CN1847981A - 负性光致抗蚀剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种负性光致抗蚀剂组合物，具体地说，本发明提供了一种包含聚(2－乙基－2－噁唑啉)、叠氮化物类光敏剂和纯水的负性光致抗蚀剂组合物。本发明的负性光致抗蚀剂组合物可以防止环境危害，当应用于CRT的B/M生产过程、荫罩生产过程等时可代替采用Cr的光致抗蚀剂，并且可以在曝光时通过适当地选择光使光吸收带符合加工条件，从而增加感光度，使得可以得到具有优异粘附性和分辨率的点状/条状光致抗蚀剂膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种负性光致抗蚀剂组合物，更具体地说，本发明涉及以下所述的负性光致抗蚀剂组合物：该组合物能够防止铬(Cr)环境危害，并且在曝光时能够适当地选择光而使光吸收带符合加工条件，从而增加感光度，同时，当应用于CRT(阴极射线管)用B/M(black matrix：黑底)制造方法、荫罩制造方法等时，由于能够生产具有优异粘附性和分辨率的点状/条状(DOT/STRIPE)光致抗蚀剂膜，可努力实现品质的升级。
背景技术
在现有技术中，作为光致抗蚀剂组合物，主要使用以聚乙烯醇(PVA)或酪蛋白和重铬酸钠(SDC)、重铬酸铵(ADC)等作为光敏剂的光致抗蚀剂组合物，以及利用聚乙烯基吡咯烷酮或聚丙烯酰胺二丙酮丙烯酰胺(PAD)和叠氮化物类光敏剂的光致抗蚀剂组合物。
然而，当应用于CRT用B/M制造方法和荫罩制造方法时，由于上述光致抗蚀剂组合物具有较低的粘附性和分辨率，所以它们需要改善。
同时，作为混合聚乙烯醇和光敏剂重铬酸盐的混合物溶液的光致抗蚀剂组合物，它在接近于超高压力汞光源的最大发光峰即365nm处表现出优异的感光度和粘附性，这是因为它在345～365nm处具有最大吸收峰，但是它具有由铬产生重金属污染的缺点。
因此，近来已经提出包含聚乙烯醇和SbQ(4-[2-(4-甲酰基苯基)乙烯基]-1-甲基吡啶鎓盐)的光致抗蚀剂组合物。它们的优点在于可以用简单方法，通过将由聚乙烯醇与SbQ的反应而得到的PVA-SbQ混合物用作光致抗蚀剂组合物，从而提供光致抗蚀剂组合物，而不需要例如为了混合而进行搅拌的步骤等单独分开的步骤，这与此前的聚合物混合法不同，在此前的聚合物混合法中，是通过单独步骤将聚合物和光敏剂分别引入而进行混合。
然而，虽然超高温汞等的发光峰等在365nm和405nm附近表现出最大峰，但所述PVA-SbQ化合物在345nm表现出它的最大吸收峰，因此仅可使用作为汞等的发光峰的335nm的低感光度。因此，它存在曝光时间长的问题。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明的一个目的是提供以下所述的负性光致抗蚀剂组合物：该组合物能够防止铬(Cr)环境危害，并在曝光时能够适当地选择光而使光吸收带符合加工条件，从而增加感光度，同时，当应用于CRT(阴极射线管)用B/M制造方法、荫罩制造方法等时，由于能够生产具有优异粘附性和分辨率的点状/条状光致抗蚀剂膜，可努力实现品质的升级。
此外，由于可得到具有优异粘附性和分辨率的点状/条状光致抗蚀剂膜，本发明的另一个目的是提供品质明显得到改善的形成CRT用B/M的方法和制备荫罩的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种负性光致抗蚀剂组合物，该组合物包含：
a)聚(2-乙基-2-噁唑啉)；
b)叠氮化物类光敏剂；和
c)纯水
此外，本发明提供了一种使用所述光致抗蚀剂组合物形成CRT用B/M的方法。
此外，本发明提供了由所述形成CRT用B/M的方法形成的CRT用B/M。
此外，本发明提供了一种使用所述光致抗蚀剂组合物形成荫罩的方法。
此外，本发明提供了由所述形成荫罩的方法形成的荫罩。
具体实施方式
进一步详细描述本发明。
本发明的负性光致抗蚀剂组合物的特征在于它包含a)聚(2-乙基-2-噁唑啉)、b)叠氮化物类光敏剂和c)纯水。
