專利名稱：含納米硅紫外厚膜正性光刻膠及其成膜樹(shù)脂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類適用于大規(guī)模集成電路的先進(jìn)封裝及微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS， Micro-Electronic Machine System)等領(lǐng)域中應(yīng)用的紫外厚膜光刻膠組合物，以及用于此 類光刻膠的成膜樹(shù)脂。
背景技術(shù)：
在大規(guī)模集成電路的制備過(guò)程中，先進(jìn)的封裝技術(shù)已由單個(gè)集成電路塊的單個(gè)分 別封裝發(fā)展到整個(gè)硅片的同時(shí)封裝，即硅片級(jí)封裝(WLP，waferlevel package)，以及由多 塊芯片疊加組合成功能更強(qiáng)的三維立體組合封裝等封裝技術(shù)已迅速推廣，在封裝工藝過(guò)程 中需要多種封裝材料。本發(fā)明涉及的厚膜紫外曝光正性光刻膠是硅片級(jí)封裝的凸點(diǎn)工藝 (Bumping)及三維立體組合封裝工藝中所必需的關(guān)鍵功能材料。微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)具有微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生 產(chǎn)的基本特點(diǎn)。MEMS技術(shù)制作的微傳感器、微執(zhí)行器、微型構(gòu)件、微機(jī)械光學(xué)器件、真空微電 子器件、電力電子器件等在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事等許多領(lǐng)域中都有 著十分廣闊的應(yīng)用前景。MEMS的制造方法是通過(guò)厚膜紫外光刻膠的多次光刻及相關(guān)工藝來(lái) 完成的。本發(fā)明涉及的含納米硅厚膜紫外曝光正性光刻膠也是制造MEMS器件的關(guān)鍵功能 材料。應(yīng)用于先進(jìn)封裝和MEMS制造的厚膜光刻膠對(duì)分辨率要求不高，但對(duì)抗刻蝕性和 圖形側(cè)壁垂直度要求很高。由于光刻膠膜厚的增加，在光刻工藝中不僅要求必要的光敏性，同時(shí)膠膜在電鍍 及刻蝕過(guò)程中必須保持不變形、不開(kāi)裂，即要有良好的粘附性、抗電鍍及抗刻蝕性能。一般 使用的負(fù)性紫外光刻膠，由于高度交聯(lián)后分子鏈非常僵硬，在工藝中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而出現(xiàn) 圖型變形、膠膜開(kāi)裂，甚至脫落的現(xiàn)象，無(wú)法達(dá)到工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種應(yīng)用于先進(jìn)封裝的凸點(diǎn)工藝及3D立體組合封裝過(guò)程，以及MEMS 制造中的含納米硅厚膜紫外曝光正性光刻膠，根據(jù)需要其膜厚一次勻膠甩片膜厚可達(dá)5 20微米，多次勻膠甩片膜厚可達(dá)50 200微米以上。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的第一種技術(shù)方案是一種成膜樹(shù)脂，所述成膜樹(shù)脂 由酚醛樹(shù)脂和含納米硅共聚物成膜樹(shù)脂兩部分組成；含納米硅共聚物成膜樹(shù)脂為堿性可溶 的含有含納米硅即多面體齊聚倍半硅氧烷的共聚物，它們分別制備，配膠時(shí)一起溶解在溶 液中形成均勻混合物。所述酚醛樹(shù)脂是由符合通式(I)、(II)和(III)中的至少一種甲基苯酚與甲醛經(jīng) 縮聚反應(yīng)而得，其平均分子量為2000 50000 ；
權(quán)利要求
一種成膜樹(shù)脂，其特征在于所述成膜樹(shù)脂由酚醛樹(shù)脂和含納米硅共聚物成膜樹(shù)脂兩部分組成；所述酚醛樹(shù)脂是由符合通式(I)、(II)和(III)中的至少一種甲基苯酚與甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)而得，其平均分子量為2000～50000；式中R1為CH3；所述含納米硅共聚物成膜樹(shù)脂平均分子量為5000～1500000，由符合化學(xué)通式(IV)的單體、符合化學(xué)通式(V)的單體以及符合化學(xué)通式(VI)的單體在自由基引發(fā)劑存在的條件下經(jīng)共聚反應(yīng)而得；或者是由符合通式(IV)的單體與所