TWI481952B - 圖案形成方法、平面面板顯示器用基板及其製法 - Google Patents

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Description

圖案形成方法、平面面板顯示器用基板及其製法
本發明係有關於一種適合於狹縫塗布之感光性樹脂組成物、藉由狹縫塗布法形成光阻圖案之方法、及平面面板顯示器(FPD；Flat Panel Display)用基板之製法、藉由該製法所得到的平面面板顯示器用基板、使用該平面面板顯示器用基板之平面面板顯示器。
在半導體積體電路元件、固態攝像元件、彩色濾光片、以及液晶顯示元件(LCD)或電漿顯示器(PDP)等的平面面板顯示器(FPD)之製程，感光性樹脂組成物係被使用於蝕刻光阻、保護膜、用以將元件表面平坦化之平坦化膜、用以保持電絕緣之絕緣膜等各種目的之用途。依照使用目的，感光性樹脂組成物被塗布在各種的基板上，作為塗布方法，已知有旋轉塗布法、輥塗布法、模口塗布法、流延塗布法、刮刀塗布法、浸漬塗布法、狹縫塗布法等各種方法。又，作為基板，可使用矽、玻璃、塑膠薄膜等各種物，例如在製造平面面板顯示器時係多半使用玻璃作為基板。
先前，在製造液晶顯示元件或電漿顯示器等的平面面板顯示器(FPD)時，係廣泛地進行使用感光性樹脂組成物作為光阻而在玻璃基板上將由薄膜電晶體(TFT)所構成的驅動電路等圖案化，其中在製造尺寸小的FPD時，通常係採用旋轉塗布法作為塗布法。在旋轉塗布法，係將感光性樹脂組成物供給至基板的旋轉中心，並藉由旋轉基板而利用離心力將感光性樹脂組成物廣闊地擴張，能夠形成薄且均勻的被膜。藉由旋轉塗布法所形成的塗膜係在隨後被加熱乾燥(預烘烤)而將溶劑從塗膜除去，隨後施行使用紫外線、遠紫外線、電子射線、X射線等各種放射線之曝光步驟及顯像步驟，來形成例如光阻圖案。在旋轉塗布法，在能夠容易地形成具有均勻膜厚度的感光性樹脂膜之另一方面，因為所塗布的大部分感光性樹脂組成物係作為過剩的溶液而從基板的外周被飛散除去且被廢棄，有高成本之問題。
對此，近年來，大尺寸的FPD的需要增大，又，另一方面，在一片大尺寸的基板一次製造複數片FPD，藉此，亦能夠降低製造成本。但是，為了對大尺寸的基板藉由旋轉塗布法來塗布感光性樹脂，會有必須使用大型裝置之問題，或所塗布的感光性樹脂組成物等的膜厚度均勻性之問題。因此，從減少被廢棄的感光性樹脂組成物或防止塗布裝置的大型化之觀點，嘗試使用狹縫塗布法(亦有稱為縫口塗布法或未旋轉塗布法之情形)代替旋轉塗布法。在狹縫塗布法，係藉由將基板固定，並從在該被固定的基板上移動之狹縫或縫口狀的噴嘴，且將需要量的感光性樹脂組成物塗布在基板表面上，或是藉由將噴嘴固定並使基板移動，且將需要量的感光性樹脂組成物塗布在基板表面上，來形成感光性樹脂被膜。在狹縫塗布，亦考慮高速塗布性而將感光性樹脂組成物的固體成分量通常設為10%強左右，例如為了使乾燥後的膜厚度為1.5微米，將塗布膜厚度設為10微米左右係必要的。但是，因為塗布量多或是溶劑含量亦多，乾燥時的溶劑蒸發量變多，會有基板搬運時或在乾燥爐容易產生塗布不均之問題。因此，有提案揭示一種方法(例如參照專利文獻1)，其係在預烘烤前將狹縫塗布後的感光性樹脂組成物進行減壓乾燥或真空乾燥(以下亦有將其稱為「VCD」之情形)，來預先使溶劑乾燥之方法。
在狹縫塗布後所進行的VCD的條件係各式各樣，基本上，多半是利用在室溫條件下、大壓氣為約101kPa至約20Pa，以約30秒左右急速減壓之方法。為了應用此種比較嚴格的減壓乾燥條件，調節塗布膜的乾燥程度係必要的。塗膜的乾燥程度若不適當時，圖案形狀或塗布性會產生重大問題，而成為產生各式各樣的故障之主要原因。又，因為隨著近年來基板變大，基板的設置或處理花費時間，在預先設定的一系列步驟，不得不縮短VCD所花費的時間，又，VCD的維修負擔變大。縮短VCD時間時，容易產生塗布不均，而且即便進行VCD，因為短時間時只有膜表面乾燥，光阻膜的表面附近係不容易被顯像，而內部係容易被顯像。其結果，圖案形狀變為如逆錐的形狀(T頂部)，會有在後面的步驟(蝕刻時)容易產生不良之問題。
另一方面，作為感光性樹脂組成物所使用的溶劑，通常係使用丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)。但是，因為PGMEA的蒸氣壓在20℃/l氣壓為約500Pa，在減壓乾燥時係非常容易蒸發。其結果，PGMEA係迅速地從塗布後的塗膜表面蒸發掉，並在表面附近形成乾燥被膜，而防礙塗膜內部的PGMEA之蒸發。使用此種光阻膜來形成圖案時，如前述，因為光阻膜的表面附近係不容易被顯像，而內部係容易被顯像，圖案形狀變為T頂部，在後烘烤時圖案係有色的部分殘留，無法如設計進行蝕刻，因此，亦會成為利用此種光阻圖案而形成的金屬配線等變為不勻勻之原因。
