CN101041794A - 清洗液组成物和其用途 - Google Patents

Abstract

本发明是指一种清洗液组成物，包括：(A)0～25重量％的碱性化合物；(B)0.1～20重量％的醇胺类化合物；(C)0.5～20重量％的界面活性剂；(D)3～80重量％的溶剂；和(E)水。本发明组成物适用于清洗显示器面板或彩色滤光片衬底周边不必要的光致抗蚀剂或平坦化材料。

Description

清洗液组成物和其用途

技术领域

本发明涉及一种清洗液组成物，其可用于清洗显示器面板或彩色滤光片衬底周边不必要的光致抗蚀剂或平坦化材料。

背景技术

一般而言，光致抗蚀剂或热硬化材料要涂布于硅晶片或者玻璃衬底上时，通常以回转的方式，通过离心力使光致抗蚀剂扩散而涂布在衬底的表面，而在涂布后，衬底的顶面、周边、侧缘、背面都附着有光致抗蚀剂。其中，位于衬底顶面的中心部分的涂布层厚度比较均一，但顶面周边则会形成一周边突起部，且在衬底侧缘和背面会各别附着形成一侧缘附着部或一背面附着部。就光致抗蚀剂功用而言，所述周边突起部、侧缘附着部和背面附着部并非预期形成的涂布部位，此等部位的光致抗蚀剂在预烤热处理后会变脆，容易在衬底搬运过程剥离成小片状，上述剥离的小片光致抗蚀剂将成为装置内含异物的原因，并导致LCD制造上合格率下降，且有时于曝光过程中，会粘附于掩模上，使掩模的清洗频率提高，而降低产能。如果此材料是有颜色的，那么更会造成因为材料遮盖住对位记号(alignment mark)，而在曝光或其它后制程时，产生无法对位的情形。

所以一般为了改善前述缺陷，在光致抗蚀剂涂布后，曝光成像或其它后制程之前均会先将衬底周边的突起部清除。为了清除周边突起部、侧缘附着部和背面附着部等不要的光致抗蚀剂，JP 63-69563和JP 2950407揭示可使用溶剂加以清除，前述的溶剂可单独或合并使用。

但是前述溶剂对于光致抗蚀剂或热硬化材料的洗净效果不好，容易生成残渣，其中有些溶剂更有毒性、环境污染和闪火点偏低等问题。又此溶剂型清洗液在洗边后，常会造成清洗界面异常突起的情形，而造成后制程的合格率降低。目前业界的解决方法是利用水来作为分散媒，如中国台湾专利公告第574604号所揭示，此类水性清洗液具有低毒性、不具有引火性，和管理容易、废液处理简便和成本低廉等优点，但针对某些光致抗蚀剂或平坦化材料，此类水性清洗液会造成界面膨胀并造成突起，而此突起在显影阶段无法完全去除，会造成残留，因而造成产品合格率下降。

由于清洗液在液晶面板制程或彩色滤光片制程中扮演重要角色，上述清洗液虽然可提供某些效果，但却未能完全满足所需要的各项要求。为获得一种可有效清洗显示器面板或彩色滤光片衬底周边不必要的光致抗蚀剂或平坦化材料的清洗液，本案发明人经广泛研究后发现，于清洗液组成物中选用与水相容性高的溶剂与水相混合以作为分散媒，不会造成显影残留现象，且此部分水和部分溶剂的系统，比纯溶剂系统清洗效果更好，且可节省原料成本，可实现本发明的上述目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清洗液组成物，其包括：

(A)0～25重量％的碱性化合物；

(B)0.1～20重量％的醇胺化合物；

(C)0.5～20重量％的界面活性剂；

(D)3～80重量％的溶剂；和

(E)水。

本发明组成物具有洗净效果好、残渣少、毒性低、对环境污染少的优点。

具体实施方式

本发明清洗液组成物所使用的碱性化合物，并无特殊限制，其为本发明所属技术领域的一般技术人员众所周知的无机碱，例如：氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾；或有机碱，例如四级铵盐。优选为四级铵盐，例如氢氧化四级铵盐，其可选自氢氧化四甲铵(TMAH，tetramethyl ammonium hydroxide)、2-羟基-氢氧化三甲铵(2-hydroxyltrimethyl ammonium hydroxide)、氢氧化四乙铵(TEAH，tetraethyl ammoniumhydroxide)、氢氧化四丙铵(TPAH，tetrapropyl ammonium hydroxide)或氢氧化四丁铵(TBAH，tetrabutyl ammonium hydroxide)，或这些四级铵盐的混合物，优选为氢氧化四甲铵或2-羟基-氢氧化三甲铵，更优选为氢氧化四甲铵。

