CN104102097A - 抗蚀剂剥离剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗蚀剂剥离剂组合物，包括：1重量%至10重量%的有机氢氧化季铵；40重量%至80重量%的二甲亚砜；1重量%至25重量%的基于乙二醇醚的有机溶剂；1重量%至25重量%的具有1个至20个碳原子的烷基胺；0.001重量%至1重量%的无机碱或其盐；和余量的水。根据具有上述构成的抗蚀剂剥离剂，可以通过溶解从基板去除滤色器抗蚀剂，从而获得极佳的剥离能力，可以使器件中的滤色器堵塞降到最低程度，并且可以剥离负型有机绝缘膜抗蚀剂和正型有机绝缘膜抗蚀剂以及滤色器抗蚀剂，而不损坏底层和各种金属布线。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗蚀剂剥离剂组合物。
背景技术
滤色器可安装在具有图像传感器（如，互补式金属氧化物半导体（CMOS）或电荷耦合器件（CCD））的彩色成像器件中且实际用于生成彩色图像。此外，滤色器广泛用于等离子显示板（PDP）、液晶显示器（LCD）、场发射显示器（FEL）、发光器件（LED）等的成像器件的应用中，并且如今快速地扩展了这些应用领域的范围。特别地，随着近年来LCD的使用日益增多，认为滤色器是复制LCD的色调中的最重要的器件之一。
滤色器基板包括：黑色矩阵，该黑色矩阵起到屏蔽红色（R）图案、绿色（G）图案和蓝色（B）图案与每个像素之间的漏光的作用，同时提高它们之间的对比度；和对液晶盒施加电压的公共电极。
根据滤色器的用途，滤色器可通过下述方法来制造：将黑色矩阵材料涂覆到玻璃基板、形成黑色掩模图案、以及在光刻工艺期间形成彩色抗蚀剂图案。
在制造如上文所述的滤色器期间，不可避免地会出现差的彩色抗蚀剂图案。一旦彩色抗蚀剂固化，基本上不可以从彩色抗蚀剂中去除缺陷部分以及修复该缺陷部分。此外，由于几乎不存在去除彩色抗蚀剂的溶剂，故差的滤色器大多数被丢弃，从而降低了生产率。
为了解决前述问题，已开发出用于去除已固化的彩色抗蚀剂的组合物。
抗蚀剂主要分为正型抗蚀剂和负型抗蚀剂。与易于通过基于有机溶剂的剥离剂在40℃至50℃的温度下在1分钟内去除的正型抗蚀剂不同，彩色抗蚀剂具有负型抗蚀剂的特征，该负型抗蚀剂具有高的固化度，且通过热处理变硬，从而几乎不能被剥离和去除。因此，在高于70℃的温度下去除彩色抗蚀剂至少需要5分钟，所以仍需要更加改进的剥离性能。
第2009-75516号韩国专利公开申请公开了一种用于TFT（薄膜晶体管）LCD的彩色抗蚀剂剥离溶液组合物，然而，该组合物不具有极佳的剥离能力和长期维持剥离能力的效果。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种具有优异的剥离固化的滤色器抗蚀剂的能力的抗蚀剂剥离溶液。
本发明的另一个目的是提供这样一种抗蚀剂剥离溶液，该抗蚀剂剥离溶液能够剥离负型有机绝缘膜抗蚀剂和正型有机绝缘膜抗蚀剂以及滤色器抗蚀剂，而不损坏底层和各种金属布线。
将通过下列特征实现本发明的以上目的：
（1）一种抗蚀剂剥离剂组合物，包括：1重量%至10重量%的有机氢氧化季铵；40重量%至80重量%的二甲亚砜；1重量%至25重量%的基于乙二醇醚的有机溶剂；1重量%至25重量%的具有1个至20个碳原子的烷基胺；0.001重量%至1重量%的无机碱或其盐；和余量的水。
（2）根据上文（1）的抗蚀剂剥离剂组合物，其中，所述有机氢氧化季铵选自四甲基氢氧化铵（TMAH）、四乙基氢氧化铵（TEAH）、四丙基氢氧化铵（TPAH）和四丁基氢氧化铵（TBAH）中的至少一种。
（3）根据上文（1）的抗蚀剂剥离剂组合物，其中，所述基于乙二醇醚的有机溶剂选自乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、乙二醇单乙醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇甲基乙醚、二丙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚中的至少一种。