為了因應此種問題，有開發一種適合於狹縫塗布法之感光性樹脂組成物(參照專利文獻2)，其係添加特定溶劑來縮短減壓乾燥步驟時間，狹縫噴嘴不容易乾燥且塗膜表面良好。又，有開發一種調整感光性基而成之感光性樹脂組成物(參照專利文獻3)，其能夠藉由在減壓條件下的乾燥來形成均勻被乾燥而成的樹脂圖案。而且，亦有提案揭示一種感光性樹脂組成物(參照專利文獻4)，其係含有丙二醇一甲基醚乙酸酯及在1氣壓20℃之蒸氣壓為150Pa以下的共溶劑而構成。
又，以使用狹縫塗布器形成彩色濾光片或黑色矩陣作為目的，有提案揭示一種感光性樹脂組成物(參照專利文獻5)，其係含有每100毫升溶解感光性樹脂組成物50克以上之第一溶劑、沸點為160℃～180℃之第二溶劑及沸點為135℃～155℃的第三溶劑作為溶劑。作為將該組成物的塗膜乾燥的方法，因為係採用在室溫放置數小時～數天，或是在溫風或紅外線電極乾燥數十分鐘～數小時之方法，在塗膜的乾燥未利用VCD，會有在常溫的乾燥時間長之問題。又，在TFT(薄膜電晶體)製造用，亦希望一種能夠應用在未進行VCD步驟且高速狹縫塗布之感光性樹脂組成物。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]　特開2001-269607號公報
[專利文獻2]　特開2007-25645號公報
[專利文獻3]　WO2006/107056號公報
[專利文獻4]　特開2008-158281號公報
[專利文獻5]　特開2004-354601號公報
本發明係為了解決前述的問題而進行，其目的係提供一種適合於狹縫塗布之感光性樹脂組成物，即便未進行減壓乾燥或真空乾燥，亦即藉由進行短時間的自然乾燥，能夠以無不均之均勻的狀態將塗膜乾燥且光阻的圖案形狀良好(未形成T頂部)。
又，本發明的目的係提供一種圖案形成方法，其係進行狹縫塗布後，即便未進行減壓乾燥或真空乾燥，藉由短時間的自然乾燥，塗膜的乾燥均勻且形成良好形狀的光阻圖案。
又，本發明係提供一種使用上述感光性樹脂組成物而形成的平面面板顯示器用基板及該基板的製法，以及具備此種平面面板顯示器用基板之平面面板顯示器。
本發明者等專心研討的結果，發現能夠得到一種感光性樹脂組成物，其係藉由在含有鹼可溶性酚醛清漆樹脂、含醌二疊氮基的感光劑、及溶劑之感光性樹脂組成物，使用特定的混合溶劑作為前述溶劑，能夠解決上述課題，亦即未將藉由高速狹縫塗布所形成塗膜進行減壓乾燥或真空乾燥，藉由短時間的自然乾燥時，塗膜的乾燥勻勻且能夠形成良好形狀的光阻圖案。
亦即，本發明係有關於一種感光性樹脂組成物，係含有鹼可溶性酚醛清漆樹脂、含醌二疊氮基的感光劑及溶劑之感光性樹脂組成物，其特徵係前述溶劑係由丙二醇一甲基醚乙酸酯(A)與沸點為145℃以下且乙酸正丁酯的蒸發速度為50以上的溶劑(B)的混合溶劑所構成。
又，本發明係有關於一種圖案的形成方法，其特徵係在基板上狹縫塗布含有鹼可溶性酚醛清漆樹脂、含醌二疊氮基的感光劑、及丙二醇一甲基醚乙酸酯(A)與沸點為145℃以下且乙酸正丁酯的蒸發速度為50以上的溶劑(B)的混合溶劑之感光性樹脂組成物，且未使用減壓乾燥或真空乾燥之方法而進行乾燥，並且在其後進行曝光、顯像來形成光阻圖案。
而且，本發明係有關於一種平面面板顯示器(FPD)用基板之製法，其特徵係包含藉由狹縫塗布法在基板上塗布如申請專利範圍第1或2項的感光性樹脂組成物之步驟。
又，本發明係有關於一種平面面板顯示器(FPD)用基板，其係依照上述FPD用基板之製法所製成。
而且，本發明係有關於一種平面面板顯示器，其特徵係具備上述FPD用基板而構成。
本發明的感光性樹脂組成物係即便藉由狹縫塗布法塗布時，儘管未進行減壓乾燥或真空乾燥，且藉由短時間的自然乾燥，也能夠以無不均之均勻的狀態將光阻塗布膜乾燥，能夠形成剖面形狀良好(未形成T頂部)的光阻圖案等的圖案。
又，因為使用本發明的感光性樹脂組成物進行狹縫塗布後，不須要減壓乾燥或真空乾燥步驟，藉由削減步驟能夠降低成本。