本发明所使用的碱性化合物，以组成物总重量计，其用量为0～25重量％，优选为0.5～10重量％，更优选为2～10重量％。

本发明清洗液组成物中的醇胺类化合物并无特殊限制，其还可为本发明所属技术领域的一般技术人员众所周知的，例如：乙醇胺(monoethanolamine，MEA)、二乙醇胺(diethanolamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、2-(2-胺基乙氧基)乙醇(2-(2-aminoethoxy)ethanol)、单异丙醇胺(monoisopropanolamine)、二异丙醇胺(diisopropanolamine)、三异丙醇胺(triisopropanolamine)、N-乙基乙醇胺(N-ethylethanolamine)或N-丁基乙醇胺(N-butyl ethanolamine)或二种或多种这些醇胺的混合物。

本发明所使用的醇胺类化合物，以组合物总重量计，其使用量为0.1～20重量％，优选为0.2～10重量％，更优选为1～8重量％。

可用于本发明的界面活性剂，本发明所属技术领域的一般技术人员众所周知的，例如非离子型界面活性剂(Nonionic surfactants)、阳离子型界面活性剂(Cationicsurfactants)、阴离子型界面活性剂(Anionic surfactants)、两性界面活性剂(Ampholyticsurfactants)等，优选为非离子型界面活性剂，例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳香醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、脂肪酸单甘油酯、氧化乙烯/氧化丙烯共聚物等，市售非离子型界面活性剂例子包括：由Dow Chemical公司生产、商品名为TritonX-100^、TritonX-405^和TritonX-114^等界面活性剂。界面活性剂可防止组成物对液晶的污染，且同时对光致抗蚀提供不错的湿润性。根据本发明的具体实施例，以组合物总重量计，界面活性剂的使用量为0.5～20重量％。

本发明所使用的溶剂是与水具有高相容性的，例如可为N-甲基吡咯酮(NMP)、甲乙酮(MEK)、丙酮、环己酮、二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇单甲醚(ethyleneglycol monomethylether)、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚(diethyleneglycol monomethyl ether)、二乙二醇单乙醚、二乙二醇丁醚(butyl diglycol)、丙二醇甲醚(PGME)或其组合，优选为丙二醇甲醚、二甲基亚砜或其组合，更优选为丙二醇甲醚。本发明所使用的溶剂，以组成物总重量计，其使用量为3～80重量％，优选为10～60重量％，更优选为10～40重量％。

本发明的清洗液可用于清洗显示器面板或彩色滤光片衬底周边不必要的光致抗蚀剂或平坦化材料，上述光致抗蚀剂包含彩色光致抗蚀剂、黑色光致抗蚀剂或间隙材料光致抗蚀剂(photo spacer)；上述平坦化材料可作为彩色滤光片的表面保护层，防止红、绿、蓝色材间的混色，避免它们在后续的制程中遭到不必要损伤，同时也兼具着避免这些色材膜与遮光层间的高度产生落差，使其平坦化。所述平坦化材料包括热硬化型树脂或感光性树脂，其中感光性树脂并无特别的限制，可为正型或负型的感光性树脂组成物。一般来说感光性树脂组成物包含：碱可溶性的粘结树脂(binder resin)、感光性化合物、光起始剂和溶剂等成份。本发明的清洗液尤其适合使用在清洗多余的间隙材料光致抗蚀剂和平坦化材料。

实施例

以下实施例将对本发明做进一步的说明，但不用以限制本发明的范围，任何所属领域的技术人员，在不违背本发明的精神下所达到的修改和变化，均属于本发明的范围。

[清洗液的评价方式]

一、洗净效果：于玻璃衬底上，以旋转涂布方式，通过离心力将光致抗蚀剂扩散涂布后，在衬底的边缘部分以清洗液浸渍10秒钟，再以水冲洗，然后以目视观察衬底边缘的光致抗蚀剂层经过洗净后是否为直线。

