光致抗蝕劑剝離劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型的光致抗蝕劑剝離劑，其包括N-乙基氨基甲酸乙酯、乙二醇單丁醚、沒食子酸、有機(jī)溶劑和防腐蝕劑。其在剝離用于布圖電子電路或顯示元件金屬布線的光致抗蝕劑的過程中，不腐蝕金屬布線，特別是不腐蝕鋁(aluminum)、鉬(molybdenum)、銅(copper)、鈦(titanium)等金屬，且具有優(yōu)秀的光致抗蝕劑剝離性的光致抗蝕劑剝離劑組合物。
【專利說明】光致抗蝕劑剝離劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及去除照相平板印刷法(photo-1 ithography)中所用光致抗蝕劑(resist)的剝離劑組合物，尤其涉及一種在去除用于布圖金屬布線的光致抗蝕劑時(shí)，能夠降低對金屬布線的腐蝕，且能達(dá)到優(yōu)秀的剝離效果的光致抗蝕劑剝離劑組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，光致抗蝕劑(光致光致抗蝕劑，photo-resist)是在照相平版印刷工藝中必不可少的物質(zhì)，而照相平版印刷工藝一般應(yīng)用于集成電路(integrated circuit, 1C)、大規(guī)模集成電路(large scale integration, LSI)、超大規(guī)模集成電路(very large scaleintegration, VLSI)等半導(dǎo)體裝置和液晶顯示器、平板顯示器等圖像顯示裝置的制造
[0003]然而,在進(jìn)行照相平板印刷工藝(photo-lithography processing)之后,光致抗蝕劑在高溫下被剝離溶液去除，但是在此過程中存在下部金屬膜可能過快地被剝離溶液腐蝕的問題。
[0004]即，由于所述光致抗蝕劑剝離溶液，存在金屬布線的腐蝕程度加快的問題。為了解決上述問題，美國專利第5，417，877號、美國專利第5，556，482號以及日本專利JP1999-375267(日本專利公開第2001-188363號)中公開了用于防止金屬布線腐蝕的光致抗蝕劑剝離溶液的制備方法。
[0005]所述方法是在酰胺(amide)和有機(jī)胺(organic amine)的混合物中添加防蝕劑，將所述混合物作為光致抗蝕劑剝離溶液來防止金屬布線中金屬的腐蝕，此方法指出了有機(jī)胺優(yōu)選使用單乙醇胺(monoethanolamine)。另外,指出了防蝕劑的適當(dāng)用量，以及如果超過適當(dāng)用量時(shí)，所述光致光致抗蝕劑膜的剝離效果將會降低。
[0006]另外，常規(guī)光致抗蝕劑剝離溶液中的胺主要使用單乙醇(monoethanolamine)、甲基乙醇胺(methylethanolamine)等一級或二級胺。
[0007]然而，所述一級或二級胺具有由于沸點(diǎn)低而成分容易發(fā)生變化的缺點(diǎn)，而且經(jīng)過一段時(shí)間后重量及成分因揮發(fā)發(fā)生變化，因此帶來了在工藝過程中需要更換全部剝離溶液的不便。另外，當(dāng)所述一級或二級胺不包含防蝕劑時(shí)，即使混入少量的水也能使金屬布線嚴(yán)
重腐蝕。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在剝離用于布圖電子電路或顯示元件金屬布線的光致抗蝕劑的過程中，不腐蝕金屬布線，特別是不腐蝕鋁(aluminum)、鑰(molybdenum)、銅(copper)、鈦(titanium)等金屬,且具有優(yōu)秀的光致抗蝕劑剝離性的光致抗蝕劑剝離劑組合物。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新型的光致抗蝕劑剝離劑，其包括N-乙基氨基甲酸乙酯、乙二醇單丁醚、沒食子酸、有機(jī)溶劑和防腐蝕劑。
[0010]所述有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、I，3- 二甲基-2-咪唑烷酮、二甲基亞砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、環(huán)丁砜、丁基二乙二醇、乙基二乙二醇、甲基二乙二
醇、三乙二醇、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、及其混合物。
[0011]所述光致抗蝕劑剝離劑中各組分的重量份分別為N-乙基氨基甲酸乙酯20重量份?30重量份、乙二醇單丁醚5重量份?10重量份、沒食子酸3?5重量份、有機(jī)溶劑60?70重量份和防腐蝕劑5?10重量份。
[0012]所述防腐蝕劑由氯化1-輕乙基-3-十六燒基咪唑和1- (2-氨基-硫脲乙基)-2_油酸基咪唑啉，兩者的質(zhì)量為2:1?1: 2。
[0013]其中，所述氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑的制備方法具體為:
[0014]第一步，1-十六烷基咪唑的制備，將1.79的咪唑和3.8mL的溴代十六烷在35mL的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻。將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C恒溫反應(yīng)16h后自然冷卻至室溫。然后將混合物過濾取出濾液，用蒸餾水洗滌數(shù)次以除去沒有參加反應(yīng)的咪唑，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑乙酸乙酯蒸出，所得產(chǎn)物1-十六烷基咪唑在70°C真空干燥箱中干燥12小時(shí)至恒重。得到淡黃色液體，稱量產(chǎn)物；
