一種光刻膠組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光刻膠材料技術領域，具體涉及一種光刻膠組合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 光刻膠是指一大類具有光敏化學作用（或對電子能量敏感）的高分子聚合物材料， 又叫抗蝕劑，也叫光阻劑。主要應用于集成電路，封裝，微機電系統，光電子器件光子器件， 平板顯示器，太陽能光伏等領域。感光樹脂經光照后，在曝光區能很快地發生光固化反應， 使得這種材料的物理性能，特別是溶解性、親合性等發生明顯變化。經適當的溶劑處理，溶 去可溶性部分，得到所需圖像。光刻膠的技術復雜，品種較多。根據其化學反應機理和顯影 原理，可分負性膠和正性膠兩類。光照后不可溶物質的是負性膠；反之，對某些溶劑是不可 溶的，經光照后變成可溶物質的即為正性膠。利用這種性能，將光刻膠作涂層，就能在硅片 表面刻蝕所需的電路圖形。
[0003] 光刻膠的組成為樹脂，光刻膠中不同材料的粘合劑，給與光刻膠的機械與化學性 質（如粘附性、膠膜厚度、熱穩定性等感光劑，感光劑對光能發生光化學反應；溶劑，保持光 刻膠的液體狀態，使之具有良好的流動性；添加劑，用以改變光刻膠的某些特性，如改善光 刻膠發生反射而添加染色劑等。負性光刻膠：樹脂是聚異戊二烯，一種天然的橡膠；溶劑是 二甲苯；感光劑是一種經過曝光后釋放出氮氣的光敏劑，產生的自由基在橡膠分子間交聯。 從而變得不溶于顯影液。負性光刻膠在曝光區由溶劑引起泡漲；曝光時光刻膠容易與氮氣 反應而抑制交聯。正性光刻膠：樹脂是一種叫做線性酚醛樹脂的酚醛甲醛，提供光刻膠的 粘附性、化學抗蝕性，當沒有溶解抑制劑存在時，線性酚醛樹脂會溶解在顯影液中；感光劑 是光敏化合物，最常見的是重氮萘醌，在曝光前，重氮萘醌是一種強烈的溶解抑制劑，降低 樹脂的溶解速度。在紫外曝光后，重氮萘醌在光刻膠中化學分解，成為溶解度增強劑，大幅 提高顯影液中的溶解度因子至100或者更高。這種曝光反應會在重氮萘醌中產生羧酸，它 在顯影液中溶解度很高。正性光刻膠具有很好的對比度，所以生成的圖形具有良好的分辨 率。
[0004] 現有的技術中，光刻膠在后烘的高溫處理后，膜層表面很容易收縮，使光刻膠涂布 不均。這樣應用于基因組測序時，光刻膠涂布于芯片上，會影響檢測精度，造成結果不準確。
【發明內容】
[0005] 本發明的一個目的是一種光刻膠組合物，所述組合物包括：聚醚改性的有機硅流 平劑、溶劑、光活性物質、有機酸、樹脂和顏料分散體。
[0006] 所述組合物按重量比為聚醚改性的有機硅流平劑0. 4-0. 55份、溶劑20-23份、光 活性物質2-3份、有機酸1-2份、樹脂16-18份和顏料分散體20-21份。
[0007] 所述聚醚改性的有機硅流平劑為ETA-706。
[0008] 所述溶劑為乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯和二甲基乙酰胺，所述乙酸乙酯、丙二醇 甲醚醋酸酯和二甲基乙酰胺的重量比為（2-3) :(14-16) :(4-7)。
[0009] 所述乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯和二甲基乙酰胺的重量比為2 :16 :5。
[0010] 所述光活性物質為重氮萘醌磺酸酯。
[0011] 所述有機酸為檸檬酸。
[0012] 所述樹脂為2-羥基乙基丙烯酸甲酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和甲基丙烯 酸正丁酯，2-羥基乙基丙烯酸甲酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸正丁酯的 重量比為3:1:6。
[0013] 所述顏料分散體為紅色、藍色、黃色或紫色。
[0014] 本發明的另一個目的是一種光刻膠組合物的制備方法，包括以下步驟： (1) 取溶劑溶解光活性物質，攪拌均勻，得到光活性物質溶液； (2) 在光活性物質溶液中加入有機酸； (3 )將步驟（2 )得到的混合液升溫至45 °C，加入聚醚改性的有機硅流平劑、樹脂和顏料 分散體，恒溫混合均勻； (4)升溫至80°C，恒溫攪拌兩小時以除去溶劑，得到光刻膠組合物。
