化三苯基硫、碘化三苯基硫、氯化二苯基乙基硫、三氟甲磺酸二苯基碘鎓盐、全氟丁磺酸二苯基碘鎓盐、全氟戊磺酸二苯基碘鎓盐、全氟辛磺酸二苯基碘鎓盐、六氟锑酸二苯基碘鎓盐、六氟锑酸二苯基碘鎓盐、双(叔丁基苯基)三氟甲磺酸二苯基碘鎓盐、双(对甲苯磺酰基)重氮甲烷、甲磺酰基对甲苯磺酰基重氮甲烷、二(环己基磺酰基)重氮甲烷、以及含有至少一种上述光致产酸剂的组合。

优选地，所述自由基光引发剂为能够受辐照产生自由基且具有较好热稳定性的光引发剂。本发明的光刻胶组合物包含的光引发剂可以是至少一种自由基光引发剂，在暴露于曝光源时，自由基光引发剂产生引发氢倍半硅氧烷交联反应的活性物质。

优选地，所述自由基光引发剂包括但不限于以下自由基光引发剂：含有偶苯酰的酮类、含有苯甲酰甲酸酯的酯类、含有异丙基硫杂蒽酮的蒽酮类等自由基光引发剂、以及含有至少一种上述自由基光引发剂的组合。更优选地，所述自由基光引发剂包括但并不限于以下自由基光引发剂：偶苯酰、二甲基苯偶酰缩酮、羟烷基芳酮、二烷氧基苯乙酮、1-羟基-环己基苯酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰膦酸二乙酯、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、二苯甲酮、苯甲酰甲酸酯、4-对甲基巯基二苯甲酮、4-苯甲酰基苯甲酸特丁过氧酯、双苯甲酰基苯基氧化膦、2，4-二乙基硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、2-乙基蒽醌、7-甲氧基-3-酮基香豆素、以及含有至少一种上述自由基光引发剂的组合。

优选地，所述溶剂包括但并不限于以下溶剂：甲基异丁酮、丙二醇甲醚醋酸酯、环戊酮、环己酮、乳酸乙酯、乙二醇一甲醚、醋酸丁酯、2-乙氧基乙醇、二(乙二醇)二乙醚、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、以及含有至少一种上述溶剂的组合。本发明中所述溶剂对氢倍半硅氧烷和光致产酸剂具有较好的溶解性，而且具备适当的挥发性以便于在前烘烤时溶剂的去除。

本发明还提供了一种无机光刻胶组合物的制备方法，包括如下步骤：在暗室中将氢倍半硅氧烷、光引发剂和溶剂按比例搅拌混合均匀，用过滤装置进行过滤除去杂质后得到无机光刻胶组合物。

优选地，所述过滤装置为孔径0.22～0.45微米的滤膜。

如何令无机光刻胶HSQ对紫外、可见及近红外波段的光具备光敏感性，实现图案化，是本发明克服的首要技术问题。为了克服上述技术问题，本发明利用光与物质的非线性相互作用原理，在无机光刻胶HSQ暴露于光源时，通过多光子吸收引起HSQ化学键断裂和交联反应的发生，从而赋予其光敏感性。在此基础上，通过向无机光刻胶HSQ中加入光引发剂，在暴露于曝光源时，光引发剂产生引发氢倍半硅氧烷交联反应的活性物质，从而令无机光刻胶在紫外、可见以及近红外波段具有了更强的光敏感性，可以进行图案化。

另外，如无特殊说明，本发明中所用原料均可通过市售商购获得，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过光刻的方法对HSQ及其组合物进行图案化，突破了前人提出的HSQ无法使用紫外、可见及近红外光进行光刻图案化的局限，增加了利用HSQ进行图案化的普适性。更进一步，交联后的HSQ经过热处理可以转化成硅氧化物，具有低k值、耐高温、透明等特点，这将在特种微器件、功能半导体器件等的制备中发挥重要作用，具有广泛的应用效果。

2、本发明的无机光刻胶组合物中进一步包含光引发剂，光引发剂曝光产生光活性物质，这些光活性物质与氢倍半硅氧烷HSQ发生化学反应引起后者的交联。交联后的氢倍半硅氧烷HSQ在显影液中不溶解，而未发生交联的HSQ则会溶解在显影液中，从而形成特定的光刻胶图案。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明实施例1中用780nm飞秒激光曝光玻璃基底上不含光引发剂的HSQ光刻胶薄膜形成的线条图案扫描电镜图。