对于本发明中的a)聚(2-乙基-2-噁唑啉)(POZ，CAS号25805-17-8)，可以使用由ISP Co.生产的聚(2-乙基-2-噁唑啉)，产品名称为Aquazol。本发明中的a)聚(2-乙基-2-噁唑啉)的量优选为1重量％至15重量％。如果该量偏离上述范围，粘附性降低，会在所形成的目标图案构造中出现变形，并进一步导致不规则图案。
对于本发明中的b)叠氮化物类光敏剂，可以使用普通叠氮化物类化合物，更具体地说，可以使用二叠氮基茋二磺酸二钠盐、2，5-双(4′-叠氮基-2′-磺基苄叉基)环戊酮二锍盐、二叠氮化物(4，4′-二叠氮基茋-2，2′-二钠磺酸盐，或DAP(2，5-双(4′-叠氮基-2′-磺基亚苄基)戊酮二钠)。优选地，作为叠氮化物类光敏剂，单独或混合使用二叠氮基茋二磺酸二钠盐或2，5-双(4′-叠氮基-2′-磺基苄叉基)环戊酮二锍盐。
本发明中的叠氮化物类光敏剂的量优选为0.05重量％至5重量％。如果该量偏离上述范围，不能获得足够的分辨率，或在图案构造中可能出现变形，或进一步可能导致不规则图案。更具体地说，优选以100∶5至100∶25的重量比例混合聚(2-乙基-2-噁唑啉)和叠氮化物类光敏剂，更优选以100∶10至100∶20的重量比例混合。当混合比例在上述范围内时，当应用于CRT用B/M制造方法、荫罩制造方法等时，可以获得充分增强的粘附性和分辨率，并提高感光度，可以得到均匀排列的光敏树脂膜。
混合有聚(2-乙基-2-噁唑啉)和叠氮化物类光敏剂的本发明的光致抗蚀剂组合物在336nm、342nm和380nm左右表现出高吸收系数，因此它在曝光时能够通过选择和使用光而使光吸收带符合加工条件，因此感光度优异。
本发明中的c)纯水优选具有半导体加工可用的纯度。为此，根据相关领域中已知的普通方法纯化后，可以使用可商购的水或可以使用工业等级水。半导体加工用纯水通常是超纯水，优选使用低于16毫欧姆的水。
本发明的包含上述组分的负性光致抗蚀剂组合物的最终固体含量优选是1重量％至15重量％，如果固体和光敏剂含量偏离，则所要形成的图案结构中可能出现变形，并进一步可能产生不规则图案。
此外本发明可以使用聚乙烯基吡咯烷酮或PAD(聚丙烯酰胺二丙酮丙烯酰胺)，当与本发明聚(2-乙基-2-噁唑啉)混合时，聚乙烯基吡咯烷酮或PAD的量优选是本发明的光致抗蚀剂组合物的1至15重量％，更优选地，相对于100重量份的聚(2-乙基-2-噁唑啉)，使用至多400重量份的聚乙烯基吡咯烷酮或PAD。
此外，除上述组分之外，本发明的光致抗蚀剂组合物可以进一步包含用于常规光致抗蚀剂组合物的表面活性剂、硅烷化合物和/或稳定剂。
所述硅烷化合物用作表面活性剂，它可改善粘附强度，使得聚(2-乙基-2-噁唑啉)可以较好地粘附至基材内表面。
此外，本发明提供了一种使用本发明的负性光致抗蚀剂组合物形成CRT用B/M的方法或形成荫罩的方法，所述形成CRT用B/M的方法和形成荫罩的方法可以根据相关领域中使用的普通方法来进行，需要时，其条件可以因其它加工条件和因素而改变。
本发明负性光致抗蚀剂组合物可以通过在曝光时适当地选择光而使光吸收带符合加工条件，从而增加感光度，同时当应用于CRT用B/M制造方法、荫罩制造方法等时，由于能够生产具有优异粘附性和分辨率的点状/条状光致抗蚀剂膜，可努力实现品质的升级。
为了更好地理解本发明，提出下列优选实施方案。下列实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的范围。
实施例
实施例1
在100g纯水中溶解4克聚(2-乙基-2-噁唑啉)(Aquazol，poly(2-ethyl-2-oxazoline)，ISP Co.)，然后向其中加入0.5g二叠氮基茋二磺酸二钠盐，并进行混合。随后，向其中加入0.05g表面活性剂、0.05g硅烷化合物和0.0025g稳定剂，然后对它们进行均匀的搅拌以制备光致抗蚀剂组合物。
实施例2
除了使用0.3g二叠氮基茋二磺酸二钠盐和0.3g 2，5-双(4′-叠氮基-2′-磺基苄叉基)环戊酮二锍盐的混合物代替实施例1中的0.5g二叠氮基茋二磺酸二钠盐以外，执行与实施例1相同的方法。
