CN115521392A - 树脂及其制备方法、光刻胶、光刻方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了树脂及其制备方法、光刻胶、光刻方法。树脂应用于光刻胶，树脂包括多个单体单元，多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基的基团；其中，树脂包括丙烯酸型聚合物与硅氧烷型聚合物中的至少一种。本申请通过使树脂的单体单元包括含有羧基的基团，既使其制备的光刻胶更容易溶解于显影液，又使打开氮氮双键的能量减小，从而减小光刻胶需要的曝光能量，减少曝光时间，进而提高生产效率。
Description
技术领域
本申请属于光刻技术领域，具体涉及树脂及其制备方法、光刻胶、光刻方法。
背景技术
光刻工艺通常需要经过涂布、曝光、及显影等制程。其中，在曝光制程中，通常需要对光刻胶进行曝光以固化光刻胶。但是，由于光刻胶需要的曝光能量较大，导致曝光时间较长，从而降低生产效率。
发明内容
鉴于此，本申请第一方面提供了一种树脂，应用于光刻胶，所述树脂包括多个单体单元，所述多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基的基团；其中，所述树脂包括丙烯酸型聚合物与硅氧烷型聚合物中的至少一种。
本申请第一方面提供的树脂，包括丙烯酸型聚合物和/或硅氧烷型聚合物，为树脂应用于光刻胶提供基础；并且，在树脂中，多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基的基团，以减小光刻胶需要的曝光能量。
具体地，由于含有羧基的基团显酸性，不仅能够提高光刻胶在碱性显影液中的溶解能力，而且能够使曝光时需要打开氮氮双键的能量减小，从而减小光刻胶需要的曝光能量。
因此，本申请通过使树脂的单体单元包括含有羧基的基团，既使其制备的光刻胶更容易溶解于显影液，又使打开氮氮双键的能量减小，从而减小光刻胶需要的曝光能量，减少曝光时间，进而提高生产效率，减小生产成本。
其中，每个所述单体单元包括至少一个所述含有羧基的基团。
其中，所述含有羧基的基团包括间苯二甲酸基团、苯甲酸基团、邻苯二甲酸基团中的一种或多种。
本申请第二方面提供了一种树脂的制备方法，包括：
提供丙烯酸型聚合物与硅氧烷型聚合物中的至少一种；其中，所述丙烯酸型聚合物与所述硅氧烷型聚合物均包括多个单体单元；
提供含有羧基基团的化合物；及
将所述多个单体单元与所述含有羧基基团的化合物混合反应，以得到所述多个单体单元的至少部分包括至少一个所述含有羧基基团的树脂。
本申请第二方面提供的树脂的制备方法，该制备方法的工艺简单，可操作性强。将多个单体单元、及含有羧基基团的化合物混合反应，以得到所述多个单体单元的至少部分包括至少一个所述含有羧基基团的树脂。
因此，由上述制备方法制得的树脂的单体单元包括含有羧基的基团，既使其制备的光刻胶更容易溶解于显影液，又使打开氮氮双键的能量减小，从而减小光刻胶需要的曝光能量，减少曝光时间，进而提高生产效率，减小生产成本。
本申请第三方面提供了一种光刻胶，包括溶剂、表面活性剂、以及如本申请第一方面提供的树脂。
本申请第三方面提供的光刻胶，通过采用本申请第一方面提供的树脂，使光刻胶中树脂的单体单元包括含有羧基的基团，既使其制备的光刻胶更容易溶解于显影液，又使打开氮氮双键的能量减小，从而减小光刻胶需要的曝光能量，减少曝光时间，进而提高生产效率，减小生产成本。
其中，在所述光刻胶中，所述树脂的质量分数为5％-15％。
其中，所述表面活性剂包括醇类化合物，所述醇类化合物中的碳原子数量为1个-8个。
其中，在所述光刻胶中，所述醇类化合物的质量分数为0.05％-0.3％。
