CN108828910A - 一种正性光刻胶清洗组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正性光刻胶清洗组合物及其制备方法，该组合物由以下重量百分比的组分组成：酰胺类40％～50％，醇醚类30％～50％，有机胺1％～10％，添加剂1％～10％，抑制剂0.3％～1％，其中，所述添加剂包括1，3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮、有机醇中的至少一种。本发明的正性光刻胶清洗组合物的清洗力强，剥离效果好，无腐蚀，可提高被清洗基材的使用寿命，其制备工艺简单，制造成本低。

Description

一种正性光刻胶清洗组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及光刻胶清洗组合物技术领域，更具体地说，是涉及一种正性光刻胶清洗组合物及其制备方法。

背景技术

光刻工艺是用于制造触控电路、印刷电路、集成电路、显示屏和基因芯片等领域中所使用的常规工艺，而光刻胶是光刻工艺中重要原材料之一。

光刻胶是由感光树脂、增感剂和溶剂等成分组成的且对光敏感的混合液体。目前光刻胶的型号多样，根据其显影原理大体可分为正性胶和负性胶。光刻胶的作用主要是在材料表面形成掩膜，曝光后进行图形转移。在光刻工艺中，得到所需图形后应当去除残留光刻胶，之后进行下一道工序。在光刻胶的去除工序中，需要使用合适的光刻胶清洗液，以期能够完全将光刻胶去除，同时保证基材不被腐蚀。

然而，目前市场上的光刻胶清洗液在清洗力和不腐蚀基材两个性能上无法达到一个良好的平衡，因此，亟待需求一种清洗力强且无腐蚀的光刻胶清洗液。

此外，现有的光刻胶清洗液一般采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为有机溶剂，其具有强极性、惰性、低粘度、溶解能力强、稳定性好、无腐蚀、挥发性低等特点，但NMP在碱性条件下易发生水解(4％氢氧化钠8h大约分解50％～70％)，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种清洗力强、无腐蚀、可在碱环境下使用、使用寿命长的正性光刻胶清洗组合物。

本发明的另一目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种清洗力强、无腐蚀、可在碱环境下使用、使用寿命长的正性光刻胶清洗组合物的制备方法。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种正性光刻胶清洗组合物，该组合物由以下重量百分比的组分组成：

其中，所述添加剂包括1，3-二甲基-2-咪唑啉酮和有机醇中的至少一种。

作为优选的实施方式，所述酰胺类包括N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。

作为优选的实施方式，所述醇醚类包括丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚和二乙二醇丁醚中的至少一种。

作为优选的实施方式，所述有机胺包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、氨乙基哌嗪、羟乙基哌嗪和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种。

作为优选的实施方式，所述有机醇包括甲基苯甲醇、丙三醇、二甲基苯甲醇和二乙二醇中的至少一种。

作为优选的实施方式，所述抑制剂包括苯并咪唑、甲基苯并三氮唑、苯并三氮唑、5-氨基四唑、2-巯基噻二唑和2-巯基苯并噻唑中的至少一种。

本发明第二方面提供了一种制备如上述技术方案所述的正性光刻胶清洗组合物的方法，包括以下步骤：

将酰胺类40％～50％、醇醚类30％～50％、有机胺1％～10％、添加剂1％～10％和抑制剂0.3％～1％按各自对应的重量百分比加入到反应容器中均匀搅拌即可制得。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的正性光刻胶清洗组合物的清洗力强，剥离效果好，无腐蚀，可提高被清洗基材的使用寿命，酰胺类化合物能够溶解光阻，醇醚类化合物能够润湿、膨润、溶解光阻，有机胺能够具有渗透力，断开光阻的弱化学结合力，添加剂能够跟酰胺类化合物和醇醚类化合物起协同作用，更好的溶解光阻，抑制剂能够抑制金属腐蚀，并且本发明采用1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)和有机醇中的至少一种替代N-甲基吡咯烷酮(NMP)，可在碱环境下使用，在碱性条件下不易发生快速分解，使用寿命长。

2、本发明的制备工艺简单，制造成本低。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种正性光刻胶清洗组合物，该组合物由以下重量百分比的组分组成：

其中，所述酰胺类包括N-甲基甲酰胺(NMF)、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种，当然也可以采用其他酰胺类化合物。酰胺类化合物能够溶解光阻。

其中，所述醇醚类包括丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚和二乙二醇丁醚中的至少一种，当然也可以采用其他醇醚类化合物。醇醚类化合物能够润湿、膨润、溶解光阻。

其中，所述有机胺包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、氨乙基哌嗪、羟乙基哌嗪和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种，当然也可以采用其他有机胺类化合物。有机胺能够具有渗透力，断开光阻的弱化学结合力。

其中，所述添加剂包括1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)、有机醇中的至少一种，所述有机醇包括甲基苯甲醇、丙三醇、二甲基苯甲醇和二乙二醇中的至少一种，当然也可以采用其他有机醇。添加剂能够跟酰胺类化合物和醇醚类化合物起协同作用，更好的溶解光阻。

其中，所述抑制剂包括苯并咪唑、甲基苯并三氮唑、苯并三氮唑、5-氨基四唑、2-巯基噻二唑、2-巯基苯并噻唑中的至少一种，当然也可以采用其他唑类化合物。抑制剂能够抑制金属腐蚀。