图2示出本发明实施例2中用780nm飞秒激光曝光硅基底上不含光引发剂的HSQ光刻胶薄膜形成的线条图案扫描电镜图。

图3示出本发明实施例3中用780nm飞秒激光曝光玻璃基底上含光产酸剂二苯基碘鎓六氟磷酸盐的HSQ光刻胶组合物薄膜形成的线条图案扫描电镜图。

图4示出本发明实施例4中用400nm飞秒激光曝光玻璃基底上含光产酸剂二苯基碘鎓六氟磷酸盐的HSQ光刻胶组合物薄膜形成的线条图案扫描电镜图。

图5示出本发明实施例5中用400nm飞秒激光曝光玻璃基底上含光产酸剂二苯基碘鎓六氟磷酸盐的HSQ光刻胶组合物薄膜形成的线条图案扫描电镜图。

图6示出本发明实施例6中用780nm飞秒激光曝光玻璃基底上含光引发剂偶苯酰的HSQ光刻胶组合物薄膜形成的线条图案扫描电镜图。

图7示出本发明实施例7中用780nm飞秒激光曝光玻璃基底上含光引发剂Irgacure184的HSQ光刻胶组合物薄膜形成的线条图案扫描电镜图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

一种无机光刻胶组合物的图案化方法，包括如下步骤：

A)在玻璃基底上滴加适量的无机光刻胶HSQ，以500转/分钟5秒钟和4000转/分钟60秒钟的转速旋涂得到光刻胶薄膜。

B)将所得光刻胶薄膜在50℃的热板上烘烤10分钟，随后升温到100℃烘烤3分钟，得到透明的光刻胶薄膜。

C)利用780nm的飞秒激光对该光刻胶薄膜进行激光直写曝光，形成的线条结构如图1所示，曝光后的光刻胶薄膜使用0.26mol/L的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液显影60秒，去离子水清洗并干燥，得到光刻胶图案，从图1所示光刻胶图案中可以看出，本发明的光刻胶图案的最细宽度130nm，具有很好的分辨率和对比度，同时具有较低的线边缘粗糙度。

实施例2

一种无机光刻胶组合物的图案化方法，包括如下步骤：

A)在硅基底上滴加适量的无机光刻胶HSQ，以500转/分钟5秒钟和4000转/分钟60秒钟的转速旋涂得到光刻胶薄膜。

B)将所得光刻胶薄膜在50℃的热板上烘烤10分钟，随后升温到100℃烘烤3分钟，得到透明的光刻胶薄膜。

C)利用780nm的飞秒激光对该光刻胶薄膜进行激光直写曝光，形成的线条结构如图2所示，曝光后的光刻胶薄膜使用0.26mol/L的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液显影60秒，去离子水清洗并干燥，得到光刻胶图案，从图2所示光刻胶图案中可以看出，本发明的光刻胶图案的最细宽度为327nm，具有较好的分辨率和对比度，同时具有较低的线边缘粗糙度。

实施例3

一种无机光刻胶组合物的制备及其图案化，包括如下步骤：

1)向1mL的HSQ中加入溶解了15mg光产酸剂二苯基碘鎓六氟磷酸盐的甲基异丁基酮0.2mL，体系在避光条件下得到光刻胶溶液。

2)将该光刻胶溶液用0.22μm孔径的滤膜过滤3次以除去杂质，得到光刻胶组合物P。

将制得的光刻胶组合物P用于光刻胶图案化，包括如下步骤：

A)在玻璃基底上滴加适量的光刻胶组合物P，以500转/分钟5秒钟和4000转/分钟60秒钟的转速旋涂得到成膜性能良好的光刻胶薄膜。

B)将所得光刻胶薄膜在50℃的热板上烘烤10分钟，随后升温到100℃烘烤3分钟，得到成膜性能良好的透明的光刻胶薄膜。

C)利用780nm的飞秒激光对该光刻胶薄膜进行激光直写曝光，形成的线条结构如图3所示，曝光后的光刻胶薄膜使用0.26mol/L的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液显影60秒，去离子水清洗并干燥，得到光刻胶图案，从图3所示光刻胶图案中可以看出，本发明得到的光刻胶图案的最细宽度为264nm，具有较好的分辨率和对比度，同时激光直写阈值能量仅为单纯HSQ的1/4左右。