述酚醛樹(shù)脂共聚反應(yīng)制成；式中R2是碳原子數(shù)為1～13的烷基、Rf選自下列基團(tuán)之一其中A、B、C、D各自獨(dú)立地代表碳原子數(shù)為1～20的脂肪烴基，或者是分子鏈上含有1～5個(gè)氧原子或者氮原子的碳原子數(shù)為1～20的脂肪烴基；其中E、F、G、H、I、J、K和L各自獨(dú)立地代表碳原子數(shù)為1～20的脂肪烴基，或者是分子鏈上含有1～5個(gè)氧原子或者氮原子的碳原子數(shù)為1～20的脂肪烴基；其中R3是H、CH3或CF3；其中，M、N和O各自獨(dú)立地代表碳原子數(shù)為1～10的脂肪烴基，或者是分子鏈上含有1～3個(gè)氧原子或者氮原子的碳原子數(shù)為1～10的脂肪烴基；R4、R5、R6各自獨(dú)立地代表H、碳原子數(shù)為1～8的烷基、碳原子數(shù)為3～8的環(huán)烷基、或者芳香基團(tuán)； (CH2)1～10COOH、 (CH2)1～10CN、 (CH2)1～10SH或碳原子數(shù)為1～10的烯烴基；式中R7是H、OH、OCH3或OCOCH3；式中R8是H或CH3；R9是H、碳原子數(shù)為1～20的烷基、碳原子數(shù)為3～8的環(huán)烷基、或碳原子數(shù)為1～20的羥基烷基。FSA00000287235100011.tif,FSA00000287235100012.tif,FSA00000287235100013.tif,FSA00000287235100014.tif,FSA00000287235100015.tif,FSA00000287235100021.tif,FSA00000287235100022.tif,FSA00000287235100023.tif,FSA00000287235100024.tif,FSA00000287235100025.tif,FSA00000287235100031.tif,FSA00000287235100032.tif,FSA00000287235100033.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜樹(shù)脂，其特征在于所述的甲基苯酚為鄰甲苯酚、對(duì)甲苯 酚、間甲苯酚、2，3-二甲基苯酚、3，5-二甲基苯酚、2，4_ 二甲基苯酚、2，6_ 二甲基苯酚、2，3，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜樹(shù)脂，其特征在于所述符合化學(xué)通式(VI)的單體有 丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯 酸-羥乙酯、甲基丙烯酸_羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸甘油 酯、甲基丙烯酸甘油酯、丙烯酸環(huán)戊酯、甲基丙烯酸環(huán)戊酯、丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸環(huán)己 酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜樹(shù)脂，其特征在于所述酚醛樹(shù)脂與所述含硅共聚物成 膜樹(shù)脂的質(zhì)量比例為10 35 1 10。
5.一種采用權(quán)利要求1 4任一權(quán)利要求所述的成膜樹(shù)脂制成的含納米硅紫外厚膜正 性光刻膠，其特征在于主要由下列質(zhì)量份的材料組成成膜樹(shù)脂11 45份；光敏化合物5 20份；溶劑30 85份；所述光敏化合物為符合化學(xué)通式(VII)、(VIII)、(IX)和(X)的至少一種化合物；
全文摘要
一種紫外厚膜光刻膠，主要由10～35份的酚醛樹(shù)脂、1～10份的含納米硅共聚物成膜樹(shù)脂、5～20份的重氮萘醌類光敏化合物、30～85份溶劑以及少量其他添加劑如正丁胺和表面活性劑作為原料配制，然后經(jīng)過(guò)5微米，1微米和0.2微米的過(guò)濾器過(guò)濾而得。成膜樹(shù)脂中堿性可溶的含納米硅共聚物成膜樹(shù)脂部分的加入可增加成膜劑的粘附性、柔韌性、側(cè)壁垂直度和機(jī)械性能，達(dá)到在凸點(diǎn)工藝和3D立體組合封裝以及MEMS制造中防止膠膜開(kāi)裂、圖型變形甚至脫落的目的。
文檔編號(hào)G03F7/039GK101979435SQ20101029495
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者冉瑞成, 沈吉 申請(qǐng)人:昆山西迪光電材料有限公司