一种用于提高光刻胶附着性的添加剂及其光刻胶组合物的制作方法

本发明属于光刻胶，尤其涉及一种用于提高光刻胶附着性的添加剂及其光刻胶组合物。

背景技术：

1、光刻胶技术在微纳制造领域具有重要的应用价值，可用于制备微小尺寸及高精度结构。光刻胶是一种光敏材料，能够通过光照和化学反应生成可控的图案。通常，光刻胶是由树脂、溶剂和光敏剂等成分组成。

2、在光刻胶技术中，附着性问题经常会出现，并且可能会严重影响制造流程的可靠性和产品的性能。以下是一些光刻胶附着性不佳可能导致的问题以及它们的潜在原因：附着力不足：如果光刻胶不能牢固地粘附在底材或基板上，这可能会导致图案转移过程中的缺陷，如光刻胶的剥离、起泡或翘曲。制程条件：光刻胶的附着力受多种因素影响，比如底材表面的清洁度、底材的表面能、光刻胶的涂覆工艺、热处理步骤等。如果处理不当，都可能导致附着力不足。环境因素：湿度和温度的变化可以影响光刻胶的黏附性能。例如，过高的湿度可能导致水分干扰光刻胶与基板间的界面。基板表面处理不当：基板的化学处理不当，如表面清洗和底层涂覆工艺的缺陷，都可能导致附着力不足。化学相容性：光刻胶的成分可能与基板表面化学性质不兼容，影响其黏附性。应力问题：在光刻胶固化或热处理过程中，由于材料收缩不均匀或热膨胀系数差异可能产生内应力，导致光刻胶层与基板之间的附着力下降。设备问题：涂胶设备的问题，如旋涂机的不均匀速度，也可能导致光刻胶涂层的不均匀性，影响附着性。

3、目前，解决光刻胶附着性问题的策略包括：表面处理：通过等离子体处理、湿化学处理或使用底层促进剂来提高基板的表面能，从而提高附着力。优化光刻胶配方：通过选择和配制适当的光刻胶组分来提高其与基板的化学相容性。控制环境条件：在严格控制的环境条件下进行光刻操作，以减少湿度和温度变化对附着性的负面影响。后处理工艺：通过热处理或紫外交联等后处理步骤来提高光刻胶的附着力。设备维护：保持涂胶设备的良好运行状态，确保光刻胶能够均匀涂覆。

4、光刻胶的附着性问题可能会导致生产中断、产量损失和产品缺陷，因此制造过程中必须对其进行细致的管理和优化。其中，包括对光刻胶成分的精心选择和调整，以确保与基板表面的良好相容性和黏附力。以下是一些具体的策略：添加附着促进剂：在光刻胶配方中添加附着促进剂或偶联剂，如硅烷偶联剂，可以增强树脂和基板表面之间的化学键合，从而增强附着性。调整树脂组成：选择具有更高表面能的树脂，可以增加光刻胶与基板表面之间的黏附力。例如，使用更具极性的聚合物，或者在树脂配方中引入极性基团。控制分子量：通过调整树脂的分子量和分子量分布，可以改变光刻胶的物理性质，如黏度和膜的柔韧性，从而提高其与基板的接触和附着力。使用交联剂：增加交联剂可以在光刻胶固化后形成更加稳定的网络结构，这有助于提高材料的机械强度和附着力。调整溶剂系统：选择适当的溶剂和共溶剂可以优化光刻胶的润湿性能，确保其能够均匀涂覆在基板表面，提高附着力。ph值和表面张力的调节：通过调节光刻胶的ph值和表面张力可以改善材料的润湿性能，从而提高附着力。添加表面活性剂：在配方中添加表面活性剂有助于改善光刻胶对基板表面的润湿性，从而增强附着性。热处理和后处理：通过优化光刻胶的烘烤过程参数（如温度、时间）和后处理步骤，可以改善光刻胶与基板的界面结合力。减少应力：通过设计配方减少光刻胶固化过程中产生的内部应力，可以减少光刻胶层的剥离概率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于提高光刻胶附着性的添加剂及其光刻胶组合物。本发明先通过有机合成方法制备得到一种新型化合物，并筛选得到合适特征参数的锆丙烯酸酯，将二者组合得到的新型添加剂，通过实验测试，证明加入了该添加剂的光刻胶不仅具有很好的基底附着性，同时还具备良好的耐抗蚀性和较高的分辨率。

2、本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

3、一种用于提高光刻胶附着性的添加剂，所述添加剂包含结构式i 的化合物和锆丙烯酸酯，

4、式i。

5、作为优选，所述结构式i 的化合物的制备方法包含以下步骤：在干燥、装有惰性气体的反应釜中，将1,4-二溴代苯乙烷与二甲氧基甲基硅烷和pd(0)催化剂混合后，溶解于干燥的thf中并加热至60-70℃，反应12-24小时至tlc监测反应完全，冷却反应混合物，加入水进行淬火反应，使用有机溶剂萃取后通过旋蒸去除溶剂，得到硅烷偶联产物；将硅烷偶联产物溶解在乙醇中，并慢慢加入水以控制水解反应，在室温下搅拌至tlc监测表明水解完成，同样使用有机溶剂萃取后通过旋蒸去除溶剂和多余的水，得到含羟基硅烷；将含羟基硅烷、7-羟基庚酸的二烯丙酯和nah在惰性气体氛围下混合，溶解于干燥的二氯甲烷中，并在室温下搅拌至tlc监测反应完全，加入水淬火，使用有机溶剂萃取，经过洗涤、干燥和过滤，通过旋蒸去除溶剂后，使用柱色谱法进一步纯化得到目标化合物。