而且，在本發明，藉由使用高速狹縫塗布法來塗布感光性樹脂組成物，能夠高速地塗布在大型基板，相較於旋轉塗布法，能夠節省感光性樹脂組成物的塗布量，同時，因為能夠形成膜厚度均勻且無塗布不均之塗膜，利用該塗膜所形成的光阻圖案等的圖案係剖面形狀良好，且能夠形成如設計的蝕刻圖案，所以能夠無不良品且價廉地製造特性良好的FPD基板及FPD。
 實施發明之形態
本發明的感光性樹脂組成物係如前述，必須含有鹼可溶性酚醛清漆樹脂、含醌二疊氮基的感光劑、及丙二醇一甲基醚乙酸酯(A)與沸點為145℃以下且乙酸正丁酯的蒸發速度為50以上的溶劑(B)的混合溶劑作為必要成分。以下，從在本發明的感光性樹脂組成物所使用的鹼可溶性酚醛清漆樹脂來具體地說明。
(鹼可溶性酚醛清漆樹脂)
鹼可溶性酚醛清漆樹脂係藉由將苯酚類的至少1種與甲醛等的醛類，使用例如無機酸或有機酸、二價金屬的有機酸鹽等的觸媒且在酸性下進行聚縮合，而且必要時中和、水洗後使其二次反應而得到。
為了製造此種酚性酚醛清漆樹脂所使用的苯酚類，可舉出例如鄰甲酚、對甲酚及間甲酚等的甲酚類、3,5-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、2,3-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚等的二甲苯酚類、2,3,4-三甲基苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、2,4,5-三甲基苯酚、3,4,5-三甲基苯酚等的三甲基苯酚類、2-第三丁基苯酚、3-第三丁基苯酚、4-第三丁基苯酚等的第三丁基苯酚、2-甲氧基苯酚、3-甲氧基苯酚、4-甲氧基苯酚、2,3-二甲氧基苯酚、2,5-二甲氧基苯酚、3,5-二甲氧基苯酚等的甲氧基苯酚類、2-乙基苯酚、3-乙基苯酚、4-乙基苯酚、2,3-二乙基苯酚、3,5-二乙基苯酚、2,3,5-三乙基苯酚、3,4,5-三乙基苯酚等的乙基苯酚類、鄰氯苯酚、間氯苯酚、對氯苯酚、2,3-二氯苯酚等的氯苯酚類、間苯二酚、2-甲基間苯二酚、4-甲基間苯二酚、5-甲基間苯二酚等的間苯二酚類、5-甲基兒茶酚等的兒茶酚類、5-甲基五倍子酚等的五倍子酚類、雙酚A、B、C、D、E、F等的雙酚類、2,6-二羥甲基-對甲酚等的羥甲基化甲酚類、α-萘酚、β-萘酚等的萘酚類等。該等可以單獨或作為複數種的混合物而使用。
又，作為醛類可舉出甲醛、以及柳醛、對甲醛、乙醛、苯甲醛、羥基苯甲醛、氯甲醛等，該等可以單獨或作為複數種的混合物而使用。
鹼可溶性酚醛清漆樹脂的含量係沒有特別限制，通常係以感光性樹脂組成物的總重量作為基準時為5～25重量%，以7～20重量%為佳。比該範圍低時，為了將最後的光阻膜設為一定厚度，必須較厚地塗布組成物，塗膜內部容易產生流動，會有產生塗布不均之情形。另一方面，樹脂的含量比該範圍高時，必須較薄地塗布組成物，會有塗膜均勻性不充分之情形。因此，樹脂的含量在上述範圍外時必須注意。
又，鹼可溶性酚醛清漆樹脂的重量平均分子量(Mw)以3,000～16,000為佳。在本發明的重量平均分子量係藉由凝膠滲透色譜儀(GPC)測定之換算成苯乙烯分子量，重量平均分子量為小於3,000時，無法進行塗布速度為200毫米/秒以上之高速塗布，又，亦有無法形成膜厚度均勻的塗膜之問題，另一方面，重量平均分子量大於16,000時，因為樹脂的黏度太高，從反應釜開始抽出的聚合物與結束時的聚合物之重量平均分子量會有極大的差異，有無法安定合成之問題。
(含醌二疊氮基的感光劑)
作為含醌二疊氮基的感光劑，亦能夠使用先前在醌二疊氮酚醛清漆系光阻所使用之眾所周知的感光劑之任何物。作為此種感光劑，可舉出較佳者有使萘醌二疊氮磺醯氯或苯醌二疊氮磺醯氯等、與具有能夠與該等醯氯等縮合反應的官能基之低分子化合物或高分子化合物反應而得到之化合物。在此，作為能夠與醯氯縮合的官能基可舉出羥基、胺基等，以羥基為特佳。作為含羥基之能夠與醯氯縮合的化合物，可舉出例如氫醌、間苯二酚、2,4-二羥基二苯基酮、2,3,4-三羥基二苯基酮、2,4,6-三羥基二苯基酮、2,4,4’-三羥基二苯基酮、2,3,4,4’-四羥基二苯基酮、2,2’,4,4’-四羥基二苯基酮、2,2’,3,4,6’-五羥基二苯基酮等的羥基二苯基酮類、雙(2,4-二羥苯基)甲烷、雙(2,3,4-三羥苯基)甲烷、雙(2,4-二羥苯基)丙烷等的羥苯基鏈烷類、4,4’-3”,4”-四羥基-3,5,3’,5’-四甲基三苯基甲烷、4,4’,2”,3”,4”-五羥基-3,5,3’,5’-四甲基三苯基甲烷等的羥基三苯基甲烷類等。該等可以單獨使用，又，亦可組合2種以上而使用。