（4）根据上文（1）的抗蚀剂剥离剂组合物，其中，所述具有1个至20个碳原子的烷基胺选自甲胺、乙胺、异丙胺、单异丙胺、二乙胺、二异丙胺、二丁胺、三甲胺、三乙胺、三异丙胺、三丁胺、乙二胺、丙二胺、1，3-丙二胺、1，2-丙二胺、二乙烯三胺和二己烯三胺中的至少一种。
（5）根据上文（1）的抗蚀剂剥离剂组合物，其中，所述无机碱或其盐选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、硝酸钠、硝酸钾、硫酸钠、硫酸钾、硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。
（6）根据上文（1）的抗蚀剂剥离剂组合物，其中，所述抗蚀剂为滤色器抗蚀剂和有机绝缘膜抗蚀剂中的至少一种。
根据本发明，通过溶解抗蚀剂而非升离抗蚀剂，可从基板去除滤色器抗蚀剂，从而获得极佳的剥离能力。
此外，根据本发明，可以使器件中的滤色器堵塞降低到最低程度，同时长期维持极佳的剥离能力，从而当再使用滤色器时提高生产率。
另外，根据本发明，可以剥离负型有机绝缘膜抗蚀剂和正型有机绝缘膜抗蚀剂以及滤色器抗蚀剂，而不损坏底层和各种金属布线。
具体实施方式
本发明公开了一种抗蚀剂剥离剂组合物，包括：1重量%至10重量%的有机氢氧化季铵；40重量%至80重量%的二甲亚砜；1重量%至25重量%的基于乙二醇醚的有机溶剂；1重量%至25重量%的具有1个至20个碳原子的烷基胺；0.001重量%至1重量%的无机碱或其盐；和余量的水，由此可以通过溶解从基板去除滤色器抗蚀剂，从而获得极佳的剥离能力，使器件中的滤色器堵塞降低到最低程度，并且剥离负型有机绝缘膜抗蚀剂和正型有机绝缘膜抗蚀剂以及滤色器抗蚀剂，而不损坏底层和各种金属布线。
下文将更加详细地描述本发明。
根据本发明的有机氢氧化季铵可以起到释放氢氧根离子的作用，该氢氧根离子渗入到抗蚀剂中，以便加速抗蚀剂的溶解。
根据本发明的有机氢氧化季铵没有特别的限制，但可以包括：例如，四甲基氢氧化铵（TMAH）、四乙基氢氧化铵（TEAH）、四丙基氢氧化铵（TPAH）、四丁基氢氧化铵（TBAH）等，这些有机氢氧化季铵被单独使用或以其中的两种或多于两种的组合使用。
相对于抗蚀剂剥离剂组合物的总重量，所包括的如上所述的有机氢氧化季铵的量可以为1重量%至10重量%，优选为2重量%至8重量%。如果有机氢氧化季铵的含量小于1重量%，则会降低组合物渗入到聚合物。当有机氢氧化季铵的含量超过10重量%时，溶解需要过量的水，因此，其他成分的含量相对减少，从而使组合物相对于抗蚀剂的溶解力或溶解度降低。
二甲亚砜渗入到溶胀的抗蚀剂中，起到溶解抗蚀剂的作用。
相对于抗蚀剂剥离剂组合物的总重量，所包括的二甲亚砜的量可以为40重量%至80重量%，优选为40重量%至70重量%。如果二甲亚砜的含量小于40重量%，则会降低组合物相对于抗蚀剂的溶解力。当二甲亚砜的含量超过80重量%时，其他成分以及有机氢氧化季铵的含量相对减少，从而降低组合物渗入到抗蚀剂。
根据本发明的基于乙二醇醚的有机溶剂可渗入到抗蚀剂中，以增强溶胀性能，从而增强从基板的表面剥离抗蚀剂的效果。另外，这种溶剂可提高本发明的清洗剂组合物的水溶性，从而使得在清洗期间容易地去除残留物。
如上所述的基于乙二醇醚的有机溶剂没有特别的限制，但可以包括：例如，乙二醇单甲醚（MG）；二乙二醇单甲醚（MDG）；二乙二醇单乙醚（EDG，卡必醇）；乙二醇单乙醚（EG）；三乙二醇单乙醚（ETG）；三乙二醇单甲醚（MTG）；二乙二醇甲基乙醚（MEDG）；二丙二醇单甲醚（MFDG）；三丙二醇单甲醚（MFTG）；丙二醇单甲醚（MFG）等，这些基于乙二醇醚的有机溶剂可单独使用或以其中的两种或多于两种的组合使用。