[0015] 本發明中的光刻膠中添加了聚醚改性的有機硅流平劑ETA-706,涂布于芯片上，得 到的膜層均勻、平滑。制備得到的光刻膠非常適合涂布于基因組測序中的基因芯片上，使檢 測結果精度高，可以進行大規模工業生產。本發明中的正性光刻膠有很好的對比度，光刻得 到的圖像分辨率高，非常適合于大規模推廣應用。
【具體實施方式】
[0016] 實施例1 (1) 取溶劑乙酸乙酯2份、丙二醇甲醚醋酸酯16份和二甲基乙酰胺5份溶解重氮萘醌 磺酸酯2份，攪拌均勻，得到光活性物質溶液； (2) 在光活性物質溶液中加入檸檬酸1份； (3) 將步驟（2)得到的混合液升溫至45°C，加入ETA-706 0. 4份、2-羥基乙基丙烯酸甲 酯4份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2份、甲基丙烯酸正丁酯12份和紅色顏料分散體20 份，恒溫混合均勻； (4) 升溫至80°C，恒溫攪拌兩小時以除去溶劑，得到光刻膠組合物。
[0017] 實施例2 (1) 取溶劑乙酸乙酯2份、丙二醇甲醚醋酸酯14份和二甲基乙酰胺4份溶解重氮萘醌 磺酸酯2份，攪拌均勻，得到光活性物質溶液； (2) 在光活性物質溶液中加入檸檬酸2份； (3) 將步驟（2)得到的混合液升溫至45°C，加入ETA-706 0. 55份、2-羥基乙基丙烯酸 甲酯3份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3份、甲基丙烯酸正丁酯10份和藍色顏料分散體 21份，恒溫混合均勻； (4) 升溫至80°C，恒溫攪拌兩小時以除去溶劑，得到光刻膠組合物。
[0018] 實施例3 (1) 取溶劑乙酸乙酯2份、丙二醇甲醚醋酸酯14份和二甲基乙酰胺7份溶解重氮萘醌 磺酸酯2份，攪拌均勻，得到光活性物質溶液； (2) 在光活性物質溶液中加入檸檬酸1份； (3) 將步驟（2)得到的混合液升溫至45°C，加入ETA-706 0. 5份、2-羥基乙基丙烯酸甲 酯5份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯8份、甲基丙烯酸正丁酯4份和黃色顏料分散體21 份，恒溫混合均勻； (4) 升溫至80°C，恒溫攪拌兩小時以除去溶劑，得到光刻膠組合物。
[0019] 實施例4 (1) 取溶劑乙酸乙酯2. 5份、丙二醇甲醚醋酸酯16份和二甲基乙酰胺6. 5份溶解重氮 萘醌磺酸酯3份，攪拌均勻，得到光活性物質溶液； (2) 在光活性物質溶液中加入檸檬酸2份； (3) 將步驟（2)得到的混合液升溫至45°C，加入ETA-706 0. 45份、2-羥基乙基丙烯酸 甲酯5份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯8份、甲基丙烯酸正丁酯4份和黃色顏料分散體21 份，恒溫混合均勻； (4) 升溫至80°C，恒溫攪拌兩小時以除去溶劑，得到光刻膠組合物。
[0020] 實施例5 (1) 取溶劑乙酸乙酯3份、丙二醇甲醚醋酸酯14份和二甲基乙酰胺5份溶解重氮萘醌 磺酸酯3份，攪拌均勻，得到光活性物質溶液； (2) 在光活性物質溶液中加入檸檬酸2份； (3) 將步驟（2)得到的混合液升溫至45°C，加入ETA-706 0. 48份、2-羥基乙基丙烯酸 甲酯9份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4份、甲基丙烯酸正丁酯4份和黃色顏料分散體21 份，恒溫混合均勻； (4) 升溫至80°C，恒溫攪拌兩小時以除去溶劑，得到光刻膠組合物。
[0021] 實施例6 (1) 取溶劑乙酸乙酯3份、丙二醇甲醚醋酸酯15份和二甲基乙酰胺5份溶解重氮萘醌 磺酸酯2. 5份，攪拌均勻，得到光活性物質溶液； (2) 在光活性物質溶液中加入檸檬酸1份； (3) 將步驟（2)得到的混合液升溫至45°C，加入ETA-706 0. 42份、2-羥基乙基丙烯酸 甲酯8份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5份、甲基丙烯酸正丁酯4份和黃色顏料分散體20 份，恒溫混合均勻； (4) 升溫至80°C，恒溫攪拌兩小時以除去溶劑，得到光刻膠組合物。