又，作為萘醌二疊氮磺醯氯或苯醌二疊氮磺醯氯等的醯氯，可舉出較佳者有例如1,2-萘醌二疊氮-5-磺醯氯、1,2-萘醌二疊氮-4-磺醯氯等，又，使用萘醌二疊氮磺酸或萘醌二疊氮磺酸烷酯等代替萘醌二疊氮磺醯氯，亦能夠製造與使用萘醌二疊氮磺醯氯時同樣的含醌二疊氮基之感光劑。
含醌二疊氮基之感光劑之調配量係每100重量份鹼可溶性酚醛清漆樹脂，通常為5～50重量份，以10～40重量份為佳。比其少時，作為感光性樹脂組成物會有無法得到充分的感度之情形，又，比其多時，會有產生成分析出之問題。
(溶劑)
在本發明的感光性樹脂組成物，係使用丙二醇一甲基醚乙酸酯(A)及沸點為145℃以下且乙酸正丁酯的蒸發速度為50以上的溶劑(B)作為溶劑。作為沸點為145℃以下且乙酸正丁酯的蒸發速度為50以上的溶劑(B)係以沸點為80～130℃且乙酸正丁酯的蒸發速度為70～200的溶劑為佳，以沸點100～130℃且乙酸正丁酯的蒸發速度為70～200的溶劑為更佳。作為本發明之較佳溶劑(B)，有異丁醇(沸點108℃、蒸發速度74)、異丙醇(沸點82℃、蒸發速度190)、乙酸異丁酯(沸點118℃、蒸發速度170)、丙二醇一甲基醚(沸點120℃、蒸發速度70)、丙酸正丙酯(沸點122.4℃、蒸發速度120)、乙酸正丁酯(沸點126.1℃、蒸發速度100)。更佳的溶劑有丙二醇一甲基醚(沸點120℃、蒸發速度70)、丙酸正丙酯(沸點122.4℃、蒸發速度120)、乙酸正丁酯(沸點126.1℃、蒸發速度100)。
上述溶劑的乙酸正丁酯的蒸發速度係依照ASTM D3539計量，將乙酸正丁酯的蒸發速度係數設作100之情況。
溶劑(B)的含量係依照溶劑的光阻溶解力而異，從加速自然乾燥速度之觀點，只要溶劑能夠將光阻溶解，以大量使用為佳。通常溶劑(A)與溶劑(B)的比例基於重量基準，溶劑(A)：溶劑(B)以90：10～20：80的比例為佳，以70：30～30：70為更佳。溶劑(B)的含量少於10重量%時，進行自然乾燥時之乾燥時間變長，會有產生乾燥步驟時間變長之問題。例如進行自然乾燥10分鐘左右時，即便溶劑含量為10重量%亦能夠得到無塗布不均之良好的膜，但是如前述，溶劑含量越多，即便縮短自然乾燥時間亦同樣地能夠得到良好的膜，乃是較佳。但是，溶劑(B)的含量大於80重量%時，依照溶劑會有光阻的固體成分未溶解而析出之情形，因此必須按照所使用溶劑的種類來選擇適當的含量。
(添加劑)
在本發明的感光性樹脂組成物，亦可按照必要進而含有添加劑。作為添加劑，可舉出例如以維持感光性樹脂組成物的均勻性、改良塗布性等作為目的而添加之界面活性劑。特別是將感光性樹脂組成物塗布在基材時，在表面會有產生鱗狀的花紋(鱗狀不均)，但是藉由在本發明之感光性樹脂組成物使用界面活性劑，能夠抑制該鱗狀不均。在本發明的感光性樹脂組成物以使用非離子系界面活性劑為特佳。作為非離子系界面活性劑有氟系界面活性劑、矽系界面活性劑、烴系界面活性劑等，以使用氟系界面活性劑為特佳。該等界面活性劑的調配量係相對於1重量份鹼可溶性樹脂及感光劑的合計量，通常為添加200～10000ppm。界面活性劑的含量太多時，因為會產生顯像不良等的問題，必須注意。
本發明的感光性樹脂組成物亦可按照必要進而含有添加劑，例如對比增強劑、環氧化合物或含矽化合物等的黏附助劑。此種添加劑在不損害本發明效果的範圍，能夠從先前已知的任意物選擇。
本發明的感光性樹脂組成物係將各成分溶解在規定量溶劑來調製。此時，各成分預先各自溶解在溶劑，並在即將使用時以規定比例混合各成分來調製亦可。通常，感光性樹脂組成物的溶液係使用0.2微米的過濾器過濾後，提供使用。黏度係配合塗布感光性樹脂組成物的條件而調整，在25℃的動黏度以2～10cSt為佳，以2～5cSt為更佳。
接著，說明使用本發明的感光性樹脂組成物來形成例如需要的光阻圖案之方法。在本發明的微細化圖案的形成方法，係首先在基底基板上按照必要塗布防止反射膜後，塗布本發明的感光性樹脂組成物，並依照光微影法形成光阻圖案。作為前述基底基板，較佳者可舉出LCD基板、PDP基板(玻璃基板)等的FPD用基板，但是可以是半導體基板(例如矽晶圓等)。作為基底基板所使用的基板可以是裸基板，亦可以是按照必要為在表面具有矽氧化膜或鋁、鉬、鉻等的金屬膜、ITO等的金屬氧化膜、聚矽等的矽膜之基板、或進一步在該等基板上形成有電路圖案或半導體元件等之基板。在本發明，感光性樹脂組成物的塗布係以藉由狹縫塗布器進行狹縫塗布為佳，狹縫塗布時之噴嘴與基板的距離(塗布間隙)能夠在50～200微米左右任意地選擇。
