CN105301903A - 一种形成光刻胶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种形成光刻胶组合物。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。将该光刻胶涂布于芯片上，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，得到的检测结果精度高，可以进行大规模工业生产。
Description
技术领域
本发明属于光刻胶材料技术领域，具体涉及一种形成光刻胶组合物。
背景技术
光刻胶又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。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。光照后形成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形成交联。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形成光刻胶组合物，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
组合物按重量比为ETA-7060.4份、乙酸乙酯2份、丙二醇甲醚醋酸酯16份、二甲基乙酰胺5份、重氮萘醌磺酸酯2份、有机酸1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。
实施例2
组合物按重量比为ETA-7060.55份、乙酸乙酯2份、丙二醇甲醚醋酸酯14份、二甲基乙酰胺4份、重氮萘醌磺酸酯2份、柠檬酸2份、2-羟基乙基丙烯酸甲酯3份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3份、甲基丙烯酸正丁酯10份和蓝色颜料分散体21份。
实施例3
组合物按重量比为ETA-7060.5份、乙酸乙酯2份、丙二醇甲醚醋酸酯14份、二甲基乙酰胺7份、重氮萘醌磺酸酯3份、柠檬酸1份、2-羟基乙基丙烯酸甲酯5份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯8份、甲基丙烯酸正丁酯4份和黄色颜料分散体21份。
实施例4
组合物按重量比为ETA-7060.45份、乙酸乙酯2.5份、丙二醇甲醚醋酸酯16份、二甲基乙酰胺6.5份、重氮萘醌磺酸酯3份、柠檬酸2份、2-羟基乙基丙烯酸甲酯5份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯8份和甲基丙烯酸正丁酯4份和紫色颜料分散体21份。
实施例5
组合物按重量比为ETA-7060.48份、乙酸乙酯3份、丙二醇甲醚醋酸酯14份、二甲基乙酰胺5份、重氮萘醌磺酸酯3份、柠檬酸2份、2-羟基乙基丙烯酸甲酯9份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4份、甲基丙烯酸正丁酯4份和黄色颜料分散体21份。
实施例6
组合物按重量比为ETA-7060.42份、乙酸乙酯3份、丙二醇甲醚醋酸酯15份、二甲基乙酰胺5份、重氮萘醌磺酸酯2.5份、柠檬酸1份、2-羟基乙基丙烯酸甲酯8份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5份、甲基丙烯酸正丁酯4份和蓝色颜料分散体20份。
实施例7
组合物按重量比为ETA-7060.4份、乙酸乙酯2.5份、丙二醇甲醚醋酸酯14.5份、二甲基乙酰胺5.5份、重氮萘醌磺酸酯2份、柠檬酸1.5份、2-羟基乙基丙烯酸甲酯6份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯6份、甲基丙烯酸正丁酯5份和红色颜料分散体20.5份。
对比例
组合物按重量比为ETA-7350.4份、乙酸乙酯8份、丙二醇甲醚醋酸酯2份、二甲基乙酰胺0.5份、重氮萘醌磺酸酯2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份和甲基丙烯酸正丁酯4份。
实验例
本发明光刻胶作为液态涂料组合物涂覆在芯片基材上，加热除去溶剂，直至涂层不再黏着，通过光掩膜在活化照射下曝光，用碱性显影液显影，形成浮雕图像。在制备后立即测量实施例1-实施例4以及对比例光刻胶的感光速度，结果如表1：
由表1可知，本发明实施例1-实施例4的制得光刻胶的感光速度显著高于对比例，其质地平滑均匀，质量高。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种形成光刻胶组合物，其特征在于，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。
2.如权利要求1所述的形成光刻胶组合物，其特征在于，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。
3.如权利要求1所述的形成光刻胶组合物，其特征在于，所述聚醚改性的有机硅流平剂为ETA-706。
4.如权利要求1所述的形成光刻胶组合物，其特征在于，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）。
5.如权利要求1所述的形成光刻胶组合物，其特征在于，所述光活性物质为重氮萘醌磺酸酯。
6.如权利要求1所述的形成光刻胶组合物，其特征在于，所述有机酸为柠檬酸。
7.如权利要求1所述的形成光刻胶组合物，其特征在于，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。
8.如权利要求1所述的形成光刻胶组合物，其特征在于，所述颜料分散体为红色、蓝色、黄色或紫色。
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