实施例3
除了使用2，5-双(4′-叠氮基-2′-磺基苄叉基)环戊酮二锍盐代替实施例1中的二叠氮基茋二磺酸二钠盐以外，执行与实施例1相同的方法。
实施例4
除了使用1.2克聚(2-乙基-2-噁唑啉)(Aquazol，poly(2-ethyl-2-oxazoline)，ISP Co.)和2.8克聚乙烯基吡咯烷酮的混合物代替实施例1中的在100g纯水中的4g聚(2-乙基-2-噁唑啉)(Aquazol，poly(2-ethyl-2-oxazoline)，ISP Co.)，根据与实施例1相同的方法制备光致抗蚀剂组合物。
对比例1
利用现有的聚乙烯吡咯烷酮和叠氮化物类光敏剂制备光致抗蚀剂组合物。
对比例2
利用现有的聚乙烯醇和重铬酸钠制备光致抗蚀剂组合物。
对比例3
利用现有的聚丙烯酰胺二丙酮酰胺和叠氮化物类光敏剂制备光致抗蚀剂组合物。
将实施例1至4和对比例1至3的光致抗蚀剂组合物应用于CRT用B/M的制备和荫罩的制备之后，测量粘附力和分辨率，其结果示于以下表1。
通过测量遮蔽的P/R层的强度，用刚度代替粘附力。当用硬度测量仪施加3gf的力时，通过测量所压下的量来收集粘附力数据，并且该值越小，粘附性越好。通过显微镜以肉眼评估分辨率，得分越高越好。
表1
| 实施例号 | 对比例号 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | |
| 粘附力(μm) | 0.35 | 0.33 | 0.30 | 0.36 | 0.53 | 0.46 | 0.48 |
| 分辨率 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 2 | 4 |
从上述表1可以看出，与其中使用现有的聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺二丙酮丙烯酰胺聚合物的对比例1至3相比，实施例1至4的光致抗蚀剂组合物表现出优异的感光度以及优异的粘附性和分辨率，其中实施例1至4的光致抗蚀剂组合物根据本发明使用聚(2-乙基-2-噁唑啉)和叠氮化物类光敏剂。
本发明的负性光致抗蚀剂组合物可以防止Cr的环境危害，并通过在曝光时适当地选择光而使光吸收带符合加工条件，从而增加感光度，同时当应用于CRT用B/M的制造方法、荫罩制造方法等时，由于能够生产具有优异粘附性和分辨率的点状/条状光致抗蚀剂膜，可努力实现品质的升级。
Claims (9)
1.一种负性光致抗蚀剂组合物，该组合物包含：
a)聚(2-乙基-2-噁唑啉)；
b)叠氮化物类光敏剂；和
c)纯水。
2.如权利要求1所述的负性光致抗蚀剂组合物，其中，所述聚(2-乙基-2-噁唑啉)和叠氮化物类光敏剂以100∶0.5至100∶25的重量比例混合。
3.如权利要求1所述的负性光致抗蚀剂组合物，其中，b)叠氮化物类光敏剂选自由二叠氮基芪二磺酸二钠盐、2，5-双(4′-叠氮基-2′-磺基苄叉基)环戊酮二锍盐、二叠氮化物(4，4′-二叠氮基芪-2，2′-二钠磺酸盐)、DAP(2，5-双(4′-叠氮基-2′-磺基亚苄基)戊酮二钠)和其混合物组成的组。
4.如权利要求1所述的负性光致抗蚀剂组合物，其中，所述负性光致抗蚀剂组合物的最终固体含量是1重量％至15重量％。
5.如权利要求1所述的负性光致抗蚀剂组合物，该组合物还包含选自由表面活性剂、硅烷化合物和稳定剂组成的组的至少一种添加剂。
6.一种使用权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物形成阴极射线管用黑底的方法。
7.由权利要求6所述的方法形成的阴极射线管用黑底。
8.一种使用权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物形成荫罩的方法。
9.由权利要求8所述的方法形成的荫罩。
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