CN117872678A - 感光性树脂组合物、感光性元件及层叠体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了感光性树脂组合物、感光性元件及层叠体的制造方法，属于电路制造材料技术领域，一种感光性树脂组合物由以下重量份的原料组成：重氮萘醌10‑25份、线性酚醛树脂28‑35份、三甲基硅烷基纤维素8‑10份、β‑双烯酮亚胺配体15‑20份、三甲基氰硅烷10‑12份、溶剂20‑35份。本发明的感光性树脂组合物能够提高感光性树脂组合物和覆铜层叠板的铜箔黏附紧密，为提高后续光刻的质量。
Description
技术领域
本发明涉及电路制造材料技术领域，具体涉及感光性树脂组合物、感光性元件及层叠体的制造方法。
背景技术
光刻的原理是在硅片表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶，再用光线(一般是紫外光、深紫外光、极紫外光)透过掩模照射在硅片表面，被光线照射到的光刻胶会发生反应。此后用特定溶剂洗去被照射/未被照射的光刻胶，就实现了电路图从掩模到硅片的转移。光刻完成后对没有光刻胶保护的硅片部分进行刻蚀，最后洗去剩余光刻胶，就实现了半导体器件在硅片表面的构建过程。
光刻分为正性光刻和负性光刻两种基本工艺，区别在于两者使用的光刻胶的类型不同。负性光刻使用的光刻胶在曝光后会因为交联而变得不可溶解，并会硬化，不会被溶剂洗掉，从而该部分硅片不会在后续流程中被腐蚀掉，负性光刻光刻胶上的图形与掩模版上图形相反。
在显影过程中，如果显影液渗透到光刻胶中，光刻胶的体积就会膨胀，这将导致图形尺寸发生变化。这种膨胀现象主要发生在负光刻胶中。由于负光刻胶存在膨胀现象，对于光刻小于3um图形的情况，基本使用正光刻胶来代替负光刻胶。正光刻胶的分子量通常都比较低，在显影液中的溶解机制与负光刻胶不同，所以正光刻胶几乎不会发生膨胀，因而正光刻胶的分辨率就高于负光刻胶。
在线路板生产工艺中，光刻也是至关重要的一个工艺环节，而涂胶工艺的好坏，直接影响到光刻的质量。然而在涂胶工艺中，所用到的光刻胶绝大多数是疏水的，而铜箔表面表面是亲水的，如果在覆铜层叠板的铜箔表面直接涂胶的话，势必会造成光刻胶和铜箔表面的粘合性较差，甚至造成局部的间隙或气泡，涂胶厚度和均匀性都受到了影响，从而影响了光刻效果和显影。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种感光性树脂组合物，能够提高感光性树脂组合物和覆铜层叠板的铜箔黏附紧密，为提高后续光刻的质量。
本发明的目的之二在于提供一种感光性元件。
本发明的目的之三在于提供一种层叠体的制造方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种感光性树脂组合物，以重量份数计，由如下组分组成，重氮萘醌10-25份、线性酚醛树脂28-35份、三甲基硅烷基纤维素8-10份、β-双烯酮亚胺配体15-20份、三甲基氰硅烷10-12份、溶剂20-35份。
进一步地，所述β-双烯酮亚胺配体具有如下结构：
其中，R1为H、苯基、硝基、卤素原子中的一种；R2为H、甲基中的一种；R3为甲基、乙基、异丙基中的一种；R4为H、甲基中的一种。
进一步地，所述溶剂为丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、环己酮、丙二醇单甲醚、乙酰丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二乙二醇单甲醚和二乙二醇二甲醚中的一种或几种的混合物。