本申请第四方面提供了一种光刻方法，包括：
提供待光刻件、及如本申请第三方面提供的光刻胶；
将所述光刻胶涂布至所述待光刻件；
对所述待光刻件上涂布的所述光刻胶进行曝光；及
对所述待光刻件上涂布的所述光刻胶进行显影。
本申请第四方面提供的光刻方法，工艺简单，可操作性强。通过采用本申请第三方面提供的光刻胶，使光刻胶中树脂的单体单元包括含有羧基的基团，既使其制备的光刻胶更容易溶解于显影液，又使打开氮氮双键的能量减小，从而减小光刻胶需要的曝光能量，减少曝光时间，进而提高生产效率，减小生产成本。
其中，在对所述光刻胶进行曝光的过程中，所述光刻胶的曝光能量为65mJ-90mJ，曝光时间为60s-65s。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对本申请实施方式中所需要使用的附图进行说明。
图1为本申请一实施方式中树脂的制备方法的工艺流程图。
图2为相关技术中光刻方法的显影制程的流程示意图。
图3为含有不同浓度的醇类化合物的光刻胶与显影液反应确认泡沫及异物状况的示意图。
图4为本申请一实施方式中光刻方法的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
在介绍本申请的技术方案之前，再详细介绍下相关技术中的技术问题。
在制备显示装置时，例如薄膜晶体管液晶显示器(Thin FilmTransistor-liquidCrystal Display，TFT-LCD)，常需使用光刻工艺。光刻工艺通常需要经过涂布光刻胶、对光刻胶曝光、及对光刻胶显影等制程。光刻工艺中的光刻胶也可以称为Polymer Film onArray材料，简称PFA材料。光刻胶可用于平坦RGB地形，提升开口率，降低寄生电容，能提升显示产品品味，在大尺寸，高清显示屏上广泛应用。光刻胶中包括树脂，例如丙烯酸型树脂、硅氧烷型树脂等。
随着市场对大尺寸高清显示屏需求增加，急需提升单一设备产能。PFA产品的产能瓶颈主要卡在PFA材料曝光(Array Photo)工艺段。其中，在曝光制程中，需要对光刻胶进行曝光以固化光刻胶。但是，由于光刻胶需要的曝光能量较多，导致曝光时间较长，从而使生产节拍变慢，即降低生产效率。
鉴于此，为了解决上述问题，本申请提供了一种树脂。
本实施方式提供了一种树脂，应用于光刻胶，所述树脂包括多个单体单元，所述多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基的基团；其中，所述树脂包括丙烯酸型聚合物与硅氧烷型聚合物中的至少一种。
此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
本实施方式提供树脂，应用于光刻胶。本实施方式对光刻胶的应用不进行限定。光刻胶可用于制备显示装置，例如应用在液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光显示屏(Organic Light-Emitting Display，OLED)等显示装置。本实施方式对显示装置的种类并不进行限定。
本实施方式提供的树脂包括丙烯酸型聚合物和/或硅氧烷型聚合物，为树脂应用于光刻胶提供基础。其中，聚合物中最小的重复单元也称为单体、或者单体单元。聚合物由多个单体单元组成。而单体单元中可以包括多个不同的结构单元，结构单元是指单体单元中最小的不能再分的结构单位。
例如，丙烯酸型聚合物中的结构单元必含有丙烯酸；硅氧烷型聚合物中的结构单元必含有硅氧烷。换句话说，丙烯酸型聚合物中的单体单元可包括丙烯酸结构单元与其他基团的结构单元；硅氧烷型聚合物中的单体单元可包括硅氧烷结构单元与其他基团的结构单元。其他基团的结构单元可以为芳香烃、烷烃、卤代烃等。本实施方式对其他基团的结构单元不进行限定。