如此進行所塗布形成的感光性樹脂膜係在常溫按照必要自然乾燥1～10分鐘左右後，預烘烤(例如烘烤溫度：70～140℃、1分鐘左右)後，進行曝光且按照必要進行曝光後烘烤(PEB；post exposure bake)(例如烘烤溫度：50～140℃)後，使用鹼性溶液進行顯像處理，且必要時進行顯像後烘烤(例如烘烤溫度：60～120℃)，來作為需要的感光性樹脂膜圖案(例如光阻圖案)。作為曝光光源，係按照所使用的感光性樹脂組成物之特性，能夠使用g射線、i射線等的紫外線、KrF準分子雷射、ArF準分子雷射等的遠紫外線、X射線、電子射線等。又，作為顯像液所使用的鹼性溶液，感光性樹脂組成物為正型時，只要具有感光性樹脂膜的曝光部分能夠迅速地溶解且對未曝光部分之溶解速度極低的性質者，可使用任何物。具體上，可舉出氫氧化四甲銨水溶液等的四甲銨系水溶液、氫氧化鉀、氫氧化鈉等的無機鹼性水溶液等。該等鹼性水溶液係通常以15重量%以下的濃度使用。顯像法可依照用以將先前的感光性樹脂膜顯像所使用之方法。
[實施例]
以下可舉出實施例、比較例，更具體地說明本發明，但是本發明係完全未限定於該等實施例、比較例。
實施例1
對100重量份之重量平均分子量以聚苯乙烯換算為8,000的酚醛清漆樹脂(間甲酚：對甲酚=60：40)，添加25重量份之2,3,4,4’-四羥基二苯基酮及1,2-萘醌二疊氮-5-磺醯氯的酯化物作為感光劑、相對於總固體成分為1000ppm之氟系界面活性劑(大日本INK化學工業股份公司製非離子性界面活性劑)，並添加丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及乙酸正丁酯(nBA)(沸點126.1℃、蒸發速度100)的混合溶劑(混合重量比為90：10)，攪拌後使用0.2微米的過濾器進行過濾，來調製溶劑份量為86重量%之感光性樹脂組成物1。
實施例2
除了將溶劑變更為丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及乙酸正丁酯(nBA)(沸點126.1℃、蒸發度100)的混合溶劑(混合重量比為70：30)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物2。
實施例3
除了將溶劑變更為丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及乙酸正丁酯(nBA)(沸點126.1℃、蒸發度100)的混合溶劑(混合重量比為50：50)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物3。
實施例4
除了將溶劑變更為丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及丙酸正丙酯(nPP)(沸點122.4℃、蒸發度120)的混合溶劑(混合重量比為90：10)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物4。
實施例5
除了將溶劑變更為丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及丙酸正丙酯(nPP)(沸點122.4℃、蒸發度120)的混合溶劑(混合重量比為70：30)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物5。
實施例6
除了將溶劑變更為丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及丙酸正丙酯(nPP)(沸點122.4℃、蒸發度120)的混合溶劑(混合重量比為50：50)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物6。
實施例7
除了將溶劑變更為丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及丙二醇一甲基醚(PGME)(沸點120℃、蒸發度70)的混合溶劑(混合重量比為90：10)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物7。
實施例8