[0015]第二步，將2.9g的1-十六烷基咪唑和Iml的2_氯乙醇在35ml的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻，其中，反應(yīng)物2-氯乙醇過量，使1-十六烷基咪唑充分反應(yīng)，將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C，恒溫反應(yīng)6h，自然冷卻至室溫。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑和過量的反應(yīng)物2-氯乙醇蒸出，所得產(chǎn)物在70°C真空干燥箱中干燥12小時(shí)至恒重，得到的氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑?yàn)榘咨腆w。
[0016]其中，所述1-(2-氨基-硫脲乙基)-2_油酸基咪唑啉的制備方法具體為:
[0017]將0.2mol的油酸與0.24mol的二乙烯三胺均勻混合，并添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%?35%的二甲苯作為攜水劑，隨后持續(xù)攪拌混合液，同時(shí)勻速加熱至415K?435K進(jìn)行酰胺脫水，反應(yīng)2.5h后得到酰胺，在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)升溫至495?515K進(jìn)行環(huán)化脫水，反應(yīng)2h后冷卻至395K，利用真空泵在減壓條件下蒸餾0.5h以除去二甲苯和未反應(yīng)完的二乙烯三胺，最后采用異丙醇對粗產(chǎn)物進(jìn)行重結(jié)晶得到1-(2-氨乙基)-2-油酸基咪唑啉；
[0018]第二步，在合成的1-(2-氨乙基)-2_油酸基咪唑啉中加入0.2mol硫代氨基脲和30ml正辛醇進(jìn)行硫化處理。首先對混合液持續(xù)攪拌并加熱至415K?435K進(jìn)行3.5h的縮合反應(yīng)，然后利用真空泵在405KK進(jìn)行減壓蒸餾0.5h，得到1- (2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉。
[0019]本發(fā)明的有益效果:
[0020]本發(fā)明提供的光致抗蝕劑剝離劑剝離光致抗蝕劑時(shí)不腐蝕金屬布線，特別是不腐蝕招(aluminum)、鑰(molybdenum)、銅(copper)、鈦(titanium)等金屬，且具有優(yōu)秀的光致抗蝕劑剝離性。
【具體實(shí)施方式】
[0021]一種新型的光致抗蝕劑剝離劑，其包括N-乙基氨基甲酸乙酯、乙二醇單丁醚、沒食子酸、有機(jī)溶劑和防腐蝕劑。
[0022]所述有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、I，3- 二甲基-2-咪唑烷酮、二甲基亞砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、環(huán)丁砜、丁基二乙二醇、乙基二乙二醇、甲基二乙二
醇、三乙二醇、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、及其混合物。
[0023]所述光致抗蝕劑剝離劑中各組分的重量份分別為N-乙基氨基甲酸乙酯20重量份?30重量份、乙二醇單丁醚5重量份?10重量份、沒食子酸3?5重量份、有機(jī)溶劑60?70重量份和防腐蝕劑5?10重量份。
[0024]進(jìn)一步優(yōu)選，所述光致抗蝕劑剝離劑中各組分的重量份分別為N-乙基氨基甲酸乙酯25重量份、乙二醇單丁醚8重量份、沒食子酸4重量份、有機(jī)溶劑65重量份和防腐蝕劑8重量份。
[0025]所述防腐蝕劑由氯化1-輕乙基-3-十六燒基咪唑和1- (2-氨基-硫服乙基)-2_油酸基咪唑啉構(gòu)成。
[0026]其中，所述氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑的制備方法具體為:
[0027]第一步，1-十六烷基咪唑的制備，將1.79的咪唑和3.8mL的溴代十六烷在35mL的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻。將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C恒溫反應(yīng)16h后自然冷卻至室溫。然后將混合物過濾取出濾液，用蒸餾水洗滌數(shù)次以除去沒有參加反應(yīng)的咪唑，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑乙酸乙酯蒸出，所得產(chǎn)物1-十六烷基咪唑在70°C真空干燥箱中干燥12小時(shí)至恒重。得到淡黃色液體，稱量產(chǎn)物；
[0028]第二步，將2.9g的1-十六烷基咪唑和Iml的2_氯乙醇在35ml的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻，其中，反應(yīng)物2-氯乙醇過量，使1-十六烷基咪唑充分反應(yīng)，將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C，恒溫反應(yīng)6h，自然冷卻至室溫。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑和過量的反應(yīng)物2-氯乙醇蒸出，所得產(chǎn)物在70°C真空干燥箱中干燥12小時(shí)至恒重，得到的氯化1-羥乙基-3-十六烷基咪唑?yàn)榘咨腆w。
[0029]所述1-(2-氨基-硫脲乙基)-2_油酸基咪唑啉的制備方法具體為:
[0030]第一步，將0.2mol的油酸與0.24mol的二乙烯三胺均勻混合，并添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%?35%的二甲苯作為攜水劑，隨后持續(xù)攪拌混合液，同時(shí)勻速加熱至415K?435K進(jìn)行酰胺脫水，反應(yīng)2.5h后得到酰胺，反應(yīng)式如式(I)。在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)升溫至495?515K進(jìn)行環(huán)化脫水，反應(yīng)2h后冷卻至395K，利用真空泵在減壓條件下蒸餾0.5h以除去二甲苯和未反應(yīng)完的二乙烯三胺，最后采用異丙醇對粗產(chǎn)物進(jìn)行重結(jié)晶得到1-(2-氨乙基)-2-油酸基咪唑啉,如式(2)所示；
[0031]第二步，在合成的1-(2-氨乙基)-2_油酸基咪唑啉中加入0.2mol硫代氨基脲和30ml正辛醇進(jìn)行硫化處理。首先對混合液持續(xù)攪拌并加熱至415K?435K進(jìn)行3.5h的縮合反應(yīng)，然后利用真空泵在405KK進(jìn)行減壓蒸餾0.5h，得到1- (2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉，如式(3)所示。
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種新型的光致抗蝕劑剝離劑，其特征在于：包括N-乙基氨基甲酸乙酯、乙二醇單丁醚、沒食子酸、有機(jī)溶劑和防腐蝕劑。
2.如權(quán)利要求I所述的光致抗蝕劑剝離劑，其特征在于：所述有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、1，3_ 二甲基-2-咪唑烷酮、二甲基亞砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、環(huán)丁砜、丁基二乙二醇、乙基二乙二醇、甲基二乙二醇、三乙二醇、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、及其混合物。
3.如權(quán)利要求I或2所述的光致抗蝕劑剝離劑，其特征在于：所述光致抗蝕劑剝離劑中各組分的重量份分別為N-乙基氨基甲酸乙酯20重量份?30重量份、乙二醇單丁醚5重量份?10重量份、沒食子酸3?5重量份、有機(jī)溶劑60?70重量份和防腐蝕劑5?10重量份。
4.如權(quán)利要求I至3所述的光致抗蝕劑剝離劑，其特征在于：所述防腐蝕劑由氯化I-羥乙基-3-十六烷基咪唑和I- (2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉構(gòu)成，兩者的質(zhì)量為 2 : I ?I : 2。
5.如權(quán)利要求I至4所述的光致抗蝕劑剝離劑，其特征在于：所述氯化I-羥乙基-3-十六烷基咪唑的制備方法具體為： 第一步，I-十六烷基咪唑的制備，將I. 79的咪唑和3. 8mL的溴代十六烷在35mL的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻。將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C恒溫反應(yīng)16h后自然冷卻至室溫。然后將混合物過濾取出濾液，用蒸餾水洗滌數(shù)次以除去沒有參加反應(yīng)的咪唑，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑乙酸乙酯蒸出，所得產(chǎn)物I-十六烷基咪唑在70°C真空干燥箱中干燥12小時(shí)至恒重。得到淡黃色液體，稱量產(chǎn)物； 第二步，將2. 9g的I-十六烷基咪唑和Iml的2-氯乙醇在35ml的乙酸乙酯中混合，磁力攪拌10分鐘混合均勻，其中，反應(yīng)物2-氯乙醇過量，使I-十六烷基咪唑充分反應(yīng)，將混合物倒入容量為60mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將聚四氟乙烯內(nèi)襯密封入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，并放入數(shù)字式烘箱內(nèi)，從室溫加熱至120°C，恒溫反應(yīng)6h，自然冷卻至室溫。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將溶劑和過量的反應(yīng)物2-氯乙醇蒸出，所得產(chǎn)物在70°C真空干燥箱中干燥12小時(shí)至恒重，得到的氯化I-羥乙基-3-十六烷基咪唑?yàn)榘咨腆w。
6.如權(quán)利要求I至5所述的光致抗蝕劑剝離劑，其特征在于：所述1-(2-氨基-硫脲乙基）-2-油酸基咪唑啉的制備方法具體為： 將O. 2mol的油酸與O. 24mol的二乙烯三胺均勻混合，并添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%?35%的二甲苯作為攜水劑，隨后持續(xù)攪拌混合液，同時(shí)勻速加熱至415K?435K進(jìn)行酰胺脫水，反應(yīng)2. 5h后得到酰胺，在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)升溫至495?515K進(jìn)行環(huán)化脫水，反應(yīng)2h后冷卻至395K，利用真空泵在減壓條件下蒸餾O. 5h以除去二甲苯和未反應(yīng)完的二乙烯三胺，最后采用異丙醇對粗產(chǎn)物進(jìn)行重結(jié)晶得到1-(2-氨乙基）-2-油酸基咪唑啉； 第二步，在合成的1-(2-氨乙基）-2-油酸基咪唑啉中加入O. 2mol硫代氨基脲和30ml正辛醇進(jìn)行硫化處理。首先對混合液持續(xù)攪拌并加熱至415K?435K進(jìn)行3. 5h的縮合反應(yīng)，然后利用真空泵在405KK進(jìn)行減壓蒸餾O. 5h，得到I- (2-氨基-硫脲乙基）-2-油酸基咪唑啉。
【文檔編號】G03F7/42GK103529657SQ201310498947
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】楊桂望 申請人:楊桂望