例如，当树脂包括丙烯酸型聚合物时，树脂的化学式如下所示:
其中，本实施方式对上述化学式中的R基团不进行限定，R基团包括烷基、芳烃基、卤素、氢元素中的一种或多种。
本实施方式提供的树脂包括多个单体单元，当树脂包括丙烯酸型聚合物时，单体单元包括丙烯酸；当树脂包括硅氧烷型聚合物时，单体单元包括硅氧烷。并且，多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基的基团，以减小光刻胶需要的曝光能量。本实施方式对含有羧基的基团不进行限定，基团上包括至少一个羧基即可。例如，含有羧基的烷烃基团、含有羧基的芳香烃基团等。
在一种实施方式中，所述含有羧基的基团包括间苯二甲酸基团、苯甲酸基团、邻苯二甲酸基团中的一种或多种。本实施方式中的采用含有羧基和苯环的基团，不仅能够确保羧基发挥其减小光刻胶需要的曝光能量的作用，而且苯环能够使树脂在结构上更加稳定，从而有利于羧基发挥作用。
在一种实施方式中，多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基的基团。换句话说，至少一个单体单元包括含有羧基的基团。例如，树脂中一个单体单元包括含有羧基的基团。又例如，树脂中三个单体单元包括含有羧基的基团。本实施方式对包括含有羧基的基团的单体单元的数量不进行限定，例如，五个、八个、十个、三十个、五十个、一百个、二百个等。
在另一种实施方式中，每个所述单体单元包括至少一个所述含有羧基的基团。换句话说，每个单体单元包括至少一个含有羧基的基团。例如，每个单体单元包括一个含有羧基的基团。又例如，每个单体单元包括两个含有羧基的基团。本实施方式对每个单体单元中，含有羧基的基团的数量不进行限定，例如，三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个等。
具体地，由于含有羧基的基团显酸性，不仅能够提高光刻胶在碱性显影液中的溶解能力，而且能够使曝光中需要打开氮氮双键的能量减小，从而减小光刻胶需要的曝光能量。
因此，本申请通过改变光刻胶中树脂的结构，使树脂的单体单元包括含有羧基的基团，换句话说，在树脂的单体单元上引入含有羧基的基团，既使其制备的光刻胶更容易溶解于显影液；又使打开氮氮双键的能量减小，从而在保证曝光制程中形成足够的孔洞的线宽和/或膜厚的基础上，减小光刻胶需要的曝光能量，减少曝光时间，进而提高生产效率，减小生产成本。
例如，相关技术中，采用单体单元不具有含有羧基的基团的树脂进行光刻，其曝光能量为A；而采用本申请中单体单元包括含有羧基的基团的树脂进行光刻，其曝光能量为B，A大于B，即本申请的树脂能够减小光刻胶需要的曝光能量。
其中，曝光能量也可以用Dose值表示，其定义为曝光区要产生完全溶解所需入射光的能量。
可选地，碱性显影液包括四甲基氢氧化氨(TMAH)等。
本申请还提供了一种树脂的制备方法。请参考图1，图1为本申请一实施方式中树脂的制备方法的工艺流程图。本实施方式提供了一种树脂的制备方法，树脂的制备方法包括S100，S200，S300。其中，S100，S200，S300的详细介绍如下。
S100，提供丙烯酸型聚合物与硅氧烷型聚合物中的至少一种；其中，所述丙烯酸型聚合物与所述硅氧烷型聚合物均包括多个单体单元。
本实施方式提供丙烯酸型聚合物和/或硅氧烷型聚合物，作为树脂的基础成分。可选地，至少一个单体单元包括羟基，为后续发生取代反应提供基础。
S200，提供含有羧基基团的化合物。