相对于抗蚀剂剥离剂组合物的总重量，所包括的基于乙二醇醚的有机溶剂的量可以为1重量%至25重量%，优选为3重量%至20重量%。如果基于乙二醇醚的有机溶剂的含量小于1重量%，则增加对于聚合物抗蚀剂的剥离能力的效果是非常微小的。另外，当基于乙二醇醚的有机溶剂的含量超过25重量%时，对应这种含量增加的效果基本上是微不足道的，因此没有提供经济优势，而其他成分的含量相对减少，从而使组合物相对于抗蚀剂的溶解力降低。
根据本发明的具有1个至20个碳原子的烷基胺可以起到溶解抗蚀剂的染料成分的作用。
根据本发明，烷基胺指的是均具有作为与氮原子键合的有机基团的烷基的所有胺、二胺和三胺，更具体地，意思是包括胺的概念，其中，氮原子的位置没有特别的限制，但可以是碳链的两个端部或中间。
根据本发明的如上所述的这种具有1个至20个碳原子的烷基胺没有特别的限制，但可以包括：例如，伯胺，如甲胺、乙胺、异丙胺、单异丙胺等；仲胺，如二乙胺、二异丙胺、二丁胺等；叔胺，如三甲胺、三乙胺、三异丙胺、三丁胺等；二胺，如乙二胺、丙二胺、1，3-丙二胺、1，2-丙二胺等；三胺，如二乙烯三胺、二己烯三胺等，这些烷基胺可单独使用或以其中的两种或多于两种的组合使用。
相对于抗蚀剂剥离剂组合物的总重量，所包括的具有1个至20个碳原子的烷基胺的量可以为1重量%至25重量%，优选为3重量%至20重量%。如果烷基胺的含量小于1重量%，则难以充分地溶解抗蚀剂的染料成分。当烷基胺的含量超过25重量%时，增加含量的效果基本上是微不足道的，因此没有提供经济优势，而有机氢氧化季铵和二甲亚砜的含量被降低使得组合物相对于抗蚀剂的溶解力降低。
根据本发明的无机碱或其盐可以是提高剥离有机绝缘膜的能力的组分。
根据本发明的无机碱或其盐没有特别的限制，但可以包括：例如，氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、硝酸钠、硝酸钾、硫酸钠、硫酸钾、硅酸钠、硅酸钾等。
相对于抗蚀剂剥离剂组合物的总重量，所包括的无机碱或其盐的量可以为0.001重量%至1重量%，优选为0.01重量%至0.5重量%。如果无机碱或其盐的含量小于0.001重量%，则增加剥离有机绝缘膜的能力的效果是非常微小的。当无机碱或其盐的含量超过1重量%时，增加含量的效果基本上是微不足道的，因此没有提供经济优势。
本发明的抗蚀剂剥离剂组合物可以具有通过采用以上组分，然后根据实际需求向其中加入水所调整的总的结构组成，因此，水可以成为组合物的总重量的余量。优选地，适当地调整结构组成，使得以上组分分别具有在上述范围内的所期望的含量。
本发明的抗蚀剂剥离剂组合物以其特定比例包括前述组分，以便提供极佳的剥离滤色器抗蚀剂的能力，和剥离负型有机绝缘膜抗蚀剂和正型有机绝缘膜抗蚀剂，而不损坏底层和各种金属布线。
本发明的抗蚀剂剥离剂组合物可以剥离通常用在相关领域中的任何常规的滤色器抗蚀剂和/或有机绝缘膜抗蚀剂，而对抗蚀剂没有特别的限制。
一种使用本发明的抗蚀剂剥离剂组合物的方法没有特别的限制，但可以包括：例如，在制造有机绝缘膜或滤色器期间出现抗蚀剂图案缺乏的情况下，将固化的抗蚀剂基板侵入剥离剂组合物中；用剥离剂组合物涂覆基板等。从而，这种差的滤色器可以修复和再利用，因此，显著地提高了生产率。
在下文中，为了更加清楚地理解本发明，将结合实施例来描述优选的实施方式。然而，本领域的技术人员可以理解，这样的实施方式被提供用于示例的目的，各种变型和变动是可行的而不脱离本发明的范围和精神，并且这样的变型和变动充分地被包括在如所附的权利要求书限定的本发明中。
实施例和比较实施例
采用列于表1中的下列组分和其结构组成（重量%），加入作为余量的水，来制备抗蚀剂剥离剂组合物。
[表1]
实验实施例-抗蚀剂剥离能力的评估
（1）滤色器抗蚀剂
