CN1261826C - 一种用于正性或负性光刻胶的清洗剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于清洗光刻胶的组合物并提供一种清洗组合物，其中，含颜料的负性光刻胶在经清洗、温和烘干、曝光和显影之后，在所述清洗区域与未清洗区域之间的边界面上不存在所述光刻胶残余物。本发明提供一种用于清洗正性或负性光刻胶的组合物，包括：(a)0.1-20wt%的分子量为50-2000的烷基醚聚合物；和(b)80-99.9wt%的一种有机溶剂，包括(b-1)1-20重量份的二丙二醇甲基醚(DPGME)、10-50重量份的N-甲基吡咯烷酮(NMP)和50-90重量份的甲基异丁基酮(MIBK)，或(b-2)10-90重量份的二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺(DMAc)和10-50重量份的正丁基乙酸酯。

Description

一种用于正性或负性光刻胶的清洗剂组合物
技术领域
本发明涉及一种用于清洗光刻胶的组合物，特别是涉及一种用于清洗一种光刻胶的组合物，它可用来除去残余在用于涂敷光敏材料的基材的不希望区域上和在使用一种正性或负性光刻胶组合物和一种含颜料的负性光刻胶组合物加工一个精细电路过程中与光敏材料接触的装置上的光敏材料。
背景技术
在本领域中制备光刻胶组合物是众所周知的技术，例如公开在US3,666,473、US4,115,128和US4,173,470之中的组合物。这些组合物包括苯酚-甲醛酚醛清漆树脂和光敏材料，通常为一种取代的萘醌重氮化合物。
这些光刻胶组合物的所述酚醛清漆树脂成分可溶于一种碱性水溶液中，但是，所述萘醌重氮化合物充当一种所述树脂的溶解速率抑制剂。尽管如此，一旦涂敷基材的选定区域暴露于有光化性的辐射，所述光刻胶就会进行一种辐射诱导的结构转变，且所述涂层的暴露区域就会较未暴露区域变得更易于溶解。由上述方法制得的基材上光刻胶的浮雕图案，可用来提供1μm非常小的直线和间隔宽度，例如，用于半导体生产之中。
而且，在用于制备这类非常小电路的工艺中，使用光刻技术，通过提高所述光刻胶的溶解能力，所述电路密度就可得到提高。这类光刻胶已经广泛用于制备半导体和液晶显示装置。在液晶显示装置中，在滤色镜工艺中使用这类光敏材料的实施例，将在下面得到更详细的描述。
在滤色镜工艺中，一种含有颜料的负性光敏材料的正性光敏材料，被涂敷到具有矩形图案的玻璃或导电金属膜或层之上(下文称之为“基材”)，温和烘干，曝光并显影，以制备一种希望形状的图案。在形成这类精细电路图案的过程中，当在所述基材上形成一个光敏膜时，在所述基材边缘形成的光刻胶膜与在所述基材中间形成的光刻胶膜相比是不规则的。而且，在温和烘干或曝光步骤过程中不规则地涂敷在所述基材边缘上的光敏材料，可能会导致由于光敏材料的聚集而引起的污染，因而需要将它除去。
至于通过一种物理方法以除去所述涂敷光刻胶层的方法，一种用于削刮所述层的方法是已知的。但是，这种方法存在一个问题，就是所述层的除去是不规则的，而且所述层受到损坏。至于通过一种化学方法以剥离和清洗所述光刻胶层的方法，采用一种化学溶液除去所述光刻胶层的方法是已知的。
US4,983,490公开了一种用于处理光刻胶膜的溶液，它包括1-10重量份的丙二醇烷基醚(PGME)和1-10重量份的丙二醇烷基醚乙酸酯(PGMEA)，它主要在处理正性光刻胶时显示出优良的性能，但是，它在处理负性光刻胶时是不利的。含有颜料的负性光刻胶是一种用于液晶显示装置滤色镜的光刻胶。至于这类光刻胶，可以使用黑色、红色、蓝色和绿色光刻胶。当所述含颜料的光刻胶在采用所述含有1-10重量份的PGME和1-10重量份的PGMEA的清洗组合物进行清洗时，清洗能力会降低，在显影步骤之后，残余的光刻胶就会保留在所述清洗区域与显影剂未清洗区域之间的边界面之上。
发明内容
