一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶及制备方法与流程

本发明涉及光刻胶，具体涉及一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶及制备方法。

背景技术：

1、传统的光刻胶材料主要包括负性光刻胶和正性光刻胶两大类，负性光刻胶在曝光后，曝光区域发生化学反应，溶解度降低，而非曝光区域保持原状，通过显影处理可以得到所需的图案。然而，负性光刻胶存在分辨率低、对比度差等缺点，难以满足高精度光刻的需求。负性光刻胶是一种可以实现高深宽比、高侧壁垂直度的厚度范围极宽的负性化学放大光刻胶，现在被广泛应用在mems、微流控等领域，但是此种光刻胶成分通常包括环氧树脂、光产酸剂、添加剂、溶剂等，在曝光的情况下光产酸剂产酸，中烘时候酸催化环氧树脂发生交联反应，受限于反应机理的原因，此种类型的光刻胶只能做成负性，限制了自身的应用，满足不了客户对正性图像的需求。

2、正性光刻胶则相反，其曝光区域在曝光后发生化学反应，溶解度增加，而非曝光区域保持原状，正性光刻胶具有较高的分辨率和对比度，因此在高精度光刻领域得到了广泛应用。然而，传统的正性光刻胶在感光度和稳定性方面仍存在不足，为了解决传统正性光刻胶存在的问题，研究人员开始探索基于碱去活性机理的新型正性光刻胶材料。环氧树脂作为一种具有优异化学稳定性和物理性能的聚合物材料，被广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料等领域，近年来，随着环氧树脂改性技术的不断发展，其在光刻胶领域的应用也逐渐受到关注。因此，如何对现有的光刻胶的制备方法进行改进使其能够具有较好的感光度和稳定性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶及制备方法，能够有效地解决现有技术的光刻胶感光度和稳定性差的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，所述基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶的组成包括：高韧改性环氧树脂、溶剂组分、碱性催化剂组分和光产酸剂组分；

6、所述高韧改性环氧树脂为以2，2-双[4-（3-羧基酞酰亚胺基苯氧基）苯基]丙烷对环氧树脂改性后制得。

7、更进一步地，所述2，2-双[4-（3-羧基酞酰亚胺基苯氧基）苯基]丙烷的制备步骤为：

8、步骤2.1、将2-3g 2，2-双[4-（4-氨基苯氧基）苯基]丙烷和25-28g n，n-二甲基乙酰胺倒入烧瓶内，室温下搅拌溶解后加入1-2g偏苯三酸酐，搅拌均匀后所得记作混合组分；

9、步骤2.2、向混合组分中加入重量为其3倍的甲苯，加热回流分水至分水完全后，在48℃的恒温条件下反应3-4h，反应结束后旋蒸去除甲苯，所得记作混合体系；

10、步骤2.3、将混合体系倒入冰水中静置冷却至析出固体，所得固体经抽滤后进行烘干处理，研磨过200目筛所得即为2，2-双[4-（3-羧基酞酰亚胺基苯氧基）苯基]丙烷。

11、更进一步地，在步骤2.1中，搅拌溶解的方法为以500r/min的搅拌速度搅拌10min，搅拌均匀的方法以300r/min的搅拌速度搅拌30min，步骤2.2中的旋蒸温度为52℃，在步骤2.3中烘干处理的方法为置于55℃的烘箱内干燥5-6h。

12、更进一步地，所述高韧改性环氧树脂的制备步骤为：

13、步骤4.1、称取5-6g 2，2-双[4-（3-羧基酞酰亚胺基苯氧基）苯基]丙烷加入装有15-18g n，n-二甲基乙酰胺的烧瓶中，加热搅拌后所得记作第一组分；

14、步骤4.2、称取2-3g端羧基液体丁腈橡胶和15-16g环氧树脂进行混合，在100℃的温度下分散均匀，所得记作第二组分；

15、步骤4.3、按照1：5的重量比将第一组分倒入第二组分中，在60℃的温度下搅拌反应20min后加入1-2g 2-乙基-4-甲基咪唑，以原搅拌速度搅拌30min后，所得即为高韧改性环氧树脂。

16、更进一步地，在步骤4.1中，加热搅拌的操作为在40℃的水浴加热条件下以500r/min的搅拌速度搅拌5min，在步骤4.2中，分散均匀的方法为以500r/min的搅拌速度搅拌10min，在步骤4.3中，搅拌反应的搅拌速度为200r/min。

17、更进一步地，所述溶剂组分为乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺或n，n-二甲基乙酰胺中的一种。

18、更进一步地，所述碱性催化剂组分为四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四乙基四氟硼酸铵、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、n，n-二甲基环己胺或三辛胺中的一种。

