[發明專利]正性光敏聚酰亞胺光刻膠用顯影液

有效

• 申請號: 200810046081.3
• 申請日: 2008-09-17
• 公開（公告）號: CN101359189B
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 蔣亞東;唐先忠;王濤;王軍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G03F7/32
• 分類號: G03F7/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

正性光敏聚酰亞胺光刻膠用顯影液，屬于材料技術領域，涉及光刻工藝，尤其是光刻工藝中的顯影技術。

背景技術

在半導體、光電子以及微電子等器件工藝中，人們常首先將含有光敏樹脂的溶液或溶膠涂覆在基片上，然后再掩模板下用一定波長的光照射涂膜，最后用適當的溶劑或溶液將光照部分或未受光照部分溶解除去從而獲得圖形。這三個步驟分別稱為涂膠、曝光和顯影，整個過程稱為光刻或圖形化。顯影時使用的溶劑或溶液稱為顯影液，涂膠時使用的含有光敏樹脂的溶液或溶膠稱為光刻膠。依據顯影時溶解除去的是光照部分還是未受光照部分，光刻膠分別稱為正性膠和負性膠。正性膠因分辨率更高、可用水溶液顯影而更能滿足高速發展的微加工技術和環保要求，受到更廣泛的重視，發展也更迅速。

傳統的器件工藝中，圖形化聚合物涂膜在相關后續工序完成后是要全部去除的，因此對光敏樹脂的熱性能和電性能沒有特殊要求。但隨著微加工技術的迅速發展，人們提出了減少工序，從而提高精度、降低成本的無需去除圖形化聚合物涂膜的新工藝，這就對光敏樹脂提出了高耐熱、高絕緣、低介電常數等特別要求，傳統的熱塑性酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、馬來酸樹脂和環氧樹脂等類型的正性光刻膠已不能滿足這種要求，正性光敏聚酰亞胺光刻膠在此情形下應運而生。

欲得到精細、清晰的光刻圖形，光刻膠的性能和質量具有至關重要的作用，與之對應的顯影液也具有重要作用。理想的正性光刻膠用顯影液應該是能夠快速完全溶解曝光部分而幾乎不溶解未曝光部分的溶劑或溶液。傳統的正性膠用顯影液都是針對熱塑性酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、馬來酸樹脂和環氧樹脂等類型的正性光刻膠提出的(見中國專利02156178.8、02827572.1、02827571.3、200510006257.9、200510052183.2、200480025098.0；日本專利特開平5-88377、特開平6-109916、特開平10-213908、特開平10-26826、特開平10-161304、特開平10-90881、特開2003-337409、特開2004-102062)，將這些顯影液用于正性光敏聚酰亞胺光刻膠時，普遍存在曝光部分不能完全溶解，從而出現殘留物的缺陷，這些殘留物使得圖形模糊甚至進一步影響器件的電性能。現有文獻分別提出了采用兩種表面活性劑復配、采用特種表面活性劑、采用高濃度表面活性劑、加入有機溶劑和采用環氧乙烷環氧丙烷嵌段共聚物表面活性劑等許多改進措施(中國專利200510098603.0、200510101307.1、200610138251.1、200680021234.8；日本專利特開平6-308316、特開平7-120935、特開平9-34128)，這些措施對于傳統的熱塑性酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、馬來酸樹脂和環氧樹脂等類型的正性光刻膠確實具有顯著的效果，但對于正性光敏聚酰亞胺光刻膠并沒有明顯的改進效果。究其原因，主要在于聚酰亞胺或其前驅體樹脂與熱塑性酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、馬來酸樹脂和環氧樹脂等具有完全不同的溶解性能。

發明內容

本發明目的是提供一種能夠快速完全溶解曝光部分而幾乎不溶解未曝光部分，使得光刻圖形線條敏銳、圖像清晰的正性光敏聚酰亞胺光刻膠用顯影液。

在研究聚酰亞胺及其前驅體的溶解性時發現，含鄰重氮萘醌光敏基團的聚酰亞胺及其前驅體在低濃度堿性水溶液中是不溶性的，而含鄰重氮萘醌曝光后形成的茚酸基團的聚酰亞胺及其前驅體在高濃度堿性水溶液中有一定溶解性；同時還發現，在高濃度堿性水溶液中若同時存在少量水溶性酰胺類有機化合物，則其溶解度劇增。

基于上述兩點發現，本發明技術方案可以描述為：

本發明提供的正性光敏聚酰亞胺光刻膠用顯影液，其組分包括5.0～40.0wt％的強堿性化合物、0.5～5.0wt％的水溶性酰胺類化合物和剩余量的水。為了保證本發明所述的正性光敏聚酰亞胺光刻膠用顯影液的滲透性和分散穩定性，還可以添加0.01～3.0wt％的非離子表面活性劑和1.0～5.0wt％的水溶性醇或醇醚類化合物。

所述強堿性化合物是堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、氫氧化季胺化合物或它們的組合物；優選氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲銨(TMAH)或它們的組合物；最優選氫氧化鈉、氫氧化鉀或它們的組合物。

所述強堿性化合物的優選含量為10.0～30.0wt％，最優選含量為15.0～25.0wt％。