本实施方式提供含有羧基基团的化合物，为在丙烯酸型聚合物和/或硅氧烷型聚合物上引入含有羧基的基团提供基础。可选地，含有羧基基团的化合物包括含有羧基的烷烃、含有羧基的芳香烃中的一种或多种。例如，1-溴甲基-2,6二苯甲酸、溴甲基-间苯二甲酸、溴乙基-邻苯二甲酸等。
可选地，所述含有羧基基团的化合物包括卤素，为后续发生取代反应提供基础。
S300，将所述多个单体单元与所述含有羧基基团的化合物混合反应，以得到所述多个单体单元的至少部分包括至少一个所述含有羧基基团的树脂。
可选地，在多个单体单元与含有羧基基团的化合物混合反应的过程中，多个单体单元与含有羧基基团的化合物发生取代反应；单体单元中羟基的氢离子与含有羧基基团的化合物中的卤素相结合，生成多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基基团的树脂、及包括氢离子与卤素的化合物，例如氯化氢、溴化氢等。
具体的反应如下所示：
本实施方式提供的树脂的制备方法，该制备方法的工艺简单，可操作性强。将多个单体单元、及含有羧基基团的化合物混合反应，以得到所述多个单体单元的至少部分包括至少一个所述含有羧基基团的树脂。
因此，由上述制备方法制得的树脂的单体单元包括含有羧基的基团，既使其制备的光刻胶更容易溶解于显影液，又使打开氮氮双键的能量减小，从而减小光刻胶需要的曝光能量，减少曝光时间，进而提高生产效率。
在一种实施方式中，在保护性气氛下，将所述多个单体单元与所述含有羧基基团的化合物混合反应并加热，以得到所述多个单体单元的至少部分包括至少一个所述含有羧基基团的树脂。
可选地，保护性气氛包括氮气、氩气中的一种或多种。反应的加热温度为130℃-170℃，反应的加热时间为22h-26h。具体地，反应的加热温度为140℃、150℃、160℃。反应的加热时间为23h、24h、25h。
多个单体单元与含有羧基基团的化合物的加热温度为130℃-170℃，不仅可以确保聚合物能够与含有羧基基团的化合物充分反应；而且能够节约成本，降低能耗。若多个单体单元与含有羧基基团的化合物的加热温度小于130℃，则无法确保聚合物能够与含有羧基基团的化合物充分反应，减少反应生成的树脂的量；若多个单体单元与含有羧基基团的化合物的加热温度大于170℃，则导致会提高成本，增加能耗。
多个单体单元与含有羧基基团的化合物的加热时间为22h-26h，不仅可以确保聚合物能够与含有羧基基团的化合物充分反应；而且能够节约成本，降低能耗。若多个单体单元与含有羧基基团的化合物的加热时间小于22h，则无法确保聚合物能够与含有羧基基团的化合物充分反应，减少反应生成的树脂的量；若多个单体单元与含有羧基基团的化合物的加热时间大于26h，则导致会提高成本，增加能耗。
在一种实施方式中，在S300，将所述多个单体单元与所述含有羧基基团的化合物混合反应，以得到所述多个单体单元的至少部分包括至少一个所述含有羧基基团的树脂之后，还包括：
以体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1:3对树脂进行重结晶，以除去多余的反应物。
本实施方式还对反应后得到的树脂进行重结晶提纯，使树脂能够在曝光制程中更好地发挥其作用，减少杂质的影响。
在一种实施方式中，所述多个单体单元与所述含有羧基基团的化合物的摩尔比为1：(0.7-1.5)。具体地，所述多个单体单元与所述含有羧基基团的化合物的摩尔比为1：(0.9-1.3)、或1：1.1。
多个单体单元与含有羧基基团的化合物的摩尔比为1：(0.7-1.5)，不仅可以确保聚合物能够与含有羧基基团的化合物充分反应；而且能够节约成本，降低能耗。若多个单体单元与含有羧基基团的化合物的摩尔比小于1：(0.7-1.5)，则无法确保聚合物能够与含有羧基基团的化合物充分反应，减少反应生成的树脂的量；若多个单体单元与含有羧基基团的化合物的摩尔比大于1：(0.7-1.5)，则导致会提高成本，增加能耗。