[0022] 對比例 (1) 取溶劑乙酸乙酯8份、丙二醇甲醚醋酸酯2份和二甲基乙酰胺0. 5份溶解重氮萘醌 磺酸酯2份，攪拌均勻，得到光活性物質溶液； (2) 在光活性物質溶液中加入檸檬酸0. 5份； (3) 將步驟（2)得到的混合液升溫至40°C，加入ETA-706 0. 4份、2-羥基乙基丙烯酸甲 酯4份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2份和甲基丙烯酸正丁酯4份，恒溫混合均勻； (4) 升溫至60°C，恒溫攪拌1小時以除去溶劑，得到光刻膠組合物。
[0023] 實驗例 本發明光刻膠作為液態涂料組合物涂覆在芯片基材上，直至涂層不再黏著，通過光掩 膜在活化照射下曝光，用堿性顯影液顯影，浮雕圖像。在制備后立即測量實施例1-實施例 4以及對比例光刻膠的感光速度，結果如表1 :
表1 由表1可知，本發明實施例1-實施例4的制得光刻膠的感光速度顯著高于對比例，其 質地平滑均勻，產品質量好。
[0024] 上述詳細說明是針對本發明其中之一可行實施例的具體說明，該實施例并非用以 限制本發明的專利范圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含于本發明技術 方案的范圍內。
【主權項】
1. 一種光刻膠組合物，其特征在于，所述組合物包括：聚醚改性的有機硅流平劑、溶 劑、光活性物質、有機酸、樹脂和顏料分散體。2. 如權利要求1所述的光刻膠組合物，其特征在于，所述組合物按重量比為聚醚改性 的有機硅流平劑0. 4-0. 55份、溶劑20-23份、光活性物質2-3份、有機酸1-2份、樹脂16-18 份和顏料分散體20-21份。3. 如權利要求1所述的光刻膠組合物，其特征在于，所述聚醚改性的有機硅流平劑為 ETA-706。4. 如權利要求1所述的光刻膠組合物，其特征在于，所述溶劑為乙酸乙酯、丙二醇甲 醚醋酸酯和二甲基乙酰胺，所述乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯和二甲基乙酰胺的重量比為 (2-3):(14-16):(4-7)。5. 如權利要求1所述的光刻膠組合物，其特征在于，所述光活性物質為重氮萘醌磺酸 酯。6. 如權利要求1所述的光刻膠組合物，其特征在于，所述有機酸為檸檬酸。7. 如權利要求1所述的光刻膠組合物，其特征在于，所述樹脂為2-羥基乙基丙烯酸甲 酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸正丁酯。8. 如權利要求1所述的光刻膠組合物，其特征在于，所述顏料分散體為紅色、藍色、黃 色或紫色。9. 如權利要求1-8所述的一種光刻膠組合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 取溶劑溶解光活性物質，攪拌均勻，得到光活性物質溶液； (2) 在光活性物質溶液中加入有機酸； (3 )將步驟（2 )得到的混合液升溫至45°C，加入聚醚改性的有機硅流平劑、樹脂和顏料 分散體，恒溫混合均勻； (4)升溫至80°C，恒溫攪拌兩小時以除去溶劑，得到光刻膠組合物。
【專利摘要】本發明公開了一種光刻膠組合物及其制備方法。所述組合物包括：聚醚改性的有機硅流平劑、溶劑、光活性物質、有機酸、樹脂和顏料分散體。所述制備方法包括：取溶劑溶解光活性物質，攪拌均勻，得到光活性物質溶液；加入有機酸；升溫，加入聚醚改性的有機硅流平劑、樹脂和顏料分散體，恒溫混合均勻；升溫，恒溫攪拌兩小時以除去溶劑，得到光刻膠組合物。
【IPC分類】G03F7/027, G03F7/022, G03F7/004
【公開號】CN105301904
【申請號】CN201510781930
【發明人】陳哲, 任魯風, 殷金龍
【申請人】北京中科紫鑫科技有限責任公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月16日