除了將溶劑變更為丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及丙二醇一甲基醚(PGME)(沸點120℃、蒸發度70)的混合溶劑(混合重量比為70：30)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物8。
實施例9
除了將溶劑變更為丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及丙二醇一甲基醚(PGME)(沸點120℃、蒸發度70)的混合溶劑(混合重量比為50：50)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物9。
實施例10
除了將溶劑變更為丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及丙二醇一甲基醚(PGME)(沸點120℃、蒸發度70)的混合溶劑(混合重量比為30：70)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物10。
實施例11
除了將溶劑變更為丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)及丙二醇一甲基醚(PGME)(沸點120℃、蒸發度70)的混合溶劑(混合重量比為20：80)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物11。
比較例1
除了將溶劑變更為只有丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)以外，與實施例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物12。
比較例2
除了將感光性樹脂組成物的溶劑份量變更為85重量%以外，與比較例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物13。
比較例3
除了將感光性樹脂組成物的溶劑份量變更為84重量%以外，與比較例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物14。
比較例4
除了將感光性樹脂組成物的溶劑份量變更為83重量%以外，與比較例1同樣地進行來得到感光性樹脂組成物15。
整理上述實施例1～11及比較例1～4的感光性樹脂組成物1～15之組成，如下述表1所示。
[感光性樹脂組成物的塗布試驗1～30]
對在實施例1～11及比較例1～4所得到的感光性樹脂組成物1～15，使用下述條件進行塗布及乾燥，來評價塗布不均及塗布均勻性。
塗布及乾燥條件
使用730毫米×及920毫米的覆鉻玻璃基板，並將小型狹縫噴嘴(寬度700毫米)與覆鉻玻璃基板的距離以140微米分離的的狀態進行狹縫塗布。塗布速度係設定為每秒100毫米，且塗布後在23℃進行自然乾燥如表2所示之時間，並在100℃熱板上烘烤150秒後，得到1.5微米的光阻膜。
<塗布不均的評價>
將所得到的光阻膜在Na燈下藉由目視觀察且依照下述評價基準來評價塗布不均。
[評價基準]
○：確認無塗布不均
△：確認少許塗布不均
×：確認明確塗布不均
<塗布均勻性的評價>
又，塗布均勻性係用NanSpec M6500型光干擾膜厚度測定器(Nanometrics Japan股份公司製)進行膜厚度測定，且依照下述評價基準進行評價。
[評價基準]
○：膜厚度均勻性良好
△：膜厚度均勻性稍差
×：膜厚度均勻性差
[感光性樹脂組成物的塗布試驗](在真空乾燥條件下乾燥)
使用在比較例1所得到的感光性樹脂組成物12，並進行真空乾燥代替自然乾燥，來進行評價塗布不均及塗布均勻性。
亦即，使用與上述感光性樹脂組成物的塗布試驗1～30同樣的狹縫噴嘴來塗布感光性樹脂組成物12後，在真空乾燥烘箱立起銷並在其上放置覆鉻玻璃基板來進行乾燥。真空乾燥後於100℃在熱板上乾燥90秒，並基於評價基準評價上述塗布不均及塗布均勻性。結果係如表2所示。
從表2得知本發明的感光性樹脂組成物係儘管預烘烤前的自然乾燥時間短，又，不管乾燥時間的長短，都能夠形成無塗布不均且膜厚度均勻的光阻膜。
[圖案形狀的確認試驗]