本申请还提供一种光刻胶，包括溶剂、表面活性剂、以及如本申请上述提供的树脂。
本实施方式提供的光刻胶，用于光刻工艺。可选地，光刻胶可用于显示领域，例如，阵列基板、彩膜基板、晶体三极管、二极管、电容、电阻、及金属层等各种物理部件在晶圆表面或表层内构成。可选地，光刻胶包括正性光刻胶与负性光刻胶。
可选地，溶剂包括3-甲氧基丙酸甲基酯(MMP)、1-甲氧基-2-丙醇(MFG)中的一种或多种。可选地，在所述光刻胶中，所述溶剂的质量分数为30％-80％；3-甲氧基丙酸甲基酯的质量分数为30％-40％，1-甲氧基-2-丙醇的质量分数为30％-40％。
可选地，光刻胶还包括辅助树脂，例如，二乙二醇甲乙醚(MEC)。可选地，在所述光刻胶中，所述辅助树脂的质量分数为5％-15％。
可选地，光刻胶还包括感光剂，例如，萘醌二嗪(NQD)酯。可选地，在所述光刻胶中，所述感光剂的质量分数为1％-10％。
可选地，光刻胶包括环氧单体、添加剂、偶联剂、1,4-二噁烷。可选地，在所述光刻胶中，环氧单体的质量分数为0.1％-3％，添加剂的质量分数为0.1％-3％，偶联剂的质量分数为0.1％-3％，1,4-二噁烷的质量分数为0％-0.5％。
本实施方式提供的光刻胶，通过采用本申请上述提供的树脂，使光刻胶中树脂的单体单元包括含有羧基的基团，既使其制备的光刻胶更容易溶解于显影液，又使打开氮氮双键的能量减小，从而减小光刻胶需要的曝光能量，减少曝光时间，进而提高生产效率。
所以本实施方式中的光刻胶也可以理解为高感度型光刻胶，光刻胶对曝光的敏感度高，需要曝光的能量小，减少曝光时间。
在一种实施方式中，在所述光刻胶中，所述树脂的质量分数为5％-15％。
树脂在光刻胶中的质量分数为5％-15％，不仅可以确保树脂能够发挥其减少曝光能量的作用；而且能够为光刻提供基础，完成光刻工艺。若树脂在光刻胶中的质量分数小于5％，则不仅无法确保树脂能够发挥其减少曝光能量的作用，及无法确保树脂能够为光刻提供基础；若树脂在光刻胶中的质量分数15％，则导致会提高成本，并且，树脂的量过多还会影响光刻胶的其他物质，从而降低光刻胶的光刻性能。
需要说明的是，光刻胶中的羧基一部分为光刻胶本身含有的羧基；另一部分为光刻胶的氮氮双键打开后，与水反应，新生成的羧基。
请参考图2，图2为相关技术中光刻方法的显影制程的流程示意图。在相关技术中，在显影制程的过程中，光刻胶中的羧基容易与显影液(例如碱性显影液中的四甲基氢氧化铵)发生反应，从而使树脂含有亲水基与疏水基，此时，空气或者异物被含有亲水基与疏水基的树脂包围，产生大量气泡。至少部分气泡中含有光刻胶中的NQD，这些泡沫容易干燥析出形成异物，污染设备，造成设备宕机和堵塞滤芯影响产能和滤芯寿命，同时异常产品造成产品良率损失。
具体地，如图2所示，在显影制程中，通常在显影1中会产生大量气泡，气泡随之流入显影液收集池中。若需要循环利用显影液，则需要将带有气泡及异物的显影过滤，所以泡沫容易污染设备，造成设备宕机和堵塞滤芯影响产能和滤芯寿命，同时异常产品造成产品良率损失。
请参考图3，图3为含有不同浓度的醇类化合物的光刻胶与显影液反应确认泡沫及异物状况的示意图。在一种实施方式中，所述表面活性剂包括醇类化合物，所述醇类化合物中的碳原子数量为1个-8个。可选地，醇类化合物包括乙醇、辛醇、丙醇中的一种或多种。
本实施方式中通过在光刻胶的表面活性剂中增设低分子的醇类化合物，使醇类化合物能够与溶液充分混合。醇类化合物能够溶解极性物质，减小气泡表面亲水基的含量，换句话说，醇类化合物能够占据气泡表面分子结构的空间，降低气泡表面分子间的紧密程度，或者说，醇类化合物能够溶解极性物质，减小了气泡中亲水基的含量，使亲水基与疏水基的平衡被打破，从而减弱了泡沫的稳定性，使气泡容易被破坏，提升产能和良率。