实施例4

一种无机光刻胶组合物的制备及其图案化，包括如下步骤：

1)向1mL的HSQ中溶解了9mg光产酸剂二苯基碘鎓六氟磷酸盐的甲基异丁基酮0.2mL，体系在避光条件下得到光刻胶溶液。

2)将该光刻胶溶液用0.22μm孔径的滤膜过滤3次以除去杂质，得到光刻胶组合物P。

将制得的光刻胶组合物P用于光刻胶图案化，包括如下步骤：

A)在玻璃基底上滴加适量的光刻胶组合物P，以500转/分钟5秒钟和4000转/分钟60秒钟的转速旋涂得到成膜性能良好的光刻胶薄膜。

B)将所得光刻胶薄膜在50℃的热板上烘烤10分钟，随后升温到100℃烘烤3分钟，得到成膜性能良好的透明的光刻胶薄膜。

C)利用400nm的飞秒激光对该光刻胶薄膜进行激光直写曝光，形成的线条结构如图4所示，曝光后的光刻胶薄膜使用0.26mol/L的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液显影60秒，去离子水清洗并干燥，得到光刻胶图案，从图4所示光刻胶图案中可以看出，本发明的光刻胶图案的宽度107nm，具有很好的分辨率和对比度，同时激光直写阈值能量仅为单纯HSQ的1/4左右。

实施例5

一种无机光刻胶组合物的制备及其图案化，包括如下步骤：

1)向1mL的HSQ中溶解了11mg光产酸剂二苯基碘鎓六氟磷酸盐的甲基异丁基酮0.2mL，体系在避光条件下得到光刻胶溶液。

2)将该光刻胶溶液用0.22μm孔径的滤膜过滤3次以除去杂质，得到光刻胶组合物P。

将制得的光刻胶组合物P用于光刻胶图案化，包括如下步骤：

A)在玻璃基底上滴加适量的光刻胶组合物P，以500转/分钟5秒钟和4000转/分钟60秒钟的转速旋涂得到成膜性能良好的光刻胶薄膜。

B)将所得光刻胶薄膜在50℃的热板上烘烤10分钟，随后升温到100℃烘烤3分钟，得到成膜性能良好的透明的光刻胶薄膜。

C)利用400nm的飞秒激光对该光刻胶薄膜进行激光直写曝光，形成的线条结构如图5所示，曝光后的光刻胶薄膜使用0.26mol/L的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液显影60秒，去离子水清洗并干燥，得到光刻胶图案。从图5所示光刻胶图案中可以看出，本发明的光刻胶图案的宽度297nm，具有较好的分辨率和对比度，同时激光直写阈值能量仅为单纯HSQ的1/4左右。

实施例6

一种无机光刻胶组合物的制备及其图案化，包括如下步骤：

1)向1mL的HSQ中溶解了5mg自由基光引发剂偶苯酰的甲基异丁基酮0.2mL，体系在避光条件下得到光刻胶溶液。

2)将该光刻胶溶液用0.22μm孔径的滤膜过滤3次以除去杂质，得到光刻胶组合物P。

将制得的光刻胶组合物P用于光刻胶图案化，包括如下步骤：

A)在玻璃基底上滴加适量的光刻胶组合物P，以500转/分钟5秒钟和4000转/分钟60秒钟的转速旋涂得到成膜性能良好的光刻胶薄膜。

B)将所得光刻胶薄膜在50℃的热板上烘烤10分钟，随后升温到100℃烘烤3分钟，得到成膜性能良好的透明的光刻胶薄膜。

C)利用780nm的飞秒激光对该光刻胶薄膜进行激光直写曝光，形成的线条结构如图6所示，曝光后的光刻胶薄膜使用0.26mol/L的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液显影60秒，去离子水清洗并干燥，得到光刻胶图案。从图6所示光刻胶图案中可以看出，本发明的光刻胶图案的最细宽度110nm，具有很好的分辨率和对比度和较低的线边缘粗糙度，同时激光直写阈值能量仅为单纯HSQ的1/3左右。