一种感光性树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照配方量将氮萘醌、线性酚醛树脂、三甲基硅烷基纤维素、β-双烯酮亚胺配体、三甲基氰硅烷溶解在溶剂中，搅拌均匀，得到所述一种感光性树脂组合物。
本发明的目的之二提供一种感光性元件，包括支承体及在所述支承体上层叠有由上述任一项所述的感光性树脂组合物构成的膜厚为8～18μm的抗蚀剂膜。
本发明的目的之三提供一种层叠体的制造方法，包括：在所述支承体上使用上述任一项所述的感光性树脂组合物形成膜厚为8～18μm的抗蚀剂膜的工序；选择性地曝光所述抗蚀剂膜的工序；以及将所述抗蚀剂膜碱性显影而形成抗蚀剂图案的工序；将显影后的所述支承体烘干后进行刻蚀；用去胶液去除所述支承体上残留的所述感光性树脂组合物即可。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种感光性树脂组合物，感光性树脂组合物含有三甲基硅烷基纤维素，三甲基硅烷基纤维素是一种疏水的酸不稳定的纤维素衍生物，带有三甲基硅烷基的基团能够和铜层叠板的铜箔表面相互作用，铜箔表面表现出疏水性，能够提高感光性树脂组合物和覆铜层叠板的铜箔黏附紧密，为提高后续光刻的质量；而β-双烯酮亚胺配体，能够和覆铜层叠板的铜箔表面铜原子形成配位化合物，并且三甲基氰硅烷带有的腈基结构可以增加线性酚醛树脂与铜层叠板的铜箔表面的作用力，增加黏附性，且腈基与硅烷偶联剂不同，不会与基材表面分子形成化学键，因此在显影过程中可轻松去除感光性树脂组合物，不会产生残留。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
以下实施例所使用的原料来源如下：
三甲基硅烷基纤维素(TMSC(Mw＝185000g/mol，多分散性指数＝6.1，采用氯仿粒径排除色谱法测定，DSTMS值为2.8)购自德国TITK集团。
实施例1
本实施例提供一种感光性树脂组合物，以重量份数计，由如下组分组成，重氮萘醌15份、线性酚醛树脂32份、三甲基硅烷基纤维素8份、β-双烯酮亚胺配体20份、三甲基氰硅烷10份、乙酸乙酯溶剂28份。
β-双烯酮亚胺配体能够和覆铜层叠板的铜箔表面铜原子形成配位化合物，过程如下：
其中，R1为H、苯基、硝基、卤素原子中的一种；R2为H、甲基中的一种；
R3为甲基、乙基、异丙基中的一种；R4为H、甲基中的一种。
实施例2
本实施例提供一种感光性树脂组合物，以重量份数计，由如下组分组成，重氮萘醌10份、线性酚醛树脂35份、三甲基硅烷基纤维素9份、β-双烯酮亚胺配体18份、三甲基氰硅烷11份、丙二醇单甲醚乙酸酯溶剂35份。
实施例3
本实施例提供一种感光性树脂组合物，以重量份数计，由如下组分组成，重氮萘醌25份、线性酚醛树脂28份、三甲基硅烷基纤维素10份、β-双烯酮亚胺配体15份、三甲基氰硅烷12份、N-甲基吡咯烷酮溶剂20份。
实施例4
本实施例提供一种感光性树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
按照实施例1的配方量将氮萘醌、线性酚醛树脂、三甲基硅烷基纤维素、β-双烯酮亚胺配体、三甲基氰硅烷溶解在溶剂中，搅拌均匀，得到一种感光性树脂组合物。
本实施例提供一种层叠体的制造方法，包括：在所述支承体上使用上述任一项感光性树脂组合物形成膜厚为8～18μm的抗蚀剂膜的工序；选择性地曝光所述抗蚀剂膜的工序；以及将抗蚀剂膜碱性显影而形成抗蚀剂图案的工序；将显影后的支承体烘干后进行刻蚀；用去胶液去除支承体上残留的感光性树脂组合物即可。
对比例1
本对比例提供一种感光性树脂组合物，以重量份数计，由如下组分组成，重氮萘醌15份、线性酚醛树脂32份、β-双烯酮亚胺配体20份、三甲基氰硅烷10份、乙酸乙酯溶剂36份。
对比例2
本对比例提供一种感光性树脂组合物，以重量份数计，由如下组分组成，重氮萘醌15份、线性酚醛树脂32份、三甲基硅烷基纤维素8份、三甲基氰硅烷10份、乙酸乙酯溶剂48份。