在4英吋的矽晶圓上，各自滴下感光性樹脂組成物5、8、10(試樣5、8、10)後，使用得到與狹縫塗布同樣的塗膜之方法(以800旋轉轉動2秒)，得到由各感光性樹脂組成物所構成之光阻塗布膜。隨後，在23℃進行自然乾燥3分鐘。隨後，於100℃熱板烘烤90秒後，得到1.5微米的光阻膜。將該光阻膜使用Nikon製g+h線步進機(FX-604F)曝光，並使用2.38重量%氫氧化四甲銨水溶液於23℃顯像60秒。隨後，於130℃使用熱板進行後烘烤2分鐘。顯像後及後烘烤後使用SEM進行觀察4.0微米光罩尺寸之曝光部、未曝光的比例為1：1的曝光處。結果如第1圖所示。第1圖的(a)係顯像後的光阻形狀，(b)係後烘烤後(b)的光阻形狀。在任一試樣，顯像後的光阻圖案都是梯形，又，後烘烤後的形狀係需要的形狀亦即呈半圓錐體型。
另一方面，使用感光性樹脂組成物12作為感光性樹脂組成物，除了進行100Pa/40秒的真空乾燥以外，與上述同樣地進行來形成光阻圖案，並使用SEM觀察顯像後及後烘烤後的形狀。結果係如第2圖所示。與第1圖同樣地，(a)係顯像後的光阻形狀，(b)係後烘烤後(b)的光阻形狀。如第2圖所示，使用先前組成的感光性樹脂組成物並進行真空乾燥時，光阻形狀係成為T頂部，後烘烤後無法得到需要的形狀(半圓錐體型形狀)。
從圖案形狀的確認試驗，得知藉由使用本發明的感光性樹脂組成物來形成圖案，能夠得到具有需要的剖面形狀之圖案。
[產業上之利用可能性]
本發明的感光性樹脂組成物能夠藉由狹縫塗布法在基板上高速且無塗布不均而且均勻地塗布。所得到的塗膜能夠使用作為在液晶顯示元件(LCD)或電漿顯示器(PDP)等的平面面板顯示器(FPD)之製程，作為蝕刻光阻、保護膜、用以將元件表面平坦化之平坦化膜、用以保持電絕緣之絕緣膜等，例如利用所形成的光阻圖案能夠形成FPD基板等具有微細電路圖案之基板。
第1圖係依照本發明的感光性樹脂組成物及方法所得到之顯像後(a)及後烘烤後(b)的光阻圖案之SEM照片。
第2圖係依照先前的感光性樹脂組成物及方法所得到之顯像後(a)及後烘烤後(b)的光阻圖案之SEM照片。

Claims (4)

  1. 一種圖案的形成方法，其特徵係在基板上狹縫塗布含有鹼可溶性酚醛清漆樹脂、含醌二疊氮基的感光劑、及丙二醇一甲基醚乙酸酯(A)與沸點為145℃以下且乙酸正丁酯的蒸發速度為50以上的溶劑(B)的混合溶劑之感光性樹脂組成物，且未使用減壓乾燥或真空乾燥之方法而進行乾燥，並且在其後進行曝光、顯像來形成光阻圖案，該溶劑(B)係選自異丁醇、異丙醇、丙二醇一甲基醚之至少一種，該鹼可溶性酚醛清漆樹脂之重量平均分子量為3000~16000，且其含量為5~25重量%。
  2. 一種平面面板顯示器用基板之製法，其特徵係包含藉由狹縫塗布法在基板上塗布含有鹼可溶性酚醛清漆樹脂、含醌二疊氮基的感光劑、及丙二醇一甲基醚乙酸酯(A)與沸點為145℃以下且乙酸正丁酯的蒸發速度為50以上的溶劑(B)的混合溶劑之感光性樹脂組成物之步驟，該溶劑(B)係選自異丁醇、異丙醇、丙二醇一甲基醚之至少一種，該鹼可溶性酚醛清漆樹脂之重量平均分子量為3000~16000，且其含量為5~25重量%。
  3. 一種平面面板顯示器用基板，其係依照如申請專利範圍第2項之製法所製成。
  4. 一種平面面板顯示器，其特徵係具備如申請專利範圍第3項之平面面板顯示器用基板。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI507818B (zh) * 2011-07-21 2015-11-11 Everlight Chem Ind Corp 低溫多晶矽之液晶顯示器製程用之正型感光樹脂組成物
KR102041403B1 (ko) 2013-01-02 2019-11-07 삼성디스플레이 주식회사 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성 방법
TWI484299B (zh) * 2013-02-04 2015-05-11 Everlight Chem Ind Corp 正型光阻組成物之用途
TWI731961B (zh) * 2016-04-19 2021-07-01 德商馬克專利公司 正向感光材料及形成正向凸紋影像之方法
CN110597016B (zh) * 2019-09-29 2022-10-14 北京北旭电子材料有限公司 一种光刻胶组合物、制备方法及图案化方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5039594A (en) * 1985-10-28 1991-08-13 Hoechst Celanese Corporation Positive photoresist containing a mixture of propylene glycol alkyl ethers and propylene glycol alkyl ether acetate