实施例7

一种无机光刻胶组合物的制备及其图案化，包括如下步骤：

1)向1mL的HSQ中溶解了5.5mg自由基光引发剂Irgacure184的甲基异丁基酮0.2mL，体系在避光条件下得到光刻胶溶液。

2)将该光刻胶溶液用0.22μm孔径的滤膜过滤3次以除去杂质，得到光刻胶组合物P。

将制得的光刻胶组合物P用于光刻胶图案化，包括如下步骤：

A)在玻璃基底上滴加适量的光刻胶组合物P，以500转/分钟5秒钟和4000转/分钟60秒钟的转速旋涂得到成膜性能良好的光刻胶薄膜。

B)将所得光刻胶薄膜在50℃的热板上烘烤10分钟，随后升温到100℃烘烤3分钟，得到成膜性能良好的透明的光刻胶薄膜。

C)利用780nm的飞秒激光对该光刻胶薄膜进行激光直写曝光，形成的线条结构如图7所示，曝光后的光刻胶薄膜使用0.26mol/L的四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液显影60秒，去离子水清洗并干燥，得到光刻胶图案。从图7所示光刻胶图案中可以看出，本发明的光刻胶图案的最细宽度140nm，具有很好的分辨率、对比度和很低的线边缘粗糙度，同时激光直写阈值能量仅为单纯HSQ的1/3左右。

实施例8～14及对比例1～2

测定光引发剂的种类对光刻胶图案化的影响，即方法步骤同实施例3，不同之处仅在于改变光引发剂的种类，如表1所示：

表1实施例8～14及对比例1～2的测试结果

结果表明：相对于不添加光引发剂(光产酸剂和或自由基光引发剂)或者其他常用添加剂的体系，添加了光引发剂的体系激光曝光产生图案化所需要的阈值能量明显降低，后者仅为前者的1/4左右。曝光能量的降低，不仅降低了对光源设备的要求，而且降低了高强度激光对基底的破坏，从而有利于构筑的器件，尤其是半导体器件的性能提高。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种无机光刻胶组合物图案化的方法，其特征在于，采用光源对光刻胶组合物进行图案化；其中，

所述光源为波长为250～2500nm的光；所述无机光刻胶组合物包括氢倍半硅氧烷；

所述光源由激光提供；

所述激光为：脉冲宽度是10～300飞秒，重复频率是1000Hz～150MHz的飞秒激光；脉冲宽度是0.3～800皮秒，重复频率是25KHz～150MHz的皮秒激光；或者脉冲宽度是0.8～80纳秒、重复频率是1Hz～100kHz的纳秒激光。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光源选自波长范围为250≤λ<400nm的紫外光、波长范围为400≤λ<780nm的可见光、和波长范围为780≤λ<2500nm的近红外光中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机光刻胶组合物还包括光引发剂和溶剂；其中，按质量百分比计，所述氢倍半硅氧烷的添加量占无机光刻胶组合物总量的1～10wt％；所述光引发剂的添加量占无机光刻胶组合物总量的0.01～5wt％；所述溶剂的添加量占无机光刻胶组合物总量的85～98.9wt％。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光引发剂包括光致产酸剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述光致产酸剂选自含有三氟甲磺酸三苯基硫的苯基硫类、含有二苯基碘鎓六氟磷酸盐的鎓盐类和含有双(对甲苯磺酰基)重氮甲烷的重氮甲烷类光致产酸剂中的一种或多种。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述光引发剂包括自由基光引发剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述自由基光引发剂选自含有偶苯酰的酮类、含有苯甲酰甲酸酯的酯类和含有异丙基硫杂蒽酮的蒽酮类的自由基光引发剂中的一种或多种。

8.一种无机光刻胶组合物，其特征在于，所述无机光刻胶组合物包括氢倍半硅氧烷、光引发剂和溶剂；所述光引发剂为光致产酸剂和/或自由基光引发剂。

9.一种如权利要求8所述的无机光刻胶组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在暗室中将氢倍半硅氧烷、光引发剂和溶剂按比例搅拌混合均匀，过滤后得到无机光刻胶组合物。

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