TWI760123B - 用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物以及光阻膜的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物,包括鹼可溶性酚醛樹脂、具有醌二疊氮基的化合物、混合溶劑以及至少一添加劑。混合溶劑包括第一溶劑以及第二溶劑,第一溶劑相對於醋酸正丁酯100的揮發速度具有50以上的揮發速度,第二溶劑具有介於150℃~200℃之間的沸點。至少一添加劑具有500~5000的分子量以及如式(I)所示的結構單元,其中R
1選自由氫、羥基、C1~C5烷基、苯基、鹵素原子、氰基組成之群組,R
2選自由氫、酸根、苯及其衍生物、酚類、苯甲酸及其衍生物、芳香性雜環類組成之群組,且n為10~80。本揭露內容還提供一種光阻膜的製造方法 ,
Description
本發明是有關一種正型感光性樹脂組成物以及光阻膜的製造方法,尤其是一種可用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物。
目前的感光性樹脂組成物以及光阻膜之製備中,塗佈感光性樹脂組成物後會進行減壓或真空乾燥以將大部分溶劑抽乾,讓組成物成膜。接著進行預烤,藉以將剩餘溶劑烤乾並增加膜的密著性。再經曝光、顯影以及後烤,得到具有半圓錐體型之圖案的光阻膜。
減壓或真空乾燥時之壓力值以及烘烤的溫度都會影響光阻膜的形成與品質,例如壓力值過低將造成溶劑突沸,導致膜面不平整,壓力過高則造成溶劑未乾,導致膜面過軟以及無法成膜。在對於密著性以及光阻圖案的要求下,目前的感光性樹脂組成物並不適於低溫製程。低溫製程之實施因此有待新的感光性樹脂組成物之開發,新的感光性樹脂組成物亦有助於低溫製程的發展。
本發明之一實施例提供一種可用於低溫製程的感光性樹脂。
本發明之另一實施例提供一種由低溫製程製備而得的光阻膜,其具有適當的感度及殘膜率,密著性良好,且光阻圖案符合要求。
本發明之另一實施例提供一種光阻膜的製造方法,其省去高溫烘烤且降低減壓的門檻。
本發明之一實施例所提供的用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物包括(A)鹼可溶性酚醛樹脂、(B)具有醌二疊氮基的化合物、(C)混合溶劑以及(D)至少一添加劑。(C)混合溶劑包括(C-1)第一溶劑以及(C-2)第二溶劑,(C-1)第一溶劑相對於醋酸正丁酯100的揮發速度具有50以上的揮發速度,(C-2)第二溶劑具有介於150℃~200℃之間的沸點。(D)至少一添加劑具有500~5000的分子量以及如式(I)所示的結構單元,其中R1選自由氫、羥基、C1~C5烷基、苯基、鹵素原子、氰基組成之群組,R2選自由氫、酸根、苯及其衍生物、酚類、苯甲酸及其衍生物、芳香性雜環類組成之群組,且n為10~80,
在本發明的一實施例中,上述之(A)鹼可溶性酚醛樹脂為100重量份,(C)混合溶劑為400~1500重量份,且(C-1)第一溶劑與(C-2)第二溶劑的重量比例介於90:10~50:50之間。
在本發明的一實施例中,上述之(A)鹼可溶性酚醛樹脂為100重量份,(B)具有醌二疊氮基的化合物為20~40重量份。
在本發明的一實施例中,上述之(A)鹼可溶性酚醛樹脂為100重量份,(D)至少一添加劑為20~40重量份。
在本發明的一實施例中,上述之(C-1)第一溶劑選自於由醋酸正丁酯、丙二醇一甲基醚(PGME)、丙酸正丙酯(NPP)、異丁醇(IBA)、異丙醇(IPA)、乙酸異丁酯(IBAC)、及甲基異丁基酮(MIBK)所組成之群組,(C-2)第二溶劑選自於3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇單丁醚(PnB)、二乙二醇甲醚(DM)、環己酮(ANONE)、丙二醇二乙酸酯(PGDA)、二甲基甲醯胺(DMF)、甲氧基乙酸丁酯(MBA)、乳酸乙酯(EL)所組成之群組。
在本發明的一實施例中,上述之(C-1)第一溶劑為醋酸正丁酯,(C-2)第二溶劑為3-乙氧基丙酸乙酯。
在本發明的一實施例中,上述之(C)混合溶劑佔組成物70~90的重量百分比。