TW200813623A (en) * 2006-09-12 2008-03-16 Az Electronic Materials Japan Solvent for photoresist and composition for slit coating using therewith

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0220645B1 (de) * 1985-10-28 1990-09-12 Hoechst Celanese Corporation Strahlungsempfindliches, positiv-arbeitendes Gemisch und hieraus hergestelltes Photoresistmaterial
JP2001269607A (ja) 2000-03-28 2001-10-02 Tokyo Electron Ltd 塗布処理装置および塗布処理方法
US6911293B2 (en) * 2002-04-11 2005-06-28 Clariant Finance (Bvi) Limited Photoresist compositions comprising acetals and ketals as solvents
KR100973799B1 (ko) * 2003-01-03 2010-08-03 삼성전자주식회사 Ｍｍｎ 헤드 코터용 포토레지스트 조성물
JP4028434B2 (ja) * 2003-05-28 2007-12-26 東京応化工業株式会社 感光性組成物のコーティング方法
JP4308585B2 (ja) * 2003-06-09 2009-08-05 Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 感光性樹脂組成物密着性向上剤及びそれを含有する感光性樹脂組成物
KR101042667B1 (ko) * 2004-07-05 2011-06-20 주식회사 동진쎄미켐 포토레지스트 조성물
JPWO2006107056A1 (ja) 2005-03-30 2008-09-25 日本ゼオン株式会社 パターン形成方法
JP4687902B2 (ja) 2005-06-15 2011-05-25 Ｊｓｒ株式会社 感光性樹脂組成物、表示パネル用スペーサーおよび表示パネル
JP4813193B2 (ja) * 2006-01-31 2011-11-09 Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 スピンレス、スリットコーティングに適した感光性樹脂組成物
JP4403174B2 (ja) * 2006-12-25 2010-01-20 Ａｚエレクトロニックマテリアルズ株式会社 パターン形成方法およびそれに用いる感光性樹脂組成物

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5039594A (en) * 1985-10-28 1991-08-13 Hoechst Celanese Corporation Positive photoresist containing a mixture of propylene glycol alkyl ethers and propylene glycol alkyl ether acetate
TW200813623A (en) * 2006-09-12 2008-03-16 Az Electronic Materials Japan Solvent for photoresist and composition for slit coating using therewith

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Publication number Publication date
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