对比例3
本对比例提供一种感光性树脂组合物，以重量份数计，由如下组分组成，重氮萘醌15份、线性酚醛树脂32份、三甲基硅烷基纤维素8份、β-双烯酮亚胺配体20份、乙酸乙酯溶剂38份。
对比例4
本对比例提供一种感光性树脂组合物，以重量份数计，由如下组分组成，重氮萘醌15份、线性酚醛树脂32份、乙酸乙酯溶剂66份。
实验例
将实施例1～3、对比例1～4提供的一种感光性树脂组合物按照实施例4的方法制造出层叠体。由于线条的线宽为90-130nm，业界无法以机械方式用设备检测测试如此细的线条性能，业界认可的唯一表征方式是：将树脂制备成光刻胶，做出的图形用扫描电镜(SEM)观察，没有看到剥离和倒胶现象，证明黏附性能良好，如果发生倒胶、剥离、线条变形现象，证明树脂无效。
实施例1～3、对比例1～4提供的一种感光性树脂组合物进行光刻，光刻出的图形用扫描电镜(SEM)观察，观察情况如下表1所示。
表1实施例1～3、对比例1～4提供的一种感光性树脂组合物的光刻的测定结果
由表1的实验结果可知，实施例1～3提供的一种感光性树脂组合物的光刻的效果很好，满足产业要求，对比例1～4提供的一种感光性树脂组合物的光刻的效果差，光刻胶图形发生变形，线条脱落，出现剥离现象，线条与覆铜层叠板的铜箔表面的黏附性差。说明使用本发明提供的一种感光性树脂组合物制备的光刻胶具有优异的黏附性，曝光区内的光刻胶没有残留，光刻图形无缺陷，提升了产品良率，光刻图形没有出现倒胶和剥离现象，与覆铜层叠板的铜箔表面黏附性好。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种感光性树脂组合物，其特征在于，以重量份数计，由如下组分组成，重氮萘醌10-25份、线性酚醛树脂28-35份、三甲基硅烷基纤维素8-10份、β-双烯酮亚胺配体15-20份、三甲基氰硅烷10-12份、溶剂20-35份。
2.如权利要求1所述的一种感光性树脂组合物，其特征在于，所述β-双烯酮亚胺配体具有如下结构：
其中，R1为H、苯基、硝基、卤素原子中的一种；R2为H、甲基中的一种；R3为甲基、乙基、异丙基中的一种；R4为H、甲基中的一种。
3.权利要求1所述的一种感光性树脂组合物，其特征在于，所述溶剂为丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、环己酮、丙二醇单甲醚、乙酰丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二乙二醇单甲醚和二乙二醇二甲醚中的一种或几种的混合物。
4.权利要求1～3任一项所述的一种感光性树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照配方量将氮萘醌、线性酚醛树脂、三甲基硅烷基纤维素、β-双烯酮亚胺配体、三甲基氰硅烷溶解在溶剂中，搅拌均匀，得到所述一种感光性树脂组合物。
5.一种感光性元件，其特征在于，包括支承体及在所述支承体上层叠有由权利要求1～3的任一项所述的感光性树脂组合物构成的膜厚为8～18μm的抗蚀剂膜。
6.一种层叠体的制造方法，其特征在于，包括：在所述支承体上使用权利要求1～3的任一项所述的感光性树脂组合物形成膜厚为8～18μm的抗蚀剂膜的工序；选择性地曝光所述抗蚀剂膜的工序；以及将所述抗蚀剂膜碱性显影而形成抗蚀剂图案的工序；将显影后的所述支承体烘干后进行刻蚀；用去胶液去除所述支承体上残留的所述感光性树脂组合物即可。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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