在本發明的一實施例中,上述之用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物更包括界面活性劑、對比增強劑、黏附助劑或選自其之組合。
本發明之一實施例還提供一種光阻膜的製造方法,包括以下步驟:塗佈步驟,將前述之正型感光性樹脂組成物塗佈於基板;烘烤步驟,進行正型感光性樹脂組成物之低溫烘烤;曝光步驟,進行正型感光性樹脂組成物之曝光;以及顯影步驟,進行顯影。
在本發明的一實施例中,上述烘烤步驟更包括預烤步驟,以不超過90℃的溫度,在曝光步驟之前進行預烤,及;後烤步驟,以不超過90℃的溫度,在顯影步驟之後進行後烤。
在本發明的一實施例中,其中預烤步驟使用80℃熱板進行預烤,以及;後烤步驟使用85℃熱板進行後烤。
在本發明的一實施例中,上述的製造方法更包括減壓乾燥步驟,在烘烤步驟前進行正型感光性樹脂組成物的減壓乾燥,且減壓乾燥之壓力大於20Pa。
在本發明的一實施例中,上述的製造方法其中該減壓乾燥步驟之該減壓乾燥之壓力為1500Pa。
本發明之若干實施例的組成物因使用混合溶劑以及至少一添加劑,且混合溶劑的第一溶劑具有相對於醋酸正丁酯100的揮發速度50以上的揮發速度,第二溶劑具有介於150℃~200℃之間的沸點,而至少一添加劑具有500~5000的分子量以及如式(I)所示的結構單元,因此適於低溫製程,且所形成之光阻膜有適當的感度及殘膜率,密著性良好,且具有符合要求的光阻圖案。本發明之若干實施例的方法因使用前述組成物,因此可省去高溫烘烤,並有助免於大幅減壓的步驟。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
圖1A所示為本發明一實施例光阻圖案之圖形的示意圖。
圖1B所示為本發明另一實施例光阻圖案之圖形的示意圖。
圖1C所示為本發明再另一實施例光阻圖案之圖形的示意圖。
除另有定義外,本揭露內容所提到的低溫沒有特別限制,但較佳可為小於或等於150℃、小於或等於100℃,最佳則可為小於或等於90℃。
正型感光性樹脂組成物
本發明之一實施例提供一種正型感光性樹脂組成物,其可用於低溫製程。本發明之若干實施例的正型感光性樹脂組成物包括(A)鹼可溶性酚醛樹脂、作為感光劑的(B)醌二疊氮基的化合物、(C)混合溶劑以及(D)至少一添加劑。
(A)鹼可溶性酚醛樹脂
本發明之若干實施例中的(A)鹼可溶性酚醛樹脂沒有特別限制,但在若干實施例中,(A)鹼可溶性酚醛樹脂為酚類與醛類使用無機或有機酸等觸媒進行聚縮合而得到。
在本發明之若干實施例中,(A)鹼可溶性酚醛樹脂所使用的酚類可包含苯甲酚類(例如鄰甲酚、間甲酚、對甲酚)、二甲苯酚類(例如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)、三甲基苯酚類(例如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)、第三丁基苯酚類(例如2-第三丁基苯酚、3-第三丁基苯酚、4-第三丁基苯酚等)、甲氧基苯酚類(例如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)、乙基苯酚類(例如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)、氯苯酚類(例如鄰氯苯酚、間氯苯酚、對氯苯酚、2,3-二氯苯酚等)、間苯二酚類(例如間苯二酚、2-甲基間苯二酚、4-甲基間苯二酚、5-甲基間苯二酚等)、兒茶酚類(例如5-甲基兒茶酚等)、五倍子酚類(例如5-甲基五倍子酚等)、雙酚類(例如雙酚A、B、C、D、E、F等)、羥甲基化甲酚類(例如2,6-二羥甲基-對甲酚等)、萘酚類(例如α-萘酚、β-萘酚等)等,其可以單獨或複數的混合使用。
在本發明之若干實施例中,(A)鹼可溶性酚醛樹脂所使用的醛類可包含甲醛、柳醛、仲甲醛、乙醛、苯甲醛、羥基苯甲醛、氯甲醛等,其可以單獨或複數的混合使用。