一种制备如上述技术方案所述的正性光刻胶清洗组合物的方法，包括以下步骤：

将酰胺类、醇醚类、有机胺、添加剂和抑制剂按各自对应的重量百分比加入到反应容器中均匀搅拌即可制得。

实施例：

(1)1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)用来取代N-甲基吡咯烷酮(NMP)

1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)与N-甲基吡咯烷酮(NMP)结构相似，性能和应用领域相近，但是二者在某些性能上存在显著差异：N-甲基吡咯烷酮(NMP)具有强极性、惰性、低粘度、溶解能力强、稳定性好、无腐蚀、挥发性低等特点，目前已在医药、食品、日用化工、纺织、洗涤用品等众多领域获得了应用，但N-甲基吡咯烷酮(NMP)在碱性条件下易发生水解。

N-甲基吡咯烷酮(NMP)和DMI都属于内酰胺类化合物。因为酰胺键容易水解，所以酰胺类溶剂的使用条件收到限制，N-甲基吡咯烷酮(NMP)在碱性条件下容易发生分解(4％氢氧化钠8h大约分解50-70％)，酸性条件下稳定。1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)由于脲的结构一方面共轭效应降低了偶极，使羰基反应活性降低。另一方面环上的五原子共面，使亲核试剂进去环内进攻羰基的机会减小。所以1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)在高温碱性条件下相当稳定，不会发生快速分解。相对于N-甲基吡咯烷酮(NMP)，1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)的应用范围得以扩展，可应用于碱性条件下的反应。

(2)N-甲基吡咯烷酮(NMP)的水解情况

对比例1：N-甲基甲酰胺(NMF)50％、丙二醇甲醚38％、一乙醇胺3.5％、N-甲基吡咯烷酮(NMP)8％、甲基苯并三氮唑0.5％。

对比例2：N-甲基甲酰胺(NMF)50％、丙二醇甲醚38、一乙醇胺3.5％、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)8％、甲基苯并三氮唑0.5％。

同一天配制，装好密封放置，碱值对比(以10g样品消耗的0.1N盐酸计)

结论：

对比例2放置30天后，碱值基本不变，对比例1的碱值明显变小，碱值的减少是因为在碱性条件下，N-甲基吡咯烷酮(NMP)发生水解，目前认为的水解机理是：N-甲基吡咯烷酮(NMP)在碱性环境或高温下，N-甲基吡咯烷酮(NMP)中与N相邻的三个C都有可能被活化，其中C＝O中的C活化后可直接造成N-甲基吡咯烷酮(NMP)开环水解，生成N-甲基-4-氨基丁酸；若与N相邻的亚甲基和甲基的C被活化，先会发生氧化反应，生成过氧化物，由于过氧化物不稳定，易生成羟基，即生成5-HNMP和NHMP；并且碱性条件下更容易造成5-HNMP和NHMP开环水解，生成N-甲基-4-羟基氨基丁酸。

(3)用实施例1～7、对比例1～4在50℃条件下对同样涂在10mm×10mm表面上的AZ光刻胶进行去胶，60S后去胶效果及浸泡30min后腐蚀程度如下：

对比例3：NMF 50％、丙二醇甲醚38.3％、一乙醇胺3.5％、DMI 8％、甲基苯并三氮唑0.2％。

对比例4：N-甲基甲酰胺(NMF)50％、丙二醇甲醚46、一乙醇胺3.5％、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)0％、甲基苯并三氮唑0.5％。

表1

结论：

实施例1～7、对比例2的清洗力强，无腐蚀，对比例1采用了N-甲基吡咯烷酮(NMP)，也具有清洗力强，无腐蚀的特点，对比例3的甲基苯并三氮唑的含量小于0.3％，出现了轻微腐蚀，达不到完全防腐的效果，对比例4没有加入添加剂，剥离效果差，清洗力大大减弱。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种正性光刻胶清洗组合物，其特征在于，该组合物由以下重量百分比的组分组成：

其中，所述添加剂包括1，3-二甲基-2-咪唑啉酮和有机醇中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种正性光刻胶清洗组合物，其特征在于，所述酰胺类包括N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种正性光刻胶清洗组合物，其特征在于，所述醇醚类包括丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚和二乙二醇丁醚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种正性光刻胶清洗组合物，其特征在于，所述有机胺包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、氨乙基哌嗪、羟乙基哌嗪和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种正性光刻胶清洗组合物，其特征在于，所述有机醇包括甲基苯甲醇、丙三醇、二甲基苯甲醇和二乙二醇中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种正性光刻胶清洗组合物，其特征在于，所述抑制剂包括苯并咪唑、甲基苯并三氮唑、苯并三氮唑、5-氨基四唑、2-巯基噻二唑和2-巯基苯并噻唑中的至少一种。

7.一种制备如权利要求1～6中任意一项所述的正性光刻胶清洗组合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将酰胺类40％～50％、醇醚类30％～50％、有机胺1％～10％、添加剂1％～10％和抑制剂0.3％～1％按各自对应的重量百分比加入到反应容器中均匀搅拌即可制得。