本实施方式提供的光刻胶通过加入醇类化合物，抑制泡沫和异物产生，降低显影制程时产生泡沫和异物的几率，降低造成设备宕机和堵塞滤芯影响产能的几率，增加滤芯寿命，提升产能和良率。
所以本实施方式中的光刻胶也可以理解为消泡型光刻胶，能够有效地抑制显影制程中泡沫和异物产生。
在一种实施方式中，在所述光刻胶中，所述醇类化合物的质量分数为0.05％-0.3％。具体地，所述醇类化合物的质量分数为0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％。
醇类化合物在光刻胶中的质量分数为0.05％-0.3％，不仅可以确保醇类化合物能够发挥其减弱气泡稳定性的作用；而且能够与光刻胶的其他物质相互配合，完成光刻工艺。若醇类化合物在光刻胶中的质量分数小于0.05％，则无法确保醇类化合物能够发挥其减弱气泡稳定性的作用；若醇类化合物在光刻胶中的质量分数0.3％，则导致会提高成本，并且，醇类化合物的量过多还会影响光刻胶的其他物质，影响光刻胶与显影液的反应，从而降低光刻胶的光刻性能。
首先，如图3所示，在不添加醇类化合物的光刻胶与显影液的混合溶液中，部分气泡附着于玻璃瓶壁上，部分气泡设于混合溶液的液面上，气泡几乎填满玻璃瓶除混合液体的其他空间，换句话说，气泡基本充满玻璃瓶。而在添加醇类化合物的光刻胶与显影液的混合溶液中，虽然有气泡，但相较于不添加醇类化合物的光刻胶与显影液的混合溶液，气泡的量更少，且气泡基本设于混合溶液的液面上，没有充满玻璃瓶。
需要说明的是，图3中光刻胶的醇类化合物为乙醇。同理地，其他的醇类化合物添加至光刻胶也能够得到图3的效果。由图3可知，乙醇加入浓度0.05％-0.1％发泡和异物状况均有改善，其中，乙醇浓度为0.07％为最佳。
并且，在不添加醇类化合物的光刻胶与显影液的混合溶液中，其玻璃瓶的瓶壁上附着有异物。这是由于显影制程中产生的泡沫析出形成了异物。但是，通过观察添加醇类化合物的光刻胶与显影液的混合溶液，可以发现其玻璃瓶的瓶壁光洁，并未附着异物。
因此，通过在光刻胶中加入醇类化合物，能够抑制泡沫和异物产生，降低显影制程时产生泡沫和异物的几率。
请参考表1，表1为相关技术中的光刻胶与本申请的光刻胶的性能对比表格。由表格发现，采用本申请提供的光刻胶所需消耗的曝光能量更小，且其他各项指标与相关技术中的光刻胶所达到的效果基本相同，甚至采用本申请提供的光刻胶还能够提高透过率，进一步优化产品。
表1相关技术中的光刻胶与本申请的光刻胶的性能对比表格
在一种实施方式中，在S300，将所述多个单体单元与所述含有羧基基团的化合物混合反应，以得到所述多个单体单元的至少部分包括至少一个所述含有羧基基团的树脂之后，还包括：
提供醇类化合物。
将所述树脂与所述醇类化合物搅拌混合，以得到包括所述树脂与所述醇类化合物的光刻胶。
在一种实施方式中，按摩尔数0.05％-0.3％比例加入醇类化合物至树脂中，在反应釜中搅拌10min-20min，使之均匀分散，以得到光刻胶。
本申请还提供了一种光刻方法。请参考图4，图4为本申请一实施方式中光刻方法的制备方法的工艺流程图。本实施方式提供了一种光刻方法，光刻方法包括S10，S20，S30，S40。其中，S10，S20，S30，S40的详细介绍如下。
S10，提供待光刻件、及如本申请上述提供的光刻胶。
S20，将所述光刻胶涂布至所述待光刻件。
S30，对所述待光刻件上涂布的所述光刻胶进行曝光。
S40，对所述待光刻件上涂布的所述光刻胶进行显影。
本实施方式提供的待光刻件，用于进行对待光刻件进行光刻。光刻胶用于涂布在光刻件的一侧。本申请上文对光刻胶已进行详细介绍，在此不再赘述。