在本發明之若干實施例中,(A)鹼可溶性酚醛樹脂的重量平均分子量(Mw)為4,000~20,000,更佳可為6,000~10,000。在本發明之若干實施例中,(A)鹼可溶性酚醛樹脂的重量平均分子量可由膠體滲透層析儀(GPC)加以測定。當重量平均分子量小於4,000時,無法進行塗佈速度為200毫米/秒以上之高速塗佈,且無法形成均勻膜厚。另一方面,當重量平均分子量大於20,000時,因為樹脂的黏度太高,從反應槽開始取出的聚合物與結束時取出的聚合物之重量平均分子量會有極大的差異,可能造成無法穩定合成。
在本發明之若干實施例中,(A)鹼可溶性酚醛樹脂亦可為酚醛清漆樹脂。在本發明之若干實施例中,(A)鹼可溶性酚醛樹脂可單獨使用一種或混合多種加以使用。
(B)具有醌二疊氮基的化合物
在本發明若干實施例中,(B)具有醌二疊氮基的化合物沒有特別限制,但主要是作為感光劑加以使用。(B)具有醌二疊氮基的化合物,通常為萘醌二疊氮磺醯氯(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)或苯醌二疊氮磺醯氯等,且具有能夠與含有醯氯的醌二疊氮化合物進行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醌二疊氮基化合物。在此,作為能夠與含有醯氯的醌二疊氮化合物進行縮合反應的官能基以羥基為主。能夠與含有醯氯的醌二疊氮進行縮合反應的羥基化合物,包含羥基二苯基酮類(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)、羥苯基鏈烷類(例如雙(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、羥基三苯基甲烷類(例如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),其可以單獨或複數的混合使用。
在本發明又一實施例中,(B)具有醌二疊氮基的化合物可為使含萘醌二疊氮基的化合物與含酚基的化合物反應而得的化合物,舉例來說,如TrisP-PA與萘醌-1,2-二疊氮-5-磺醯氯反應而得的化合物。當(A)鹼可溶性酚醛樹脂為100重量份,(B)具有醌二疊氮基的化合物為20~40重量份。
(C)混合溶劑
本發明之若干實施例中的(C)混合溶劑沒有特別限制。在若干實施例中,(C)混合溶劑可包括(C-1)第一溶劑以及(C-2)第二溶劑且佔組成物70~90的重量百分比。在若干實施例中,當(A)鹼可溶性酚醛樹脂為100重量份時,(C)混合溶劑為400~1500重量份。在若干實施例中,(C-1)第一溶劑具有50以上的揮發速度(即,以乙酸丁酯揮發速度為100,相對的揮發速度),例如醋酸正丁酯、丙二醇一甲基醚(PGME)、丙酸正丙
酯(NPP)、異丁醇(IBA)、異丙醇(IPA)、乙酸異丁酯(IBAC)、甲基異丁基酮(MIBK)等。在若干實施例中,(C-2)第二溶劑具有介於150℃~200℃之間的沸點,例如3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇單丁醚(PnB)、二乙二醇甲醚(DM)、二乙二醇甲乙醚(DEME)、環己酮(ANONE)、丙二醇二乙酸酯(PGDA)、二甲基甲醯胺(DMF)、甲氧基乙酸丁酯(MBA)、乳酸乙酯(EL)等。在若干實施例中,(C-1)第一溶劑與(C-2)第二溶劑的重量比例介於90:10~50:50之間。
(D)至少一添加劑
本發明之若干實施例中的(D)至少一添加劑沒有特別限制。在若干實施例中,(D)至少一添加劑具有500~5000的分子量以及如式(I)所示的結構單元,其中R1選自由氫、羥基、C1~C5烷基、苯基、鹵素原子、氰基組成之群組,R2選自由氫、酸根、苯及其衍生物、酚類、苯甲酸及其衍生物、芳香性雜環類組成之群組,n為10~80,其中苯之衍生物如苯經一或多的鹵素、氰基、烷基、烷氧基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、羥基、硝基、胺基等取代之化合物,酚類包括苯酚及其衍生物如苯酚經一或多的鹵素、氰基、烷基、烷氧基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、羥基、硝基、胺基等取代之化合物,苯甲酸衍生物如苯甲酸經一或多的鹵素、氰基、烷基、烷氧基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、羥基、硝基、胺基等取代之化合物,雜環之雜原子選自N、O和S等,例如以下式(i)、(ii)、(iii)、(iv)所示化合物。