6、作为优选，所述结构式i 的化合物和锆丙烯酸酯的重量比为4-10：1-3。

7、作为优选，所述锆丙烯酸酯的分子量为400-1000 g/mol，粘度为2000-4000 厘泊。

8、进一步，本申请提供了所述的添加剂在光刻胶制造中的应用。

9、进一步，本申请提供了一种具有良好附着性的光刻胶组合物，按质量分数计，所述光刻胶组合物包含如下组分：聚合物树脂25%-35%、溶剂35%-45%、感光剂10%-20%、权利要求1-4任意一项权利要求所述的添加剂10%-15%和增稠剂1%-5%。

10、作为优选，所述聚合物树脂包括聚羟基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧化苯乙烯共聚物、酚醛树脂和聚烯烃硫酸酯。

11、作为优选，所述感光剂包括芳香族酮类化合物、碘化苯和其他碘化芳香物，以及芳香亚砜化合物和其他亚砜化合物。

12、作为优选，所述溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲基环己酮和乙酸乙酯。

13、作为优选，所述增稠剂包括羟基乙基纤维素、聚甲基丙稀酸甲酯、聚酰胺酮和羧甲基纤维素。

14、本发明的有益技术效果如下：本发明制备得到的化合物和锆丙烯酸酯具有很好的协同效果，用于光刻胶中能够很好地和其他组分融合，将本发明添加剂加入配方中所制备得到的光刻胶不仅具有良好的附着性能，且在成膜后不易开裂，具有很好的耐抗蚀性，图案分辨率也能稳定在理想范围。

技术特征：

1.一种用于提高光刻胶附着性的添加剂，其特征在于，所述添加剂包含结构式i 的化合物和锆丙烯酸酯，

2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述结构式i 的化合物的制备方法包含以下步骤：在干燥、装有惰性气体的反应釜中，将1,4-二溴代苯乙烷与二甲氧基甲基硅烷和pd(0)催化剂混合后，溶解于干燥的thf中并加热至60-70℃，反应12-24小时至tlc监测反应完全，冷却反应混合物，加入水进行淬火反应，使用有机溶剂萃取后通过旋蒸去除溶剂，得到硅烷偶联产物；将硅烷偶联产物溶解在乙醇中，并慢慢加入水以控制水解反应，在室温下搅拌至tlc监测表明水解完成，同样使用有机溶剂萃取后通过旋蒸去除溶剂和多余的水，得到含羟基硅烷；将含羟基硅烷、7-羟基庚酸的二烯丙酯和nah在惰性气体氛围下混合，溶解于干燥的二氯甲烷中，并在室温下搅拌至tlc监测反应完全，加入水淬火，使用有机溶剂萃取，经过洗涤、干燥和过滤，通过旋蒸去除溶剂后，使用柱色谱法进一步纯化得到目标化合物。

3.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述结构式i 的化合物和锆丙烯酸酯的重量比为4-10：1-3。

4.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述锆丙烯酸酯的分子量为400-1000g/mol，粘度为2000-4000 厘泊。

5.权利要求1-4任意一项权利要求所述的添加剂在光刻胶制造中的应用。

6.一种具有良好附着性的光刻胶组合物，其特征在于，按质量分数计，所述光刻胶组合物包含如下组分：聚合物树脂25%-35%、溶剂35%-45%、感光剂10%-20%、权利要求1-4任意一项权利要求所述的添加剂10%-15%和增稠剂1%-5%。

7.根据权利要求6所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述聚合物树脂包括聚羟基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧化苯乙烯共聚物、酚醛树脂和聚烯烃硫酸酯。

8.根据权利要求6所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述感光剂包括芳香族酮类化合物、碘化苯和其他碘化芳香物，以及芳香亚砜化合物和其他亚砜化合物。

9.根据权利要求6所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲基环己酮和乙酸乙酯。

10.根据权利要求6所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述增稠剂包括羟基乙基纤维素、聚甲基丙稀酸甲酯、聚酰胺酮和羧甲基纤维素。

技术总结本发明属于光刻胶技术领域，尤其涉及一种用于提高光刻胶附着性的添加剂及其光刻胶组合物。一种用于提高光刻胶附着性的添加剂，所述添加剂包含结构式I的化合物和锆丙烯酸酯。本发明先通过有机合成方法制备得到一种新型化合物，并筛选得到合适特征参数的锆丙烯酸酯，将二者组合得到的新型添加剂，通过实验测试，证明加入了该添加剂的光刻胶不仅具有很好的基底附着性，同时还具备良好的耐抗蚀性和较高的分辨率。技术研发人员：冯芳华,刘秋艳受保护的技术使用者：上海艾深斯科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2