[发明专利]一种光刻胶组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光刻胶材料技术领域，具体涉及一种光刻胶组合物及其制备方法。

背景技术

光刻胶是指一大类具有光敏化学作用（或对电子能量敏感）的高分子聚合物材料，又叫抗蚀剂，也叫光阻剂。主要应用于集成电路，封装，微机电系统，光电子器件光子器件，平板显示器，太阳能光伏等领域。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像。光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照后不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。

光刻胶的组成为树脂，光刻胶中不同材料的粘合剂，给与光刻胶的机械与化学性质（如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等感光剂，感光剂对光能发生光化学反应；溶剂，保持光刻胶的液体状态，使之具有良好的流动性；添加剂，用以改变光刻胶的某些特性，如改善光刻胶发生反射而添加染色剂等。负性光刻胶：树脂是聚异戊二烯，一种天然的橡胶；溶剂是二甲苯；感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂，产生的自由基在橡胶分子间交联。从而变得不溶于显影液。负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨；曝光时光刻胶容易与氮气反应而抑制交联。正性光刻胶：树脂是一种叫做线性酚醛树脂的酚醛甲醛，提供光刻胶的粘附性、化学抗蚀性，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在显影液中；感光剂是光敏化合物，最常见的是重氮萘醌，在曝光前，重氮萘醌是一种强烈的溶解抑制剂，降低树脂的溶解速度。在紫外曝光后，重氮萘醌在光刻胶中化学分解，成为溶解度增强剂，大幅提高显影液中的溶解度因子至100或者更高。这种曝光反应会在重氮萘醌中产生羧酸，它在显影液中溶解度很高。正性光刻胶具有很好的对比度，所以生成的图形具有良好的分辨率。

现有的技术中，光刻胶在后烘的高温处理后，膜层表面很容易收缩，使光刻胶涂布不均。这样应用于基因组测序时，光刻胶涂布于芯片上，会影响检测精度，造成结果不准确。

发明内容

本发明的一个目的是一种光刻胶组合物，所述组合物包括：聚醚改性的有机硅流平剂、溶剂、光活性物质、有机酸、树脂和颜料分散体。

所述组合物按重量比为聚醚改性的有机硅流平剂0.4-0.55份、溶剂20-23份、光活性物质2-3份、有机酸1-2份、树脂16-18份和颜料分散体20-21份。

所述聚醚改性的有机硅流平剂为ETA-706。

所述溶剂为乙酸乙酯、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为（2-3）：（14-16）：（4-7）。

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为2：16：5。

所述光活性物质为重氮萘醌磺酸酯。

所述有机酸为柠檬酸。

所述树脂为2-羟基乙基丙烯酸甲酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸正丁酯，2-羟基乙基丙烯酸甲酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸正丁酯的重量比为3:1:6。

所述颜料分散体为红色、蓝色、黄色或紫色。

本发明的另一个目的是一种光刻胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

（1）取溶剂溶解光活性物质，搅拌均匀，得到光活性物质溶液；

（2）在光活性物质溶液中加入有机酸；

（3）将步骤（2）得到的混合液升温至45℃，加入聚醚改性的有机硅流平剂、树脂和颜料分散体，恒温混合均匀；

（4）升温至80℃，恒温搅拌两小时以除去溶剂，得到光刻胶组合物。

本发明中的光刻胶中添加了聚醚改性的有机硅流平剂ETA-706，涂布于芯片上，得到的膜层均匀、平滑。制备得到的光刻胶非常适合涂布于基因组测序中的基因芯片上，使检测结果精度高，可以进行大规模工业生产。本发明中的正性光刻胶有很好的对比度，光刻得到的图像分辨率高，非常适合于大规模推广应用。

具体实施方式

实施例1

（1）取溶剂乙酸乙酯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，搅拌均匀，得到光活性物质溶液；

（2）在光活性物质溶液中加入柠檬酸1份；

（3）将步骤（2）得到的混合液升温至45℃，加入ETA-7060.4份、2-羟基乙基丙烯酸甲酯4份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2份、甲基丙烯酸正丁酯12份和红色颜料分散体20份，恒温混合均匀；