當鹼可溶性酚醛樹脂為100重量份,至少一添加劑為20~40重量份。本發明之若干實施例中,可更包括多種添加劑,而除具式(I)所示的結構單元的化合物外再包括界面活性劑、對比增強劑、黏附助劑或選自其之組合,
以下實施例1~2例示本發明若干實施例的(A)鹼可溶性酚醛樹脂以及(B)具有醌二疊氮基的化合物,實施例3~7例示本發明若干實施例的正型感光性樹脂組成物。
實施例1:(A)鹼可溶性酚醛樹脂及其之製備
在容積10升之四口分離式反應槽上設置氮氣入口、攪拌器、加熱器以及冷凝管。導入氮氣30分鐘後添加1莫耳甲酚類、0.5莫耳二羥基苯甲醛類以及0.015莫耳草酸。緩慢攪拌6小時並升溫至90℃,於此溫度下進行縮合反應。然後將溶液升溫至170℃、以10mmHg之壓力進行減壓乾燥,溶劑揮發後得到(A)鹼可溶性酚醛樹脂。
實施例2:(B)具有醌二疊氮基的化合物及其之製備
將0.5莫耳的TrisP-PA和1.5莫耳萘醌-1,2-二疊氮-5-磺醯氯溶解於二甲基乙醯胺中,使用冰塊冷卻反應溶液,於其中添加三乙胺做為鹼性觸媒使其反應2小時。濾除三乙胺,再將濾液投入水中產生沉澱物,收集沉澱物水洗2次,然後升溫至50℃、以10mmHg之壓力進行減壓乾燥,乾燥後得到(B)具有醌二疊氮基的化合物。
實施例3:製備正型感光性樹脂組成物
取100重量份的(A)鹼可溶性酚醛樹脂加上30重量份的(B)具有醌二疊氮基的化合物,添加含有式(II)所示結構(Tristyrylphenol ethoxylated)之(D)添加劑20重量份,再添加醋酸正丁酯(NBAc)與3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)重量比80:20之(C)混合溶劑。混合攪拌後使用0.45微米的過濾器過濾,配製出溶劑量80wt%之組成物1。所用之(A)鹼可溶性酚醛樹脂可為例如實施例1之(A)鹼可溶性酚醛樹脂,所用之(B)具有醌二疊氮基的化合物可為例如實施例2之(B)具有醌二疊氮基的化合物,
實施例4~7:製備正型感光性樹脂組成物4~7
實施例4與實施例3的區別在於式(II)所示結構之添加劑的添加量為30重量份,其餘部分相同。實施例5與實施例3的區別在於式(II)所示結構之添加劑的添加量為40重量份。實施例6與實施例3的區別在於醋酸正丁酯與3-乙氧基丙酸乙酯的重量比變更為90:10。實施例7與實
施例3的區別在於醋酸正丁酯與3-乙氧基丙酸乙酯的重量比變更為70:30,其餘部分相同。
在本揭露內容中,更進一步揭露比較例1~6,其中比較例1~2變更醋酸正丁酯與3-乙氧基丙酸乙酯的比例,比較例3~5變更第二溶劑種類,比較例6變更式(II)所示結構之添加劑的添加量,詳細說明如下。
相較於實施例3,比較例1使用重量比95:5的醋酸正丁酯與3-乙氧基丙酸乙酯之混合溶劑,製備得正型感光性樹脂組成物a,比較例2使用重量比45:55的醋酸正丁酯與3-乙氧基丙酸乙酯之混合溶劑,製備得正型感光性樹脂組成物b。比較例3使用醋酸正丁酯與二丙二醇甲醚醋酸酯(DPMA,沸點209℃)重量比95:5之混合溶劑,製備得正型感光性樹脂組成物c。比較例4使用醋酸正丁酯與丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA,沸點:146℃)重量比80:20之混合溶劑,製備得正型感光性樹脂組成物d。比較例5使用醋酸正丁酯與丙二醇一甲基醚乙酸酯(PGMEA)重量比50:50之混合溶劑,製備得正型感光性樹脂組成物e。比較例6不使用式(II)所示結構之添加劑,製備得正型感光性樹脂組成物f。實施例3~7之組成物1~5以及比較例1~6之組成物a~f的差別整理如下表1。