本实施方式提供的光刻方法，工艺简单，可操作性强。通过采用本申请上述提供的光刻胶，使光刻胶中树脂的单体单元包括含有羧基的基团，既使其制备的光刻胶更容易溶解于显影液，又使打开氮氮双键的能量减小，从而减小光刻胶需要的曝光能量，减少曝光时间，进而提高生产效率。
另外，当光刻胶中的表面活性剂包括醇类化合物时，在显影制程中，光刻胶的醇类化合物，能够抑制泡沫和异物产生，降低显影制程时产生泡沫和异物的几率，降低造成设备宕机和堵塞滤芯影响产能的几率，增加滤芯寿命，提升产能和良率。
在一种实施方式中，采用本申请提供的光刻胶进行光刻，在不增加设备投资的前提下，能够降低曝光机Dose量，即减小曝光能量，缩短曝光时间，例如4s，从而加快生产节拍，提升PFA产品单一设备产量，例如3090片/月。并且，还可以改善泡沫及异物问题，提升生产节奏，防止异常产品产生提升良率，无其他不良产生。
例如，可改善Array Photo显影设备泡沫发生，每年可增加360小时产能，增加利润340万/年。
例如，可防止Array Photo显影回收系统滤芯堵塞，一年可节省2套滤芯设备，大概节省生产成本100万/年。
在一种实施方式中，在对所述光刻胶进行曝光的过程中，所述光刻胶的曝光能量为65mJ-90mJ，曝光时间为60s-65s。
例如，相关技术中，采用单体单元不具有含有羧基的基团的树脂进行光刻，光刻胶的曝光能量为110mJ，曝光时间为70s；而采用本申请中单体单元包括含有羧基的基团的树脂进行光刻，光刻胶的曝光能量为65mJ-90mJ，曝光时间为60s-65s。可见，采用本实施方式提供的光刻胶能够减小光刻胶需要的曝光能量，减少曝光时间，进而提高生产效率。
请参考表2，表2为相关技术中的光刻胶与本申请的光刻胶的另一性能对比表格。
表2相关技术中的光刻胶与本申请的光刻胶的另一性能对比表格
例如，在相关技术的光刻方法中，先将光刻胶涂布在待光刻件上。然后，对涂布了光刻胶的待光刻件进行软烤处理，以使光刻胶硬化。例如，软烤温度为100℃。再对待光刻件上涂布的光刻胶进行曝光，以使光刻胶固化。例如，光刻胶的曝光能量为110mJ，曝光时间为70s。再对待光刻件上涂布的光刻胶进行显影，使待光刻件的光刻胶与显影液接触，使部分光刻胶溶解于显影液中，光刻胶开孔形成图案。例如，显影液中TMAH的浓度为2.45％，待光刻件中RGB上的光刻胶的厚度为
开孔的宽度为5um-9um，长度为9um-13um。
若在相同地光刻胶的光阻厚度、开孔大小、相同的涂布显影参数下，使用本实施方式提供的光刻胶，能够将曝光的能量减小至65mJ-90mJ，曝光时间减小为60s-65s。所以也可以称本实施方式提供的光刻胶为高感度光刻胶，能够有效地减小曝光能量，减少曝光时间。
为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例由树脂的制备方法的进步性能显著的体现，以下通过实施例1-3来举例说明上述技术方案。
实施例1，多个单体单元与1-溴甲基-2,6二苯甲酸按摩尔数1:1.1比例加入，氮气保护与150℃下加热回流24h，以得到多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基基团的树脂。并且，反应完全后以体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1:3进行重结晶除去多余的反应物。多余的反应物包括含有氢离子与卤素的化合物，例如氯化氢、溴化氢等、或者其他溶剂、杂质等。