19、更进一步地，所述光产酸剂组分为2-甲基-4，6-双（三氯代甲基）-1，3，5-三嗪和n-羟基萘酰亚胺三氟甲磺酸酯按照等重量比混合后制得。

20、一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶的制备方法，所述制备方法为：按照重量份计称取10-70份高韧改性环氧树脂、30-90份溶剂组分、0.5-10份碱性催化剂组分和0.5-10份光产酸剂组分进行混合，以400-500r/min的搅拌速度搅拌10min后进行过滤处理，所得即为基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶。

21、更进一步地，所述过滤处理的方法为以0.2μm孔径的滤膜进行过滤。

22、有益效果

23、本发明提供了一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶及制备方法，与现有公知技术相比，本发明具有如下有益效果：

24、本发明以2，2-双[4-（4-氨基苯氧基）苯基]丙烷和n，n-二甲基乙酰胺为原料制备的2，2-双[4-（3-羧基酞酰亚胺基苯氧基）苯基]丙烷对环氧树脂进行改性，能够使制备的高韧改性环氧树脂具有更好的韧性，这种改性剂能够与环氧树脂发生有效的化学反应，增强分子链间的相互作用，从而显著提高材料的抗冲击、抗拉伸等机械性能，改性后的环氧树脂能够具有良好的耐磨性和耐化学性能，从而有效保护光刻胶在制造过程中避免刮损和化学侵蚀；其次，改性后的环氧树脂具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够承受高温的加工和使用环境，能够使制备的光刻胶在微电子制造过程中具有更高的可靠性和稳定性。

25、本发明提供的基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，在做成光刻胶膜后，非曝光区内的碱性催化剂组分能够催化环氧树脂发生交联反应，从而使其不溶于显影液，曝光区在经过紫外光曝光后，光产酸剂产生化合物与碱性催化剂反应使其失活，不再催化交联反应，胶膜在经过显影液显影后，能够形成正性图像。

技术特征：

1.一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，其特征在于，所述基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶的组成包括：高韧改性环氧树脂、溶剂组分、碱性催化剂组分和光产酸剂组分；

2.根据权利要求1所述的一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，其特征在于，所述2，2-双[4-（3-羧基酞酰亚胺基苯氧基）苯基]丙烷的制备步骤为：

3.根据权利要求2所述的一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，其特征在于，在步骤2.1中，搅拌溶解的方法为以500r/min的搅拌速度搅拌10min，搅拌均匀的方法以300r/min的搅拌速度搅拌30min，步骤2.2中的旋蒸温度为52℃，在步骤2.3中烘干处理的方法为置于55℃的烘箱内干燥5-6h。

4.根据权利要求1所述的一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，其特征在于，所述高韧改性环氧树脂的制备步骤为：

5.根据权利要求4所述的一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，其特征在于，在步骤4.1中，加热搅拌的操作为在40℃的水浴加热条件下以500r/min的搅拌速度搅拌5min，在步骤4.2中，分散均匀的方法为以500r/min的搅拌速度搅拌10min，在步骤4.3中，搅拌反应的搅拌速度为200r/min。

6.根据权利要求1所述的一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，其特征在于，所述溶剂组分为乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺或n，n-二甲基乙酰胺中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，其特征在于，所述碱性催化剂组分为四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四乙基四氟硼酸铵、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、n，n-二甲基环己胺或三辛胺中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，其特征在于，所述光产酸剂组分为2-甲基-4，6-双（三氯代甲基）-1，3，5-三嗪和n-羟基萘酰亚胺三氟甲磺酸酯按照等重量比混合后制得。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：按照重量份计称取10-70份高韧改性环氧树脂、30-90份溶剂组分、0.5-10份碱性催化剂组分和0.5-10份光产酸剂组分进行混合，以400-500r/min的搅拌速度搅拌10min后进行过滤处理，所得即为基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶。

10.根据权利要求9所述的一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶的制备方法，其特征在于，所述过滤处理的方法为以0.2μm孔径的滤膜进行过滤。

技术总结本发明涉及光刻胶技术领域，具体涉及一种基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶及制备方法，本发明制备的高韧改性环氧树脂具有更好的韧性，这种改性剂能够与环氧树脂发生有效的化学反应，增强分子链间的相互作用，从而显著提高材料的抗冲击、抗拉伸等机械性能，能够有效保护光刻胶在制造过程中避免刮损和化学侵蚀；其次，本发明提供的基于碱去活性机理的环氧树脂正性光刻胶，在做成光刻胶膜后，非曝光区内的碱性催化剂组分能够催化环氧树脂发生交联反应，从而使其不溶于显影液，曝光区在经过紫外光曝光后，光产酸剂产生化合物与碱性催化剂反应使其失活，不再催化交联反应，胶膜在经过显影液显影后，能够形成正性图像。技术研发人员：孙逊运,周元基受保护的技术使用者：潍坊星泰克微电子材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2