将感光性树脂组合物（由Dongwoo Fine Chem.公司生产的NYB1421、NYG1420、NYR1421等）涂覆到玻璃基板之后，在90℃下对基板预烘120秒。随后使基板经受曝光、显影工艺以形成图案，然后在220℃的烘箱中硬烘，从而制造滤色器抗蚀剂。
在70℃下将所制成的滤色器抗蚀剂分别浸入在实施例和比较实施例中所制备的各抗蚀剂剥离剂组合物中3分钟、5分钟和10分钟之后，通过光学显微镜观察所处理的抗蚀剂，以评估剥离抗蚀剂的能力。根据下面的评估标准进行评估，评估结果在表2中示出。
（2）有机绝缘膜抗蚀剂
将聚丙烯酸酯树脂（PAC树脂）涂覆到玻璃基板之后，在90℃下对基板预烘120秒。接着，使基板经受曝光、显影工艺以形成图案，然后在220℃的烘箱中硬烘，从而制造有机绝缘膜抗蚀剂。
在70℃下将所制成的有机绝缘膜抗蚀剂分别浸入在实施例和比较实施例中所制备的各抗蚀剂剥离剂组合物中3分钟、5分钟和10分钟之后，通过光学显微镜观察所处理的抗蚀剂，以评估剥离抗蚀剂的能力。根据下面的评估标准进行评估，评价结果在表2中示出。
<用于评估的标准>
◎：去除100%的抗蚀剂
○：去除80%或更多的抗蚀剂
△：去除少于80%的抗蚀剂
X：几乎没有去除抗蚀剂
[表2]
如上表2所示，可以看出，在实施例1至实施例9中所制备的抗蚀剂剥离剂组合物在3分钟内去除了80%或更多的滤色器抗蚀剂，在5分钟内去除了100%的滤色器抗蚀剂，因此显示出优异的剥离能力。另外，前述每一种抗蚀剂剥离剂组合物均可在10分钟内去除100%的有机绝缘膜抗蚀剂，因此同样显示出极佳的剥离能力。
然而，表明：在比较实施例1至比较实施例9中所制备的抗蚀剂剥离剂组合物几乎没有去除抗蚀剂，另外，只有当抗蚀剂浸入组合物中较长时间段时，才剥离很少的抗蚀剂，因此表现出剥离能力的下降。
Claims (6)
1.一种抗蚀剂剥离剂组合物，包括：1重量%至10重量%的有机氢氧化季铵；40重量%至80重量%的二甲亚砜；1重量%至25重量%的基于乙二醇醚的有机溶剂；1重量%至25重量%的具有1个至20个碳原子的烷基胺；0.001重量%至1重量%的无机碱或其盐；和余量的水。
2.根据权利要求1所述的抗蚀剂剥离剂组合物，其中，所述有机氢氧化季铵选自四甲基氢氧化铵（TMAH）、四乙基氢氧化铵（TEAH）、四丙基氢氧化铵（TPAH）和四丁基氢氧化铵（TBAH）中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的抗蚀剂剥离剂组合物，其中，所述基于乙二醇醚的有机溶剂选自乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、乙二醇单乙醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇甲基乙醚、二丙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的抗蚀剂剥离剂组合物，其中，所述具有1个至20个碳原子的烷基胺选自甲胺、乙胺、异丙胺、单异丙胺、二乙胺、二异丙胺、二丁胺、三甲胺、三乙胺、三异丙胺、三丁胺、乙二胺、丙二胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、二乙烯三胺和二己烯三胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的抗蚀剂剥离剂组合物，其中，所述无机碱或其盐选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、硝酸钠、硝酸钾、硫酸钠、硫酸钾、硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。
6.根据权利要求1或5所述的抗蚀剂剥离剂组合物，其中，所述抗蚀剂为滤色器抗蚀剂和有机绝缘膜抗蚀剂中的至少一种。
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