本發明之若干實施例中,還提供一種光阻膜的製造方法,包括以下步驟:塗佈步驟,將正型感光性樹脂組成物塗佈於基板;烘烤步驟,進行正型感光性樹脂組成物之低溫烘烤;曝光步驟,進行正型感光性樹脂組成物之曝光;以及顯影步驟,進行顯影。本發明之若干實施例的光阻膜的製造方法適用於以前述正型感光性樹脂組成物製造光阻膜。前述的正型感光性樹脂組成物亦適用於本揭露內容所揭露的製造方法。在本發明一實施例中,烘烤步驟更包括預烤步驟及後烤步驟,分別以不超過90℃的溫度,在曝光步驟之前進行預烤以及以不超過90℃的溫度在顯影步驟之後進行後烤。具體來說,預烤更包括使用80℃熱板進行預烤,後烤包括使用85℃熱板進行後烤。本發明之若干實施例中,較佳而言,在低溫烘烤前進行正型感光性樹脂組成物的減壓乾燥。在本發明的更佳實施例中,減壓乾燥之壓力大於20Pa,且亦允許減壓至遠大於20Pa的壓力例如1500Pa。以下實施例8例示本發明之若干實施例中的光阻膜的製造方法。
實施例8:光阻膜的製造方法
使用旋轉塗佈法分別將組成物1~5、a~f塗佈於基板。抽真空/減壓至1500Pa,並在80℃熱板上烘烤180秒,得到1.5微米的膜,其中抽真空/減壓之值可視欲形成的光阻圖案而調整。進行曝光,接著使用2.38%TMAH顯影60秒,再使用85℃熱板烘烤180秒得到各光阻膜。
本發明進一步評價組成物1~5、a~f經前述方法製造而得的各光阻膜。評價內容包含:光阻圖案是否為所需圖形,膜的感度以及殘膜率。以下實施例9例示評價的方法,並呈現各光阻膜的評價結果。
實施例9:評價方法及其評價結果
圖形評價:使用場發射掃描式電子顯微鏡(FESEM)U-8010確認後烤後的圖形,其中圖形符合半圓錐體者如圖1A的例示,為期望的結果,評以○。圖形部分符合半圓錐體者如圖1B的例示,評以△。圖形不符合半圓錐體者如圖1C的例示,評以×。
感度評價:使用Nikon Stepper FX-601曝光,使用光學式顯微鏡觀察,曝光圖案為線寬與線距4微米,藉由線寬與線距之立體結構來確認需要多少曝光能量(Eop,單位:mJ)。20mJ<Eop≦50mJ者評以○,50mJ<Eop≦60mJ評以△,Eop≦20或60mJ<Eop者評以×。
殘膜評價:使用膜厚儀F50量測膜在顯影前與顯影後的厚度,計算顯影後厚度佔顯影前厚度的百分比(單位:%),其中殘膜率(RFT)大於90%者評以○,70%以上未達90%者評以△,未達70%者評以×。各光阻膜之評價結果如下表2。較大的殘膜率反映較高的耐化性。
表2的評價結果可證實本發明之若干實施例中的正型感光性樹脂組成物(1)具良好感度以及(2)適於低溫製程,在低溫製程下同樣達到對於密著性以及光阻圖案之要求,成膜性良好,因此適用於例如連續
式微奈米壓印(Roll-to-Roll,R2R)、狹縫塗佈法製備光阻膜以及其他溫度不超過90℃等製程。本發明之若干實施例中的方法則降低製造光阻膜所需溫度,省去高溫(超過90℃)烘烤的步驟,並可進一步降低減壓/真空乾燥之壓降門檻,不必然經急速的大幅減壓而仍可完成符合需求之光阻膜。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (14)
- 一種用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物,包括:一(A)鹼可溶性酚醛樹脂;一(B)具有醌二疊氮基的化合物;一(C)混合溶劑,包括一(C-1)第一溶劑以及一(C-2)第二溶劑,該(C-1)第一溶劑相對於醋酸正丁酯100的揮發速度具有50以上的揮發速度,該(C-2)第二溶劑具有介於150℃~200℃之間的沸點;以及一(D)至少一添加劑,該(D)至少一添加劑具有500~5000的分子量以及如式(I)所示的結構單元,其中R1選自由氫、羥基、C1~C5烷基、苯基、鹵素原子、氰基組成之群組,R2選自由氫、酸根、苯及其衍生物、酚類、苯甲酸及其衍生物、芳香性雜環類組成之群組,且n為10~80;
- 如請求項1所述之用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物,其中該(A)鹼可溶性酚醛樹脂為100重量份,該(C)混合溶劑為400~1500重量份,且該(C-1)第一溶劑與該(C-2)第二溶劑的重量比例介於90:10~50:50之間。