本发明的目的是提供一种清洗组合物，其中，在含颜料的负性光刻胶经清洗、温和烘干、曝光和显影之后，残余的光刻胶不会保留在所述清洗区域和未清洗区域之间的边界面上。
本发明的另一个目的是提供一种清洗组合物，它不会产生积累性能，在该处，所述光刻胶层提高到高于在被所述清洗组合物清洗的区域与未被清洗区域间边界面上原始涂敷厚度。
本发明的又一个目的是提供一种光刻胶层清洗组合物，它具有优良的清洗性能。
为了实现上述提及的目的，本发明提供一种清洗组合物，它包括：(a)0.1-20wt％的分子量为50-2000的烷基醚聚合物，和(b)80-99.9wt％的一种有机溶剂。
所述有机溶剂(b)优选包括：(b-1)一种甲基异丁基酮(MIBK)、二丙二醇甲基醚(DPGME)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)的混合物，或(b-2)一种二甲基甲酰胺(DMF)和正丁基乙酸酯的混合物，或(b-3)一种二甲基乙酰胺(DMAc)和正丁基乙酸酯的混合物。下面，将对本发明作更详细的描述。
本发明所述清洗组合物包括：(a)一种具有分子量为50-2000的烷基醚聚合物，和(b)一种有机溶剂，所述有机溶剂(b)包括：(b-1)一种甲基异丁基酮(MIBK)、二丙二醇甲基醚(DPGME)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)的混合物，或(b-2)一种二甲基甲酰胺(DMF)和正丁基乙酸酯的混合物，或(b-3)一种二甲基乙酰胺(DMAc)和正丁基乙酸酯的混合物。
所述烷基醚聚合物(a)的优选含量为所述组合物总量的0.1-20wt％。当所述聚合物含量超过20wt％时，则它在温和-烘干过程中不能完全挥发，因而它不是优选的。当所述含量小于0.1wt％时，则在所述涂敷光敏材料暴露于光线中并进行显影后，会有残余的光敏材料保留在所述清洗区域与所述未清洗区域之间的边界面上。
而且，当所述聚合物分子量超过2000时，就会存在这样的问题，即它不能完全挥发。当所述分子量小于50时，则在所述涂敷光敏材料暴露于光线中并进行显影后，会有残余的光敏材料保留在所述清洗区域与所述未清洗区域之间的边界面上。这不是优选的。
最优选的烷基醚聚合物为一种环氧乙烷或环氧丙烷的聚合物，即使所述烷基醚聚合物的两个端基取代有任意基团，其性能也不会改变。适合用来与所述烷基醚聚合物(a)进行混合的所述有机溶剂(b)的组合物如下所述：
(b-1)所述优选有机溶剂混合物的一个实施例是：一种由1-20重量份的二丙二醇甲基醚(DPGME)、10-50重量份的N-甲基吡咯烷酮(NMP)和50-90重量份的甲基异丁基酮(MIBK)组成的混合物。
就二丙二醇甲基醚(DPGME)来说，如果超过20重量份，则它不能完全挥发，因而它不是优选的。当所述量小于1重量份时，其清洗能力降低，因而也不是优选的。就N-甲基吡咯烷酮(NMP)来说，当它进行混合的量小于10重量份时，其清洗能力明显降低，因而它不是优选的。因此，以多达50重量份的量混合NMP是特别优选的。就甲基异丁基酮(MIBK)来说，当它进行混合的量小于50重量份时，其清洗能力降低，因而它不是优选的。以多达90重量份的量混合MIBK是特别优选的。
(b-2)所述有机溶剂混合物的第二个实施例是：一种由10-90重量份的二甲基甲酰胺(DMF)和10-50重量份的正丁基乙酸酯组成的混合物。当正丁基乙酸酯的量超过50重量份或小于10重量份时，就会存在清洗能力降低的问题。
(b-3)另一种优选有机溶剂混合物是：一种由10-90重量份的二甲基乙酰胺(DMAc)和10-50重量份的正丁基乙酸酯组成的混合物。当正丁基乙酸酯的数量超过50重量份或小于10重量份时，就会存在清洗能力降低的问题。
如果使用所述有机溶剂(b-1)、(b-2)和(b-3)，则就可获得不产生积累性能的优良性能，在该处，所述光刻胶涂层厚度在清洗正性光刻胶时变得厚于在所述光敏材料的被清洗区域与未被清洗区域间边界面上的原始涂敷厚度。