实施例2，多个单体单元与1-溴甲基-2,6二苯甲酸按摩尔数1:0.7比例加入，氮气保护与130℃下加热回流26h，以得到多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基基团的树脂。并且，反应完全后以体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1:3进行重结晶除去多余的反应物。多余的反应物包括含有氢离子与卤素的化合物，例如氯化氢、溴化氢等、或者其他溶剂、杂质等。
实施例3，多个单体单元与1-溴甲基-2,6二苯甲酸按摩尔数1:1.5比例加入，氮气保护与170℃下加热回流22h，以得到多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基基团的树脂。并且，反应完全后以体积比为乙酸乙酯：石油醚＝1:3进行重结晶除去多余的反应物。多余的反应物包括含有氢离子与卤素的化合物，例如氯化氢、溴化氢等、或者其他溶剂、杂质等。
实施例4-6为制备含有醇类化合物的光刻胶的实施例：
实施例4，在树脂中直接加入0.05％～0.1％浓度乙醇(CH3CH2OH)搅拌，能达到消泡的效果，其他制程参数能满足要求。
实施例5，在树脂中直接加入0.05％～0.1％浓度辛醇(CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-OH)搅拌，能达到消泡的效果，其他制程参数能满足要求。
实施例6，在树脂中直接加入0.05％～0.1％浓度丙醇(CH3CH2CH2OH)搅拌，能达到消泡的效果，其他制程参数能满足要求。
以上对本申请实施方式所提供的内容进行了详细介绍，本文对本申请的原理及实施方式进行了阐述与说明，以上说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种树脂，应用于光刻胶，其特征在于，所述树脂包括多个单体单元，所述多个单体单元的至少部分包括至少一个含有羧基的基团；其中，所述树脂包括丙烯酸型聚合物与硅氧烷型聚合物中的至少一种。
2.如权利要求1所述树脂，其特征在于，每个所述单体单元包括至少一个所述含有羧基的基团。
3.如权利要求1-2任一项所述树脂，其特征在于，所述含有羧基的基团包括间苯二甲酸基团、苯甲酸基团、邻苯二甲酸基团中的一种或多种。
4.一种树脂的制备方法，其特征在于，包括：
提供丙烯酸型聚合物与硅氧烷型聚合物中的至少一种；其中，所述丙烯酸型聚合物与所述硅氧烷型聚合物均包括多个单体单元；
提供含有羧基基团的化合物；及
将所述多个单体单元与所述含有羧基基团的化合物混合反应，以得到所述多个单体单元的至少部分包括至少一个所述含有羧基基团的树脂。
5.一种光刻胶，其特征在于，包括溶剂、表面活性剂、以及如权利要求1-3任一项所述的树脂。
6.如权利要求5所述的光刻胶，其特征在于，在所述光刻胶中，所述树脂的质量分数为5％-15％。
7.如权利要求5所述的光刻胶，其特征在于，所述表面活性剂包括醇类化合物，所述醇类化合物中的碳原子数量为1个-8个。
8.如权利要求7所述的光刻胶，其特征在于，在所述光刻胶中，所述醇类化合物的质量分数为0.05％-0.3％。
9.一种光刻方法，其特征在于，包括：
提供待光刻件、及如权利要求5-8任一项所述的光刻胶；
将所述光刻胶涂布至所述待光刻件；
对所述待光刻件上涂布的所述光刻胶进行曝光；及
对所述待光刻件上涂布的所述光刻胶进行显影。
10.如权利要求9所述的光刻方法，其特征在于，在对所述光刻胶进行曝光的过程中，所述光刻胶的曝光能量为65mJ-90mJ，曝光时间为60s-65s。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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