- 如請求項1所述之用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物,其中該(A)鹼可溶性酚醛樹脂為100重量份,該(B)具有醌二疊氮基的化合物為20~40重量份。
- 如請求項1所述之用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物,其中該(A)鹼可溶性酚醛樹脂為100重量份,該(D)至少一添加劑為20~40重量份。
- 如請求項1所述之用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物,其中該(C-1)第一溶劑選自於由醋酸正丁酯、丙二醇一甲基醚(PGME)、丙酸正丙酯(NPP)、異丁醇(IBA)、異丙醇(IPA)、乙酸異丁酯(IBAC)、及甲基異丁基酮(MIBK)所組成之群組,該(C-2)第二溶劑選自於3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇單丁醚(PnB)、二乙二醇甲醚(DM)、環己酮(ANONE)、丙二醇二乙酸酯(PGDA)、二甲基甲醯胺(DMF)、甲氧基乙酸丁酯(MBA)、乳酸乙酯(EL)所組成之群組。
- 如請求項1所述之用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物,其中該(C-1)第一溶劑為醋酸正丁酯,該(C-2)第二溶劑為3-乙氧基丙酸乙酯。
- 如請求項1所述之用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物,其中該(C)混合溶劑佔該組成物70~90的重量百分比。
- 如請求項1所述之用於低溫製程的正型感光性樹脂組成物,更包括界面活性劑、對比增強劑、黏附助劑或選自其之組合。
- 一種光阻膜的製造方法,包括以下步驟:塗佈步驟,將如請求項1~9任一項所述之正型感光性樹脂組成物塗佈於基板;烘烤步驟,進行該正型感光性樹脂組成物之低溫烘烤,且所述低溫為小於或等於150℃;曝光步驟,進行該正型感光性樹脂組成物之曝光;以及顯影步驟,進行顯影。
- 如請求項10所述之光阻膜的製造方法,其中該烘烤步驟更包括預烤步驟,以不超過90℃的溫度在該曝光步驟之前進行預烤,及;後烤步驟,以不超過90℃的溫度在該顯影步驟之後進行後烤。
- 如請求項11所述之光阻膜的製造方法,其中該預烤步驟使用80℃熱板進行預烤,以及;該後烤步驟使用85℃熱板進行後烤。
- 如請求項10所述之光阻膜的製造方法,更包括減壓乾燥步驟,在該烘烤步驟前進行該正型感光性樹脂組成物的減壓乾燥,且該減壓乾燥之壓力大於20Pa。
- 如請求項13所述之光阻膜的製造方法,該減壓乾燥步驟之該減壓乾燥之壓力為1500Pa。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180046081A1 (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Jsr Corporation | Resist underlayer film-forming composition, resist underlayer film, resist underlayer film-forming process, and production method of patterned substrate |
TW202024794A (zh) * | 2018-09-05 | 2020-07-01 | 德商馬克專利公司 | 正型光敏材料 |
TW202043304A (zh) * | 2019-03-28 | 2020-12-01 | 德商默克專利有限公司 | 正型光阻組成物及使用其之光阻圖案之製造方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6165676A (en) * | 1997-04-22 | 2000-12-26 | Konica Corporation | Light sensitive composition, image forming material and image forming material manufacturing method |