○：直线性好

△：直线性差

×：洗边不良

二、残渣：以50倍的显微镜观察上述玻璃衬底上经边缝移除剂(Edge Bead Remover″EBR″)洗净后的洗净部位是否有残渣；或于曝光显影制程后以上述方法观察残渣状况。

○：无残渣

×：有残渣

三、膨胀性：以触针式段差测定器(Tencorα-500surface scan)测定，计算其清洗断面膜厚和内侧膜厚的膜厚增加率。

○：膜厚增加率＜5％以下

×：膜厚增加率＞5％以下

[优选实施例的说明]

[实施例1]

在10cm×10cm的玻璃衬底上，以旋转方式通过离心力将下述间隙材料光致抗蚀剂涂布在衬底后，以10^-2torr真空干燥10秒后，将此尚未曝光的基材的边缘部分浸渍于清洗液中约10秒钟，以清洗衬底周边的突起物，然后以水洗净，洗净后的物性如表1所示。并以显微镜观察衬底边缘，可知其洗净效果好、无残渣，且不会在界面位置对光致抗蚀剂产生膨胀，而造成即使在显影后仍无法去除的情形。之后再将此材料以曝光机(150mJ/cm²)曝光并以KOH型显影液显影60秒之后，以显微镜观察衬底上间隙材料光致抗蚀剂与EBR清洗液的接触界面(为未曝光位置)，结果并无残留现象。

[实施例2～4和比较例1～10]

同实施例1的操作方式，但使用如表1所示具有不同组成的清洗液，洗净后的结果载于表1中。

表1：本发明各实施例和比较例的各清洗液的组成与实验结果

	项目	清洗液组成(重量％)					性能
											溶媒		碱性化合物(b)	醇胺类化合物(c)	界面活性剂(d)	EBR洗净后的残留	曝光显影后的残渣	膨胀性	直线性
		有机溶剂(a)	水

实施例	1	30	51	8	6	5	○	○	○	○
											2	50	23	0	15	12	○	○	○	○
	3	40	42	12	1	5	○	○	○	○
											4	10	64	8	8	10	○	○	○	○
	比较例	1	0	74	8	8	10	○	×	×											○
2											40	47	8	0	5	×	○	○	×
		3	40	45	10	5	0	×	○	○										×
4											40	14	8	8	30	○	×	×	×
		5	40	10	30	10	10	○	×	×										×
6											40	10	10	30	10	○	×	×	○

(a)：PGME(Dow Chemical)

(b)：TMAH(多联科技)

(c)：MEA(东联化学)

(d)：Triton X-100(Dow Chemical)

Claims (12)

1.一种清洗液组成物，其包括：

(A)0～25重量％的碱性化合物；

(B)0.1～20重量％的醇胺类化合物；

(C)0.5～20重量％的界面活性剂；

(D)3～80重量％的可与水互溶的溶剂；和

(E)水。

2.根据权利要求1所述的清洗液组成物，其中所述碱性化合物为四级铵盐。

3.根据权利要求2所述的清洗液组成物，其中所述碱性化合物为氢氧化四甲铵。

4.根据权利要求1所述的清洗液组成物，其中所述碱性化合物的用量为2到10重量％。

5.根据权利要求1所述的清洗液组成物，其中所述醇胺类化合物是选自由乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2-(2-胺基乙氧基)乙醇、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、正乙基乙醇胺、正丁基乙醇胺和其混合物所构成的群组。

6.根据权利要求1所述的清洗液组成物，其中所述醇胺类化合物的用量为1到8重量％。

7.根据权利要求1所述的清洗液组成物，其中所述界面活性剂为非离子型界面活性剂。

8.根据权利要求1所述的清洗液组成物，其中所述溶剂为N-甲基吡咯酮、甲乙酮、丙酮、环己酮、二甲基亚砜、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚或其的组合。

9.根据权利要求1所述的清洗液组成物，其中所述溶剂为丙二醇甲醚。

10.根据权利要求1所述的清洗液组成物，其中所述溶剂的用量为10到40重量％。

11.一种清洗显示器面板或彩色滤光片的衬底周边不必要的光致抗蚀剂或平坦化材料的方法，包括使用根据权利要求1所述的清洗液组成物。

12.根据权利要求11所述的方法，其中光致抗蚀剂为间隙材料光致抗蚀剂。