附图说明
图1所示为采用本发明所述清洗组合物和常规有机溶剂的清洗剂对正性光刻胶进行清洗时各自积累性能的曲线图。
图2所示为采用本发明所述清洗组合物对一种颜色光刻胶进行清洗时残余的光刻胶。
具体实施方式
下面，借助于实施例和对比例，将对本发明作更具体的说明。
实施例1
采用涂胶机，将正性光刻胶AZ HKT501，涂敷到一个370mm×470mm的玻璃基材上。使用一种通过在DNS EBR装置中混合3wt％分子量为300的烷基醚聚合物与一种80wt％的DMF或DMAc和17wt％的正丁基乙酸酯的有机溶剂制得的组合物，将所述光刻胶层进行溶解，并从所述玻璃板的周边区域和背面区域将其除去。所得结果用显微镜进行观察，并证实没有残余的光刻胶存在。
实施例2
使用一种通过混合3wt％分子量为300的烷基醚聚合物与一种7wt％的DPGME、20wt％的NMP和70wt％的MIBK的有机溶剂制得的组合物，替代实施例1中所述溶剂，作为一种去除溶剂清洗组合物，将所述光刻胶层进行溶解，并从所述玻璃板的周边区域和背面区域将其除去。所得结果用显微镜进行观察，并证实没有残余的光刻胶存在。
对比例1
使用由30wt％丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)和70wt％丙二醇单甲基醚(PGME)组成的混合物作为所述去除溶剂，按照与实施例1相同方法，进行一个试验。对积累进行测量，结果如图1所示。
图1所示为在所述正性光刻胶AZ HKT501被涂敷到所述基材上之后、采用由实施例1和2制得的本发明所述清洗组合物和采用使用对比例1中常用有机溶剂的清洗组合物对所述基材进行涂敷时的积累性能的曲线图。如图2所示，在所述涂敷的光敏材料曝光于光线并显影后，在所述清洗区域和未清洗区域之间的边界面上保留有残余的光敏材料。
图2所示为说明采用由实施例1和2中制得的本发明所述清洗组合物对一种颜色光敏剂进行清洗时残余的光刻胶的图片。如图2所示，JSR颜色光刻胶(R、G、B)涂敷在所述基材上，采用由实施例1和2制得的本发明清洗组合物进行洗涤，烘干并显影。其结果是，可以证实，没有残余的光刻胶存在。
发明效果
如上所述，由于在清洗之后没有残余物存在，所以，所述正性或负性光刻胶具有优良的洗涤能力。在所述清洗区域和未清洗区域之间的边界面上没有产生所述的积累现象。也不存在所述清洗溶液浸入到所述光刻胶中改变所述涂层厚度的问题。

Claims (6)

1.一种用于清洗正性或负性光刻胶的组合物，包括：(a)0.1-20wt％的分子量为50-2000的烷基醚聚合物；和(b)80-99.9wt％的一种有机溶剂，含有1-20重量份的二丙二醇甲基醚(DPGME)、10-50重量份的N-甲基吡咯烷酮(NMP)和50-90重量份的甲基异丁基酮(MIBK)。
2.如权利要求1所述用于清洗正性或负性光刻胶的组合物，其中，所述烷基醚聚合物为环氧乙烷聚合物。
3.如权利要求1所述用于清洗正性或负性光刻胶的组合物，其中，所述烷基醚聚合物为环氧丙烷聚合物。
4.一种用于清洗正性或负性光刻胶的组合物，包括：(a)0.1-20wt％的分子量为50-2000的烷基醚聚合物；和(b)80-99.9wt％的一种有机溶剂，含有10-90重量份的二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺(DMAc)和10-50重量份的正丁基乙酸酯。
5.如权利要求4所述用于清洗正性或负性光刻胶的组合物，其中，所述烷基醚聚合物为环氧乙烷聚合物。
6.如权利要求4所述用于清洗正性或负性光刻胶的组合物，其中，所述烷基醚聚合物为环氧丙烷聚合物。
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