JP3813721B2 (ja) * | 1997-12-26 | 2006-08-23 | 富士写真フイルム株式会社 | ポジ型感光性組成物 |
KR100557552B1 (ko) * | 2001-06-29 | 2006-03-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | 포토레지스트 단량체, 그의 중합체 및 이를 함유하는포토레지스트 조성물 |
JP3894477B2 (ja) * | 2002-02-27 | 2007-03-22 | 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 |
EP1854627A1 (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-14 | Agfa Graphics N.V. | Method for making a lithographic printing plate |
TWI485521B (zh) * | 2010-06-28 | 2015-05-21 | Everlight Chem Ind Corp | 正型感光樹脂組成物 |
US20140366759A1 (en) * | 2013-06-12 | 2014-12-18 | Maria Celeste Tria | Patterned materials and methods of making them |
KR101728820B1 (ko) * | 2013-12-12 | 2017-04-20 | 제일모직 주식회사 | 포지티브형 감광성 수지 조성물, 감광성 수지막, 및 표시 소자 |
TWI559080B (zh) * | 2015-11-09 | 2016-11-21 | 新應材股份有限公司 | 正型感光性絕緣樹脂組成物塗佈溶液及其絕緣膜的製造方法 |
US11215924B2 (en) * | 2018-08-31 | 2022-01-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Photoresist, developer, and method of forming photoresist pattern |
-
2021
- 2021-02-26 TW TW110107006A patent/TWI760123B/zh active
-
2022
- 2022-02-25 US US17/680,360 patent/US20220276559A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180046081A1 (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Jsr Corporation | Resist underlayer film-forming composition, resist underlayer film, resist underlayer film-forming process, and production method of patterned substrate |
TW202024794A (zh) * | 2018-09-05 | 2020-07-01 | 德商馬克專利公司 | 正型光敏材料 |
TW202043304A (zh) * | 2019-03-28 | 2020-12-01 | 德商默克專利有限公司 | 正型光阻組成物及使用其之光阻圖案之製造方法 |
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