一种光刻胶用显影液及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光刻胶用显影液及其制备方法和应用，适用于平板显示领域、先 进封装领域、半导体领域。
【背景技术】
[0002] 随着半导体芯片尺寸不断精细化，芯片后段封装制程高密度化，在先进互连技术 中，晶圆级芯片尺寸封装用于电流传输的焊接凸点、金凸点、铜柱及铜线等都需要光刻胶， 通过曝光、显影等黄光制程得到需要的金属结构。
[0003] 涉及一种显影液组成物，通过加入一种阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂来 解决光刻胶表面润湿性不良问题，避免有机聚合物残渣出现。ZL2009100839491涉及一种平 板显示用显影液，该显影液由季胺盐和非离子表面活性剂组成，显影效果良好，操作温度 宽。ZL2010101390849涉及一种低张力正胶显影液，由四甲基氢氧化铵、非离子表面活性剂 聚氧乙烯醚组成，寿命长。ZL2012800148351涉及一种形成微细图案时不发生倒塌的显影液 以及该显影液图案制作方法，该显影液由醋酸丁酯和醇类组成。ZL201210461049.8涉及一 种负性光刻胶显影液极其应用，该显影液适合于TFT-LCD行业中彩膜负性光刻胶的显影。 ZL2011102438981涉及一种光致抗蚀剂显影液及制备方法，该显影液无残渣，泡沫少。
[0004] 综上，现有专利技术提供的光刻胶显影液没有具体涉及到光刻胶膜的厚度，而光 刻胶膜的厚度对显影液组份具有很大的挑战性。当光刻胶膜厚度小于5μπι时，利用上述显影 液可制备较为精细的图案。随着芯片后段封装技术的不断发展，光刻胶膜厚增加到8~20μπι 后，显影过程中非常容易出现大量的显影残渣、图案分辨率不高等大量显影不良问题。普通 的显影液为单一的碱液，已经无法满足厚膜光刻胶需求，因此，有必要开发一种厚膜光刻胶 用显影液。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够用于光刻胶厚 膜的光刻胶用显影液及其制备方法和应用。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案： 一种光刻胶用显影液，其由强碱缓冲体系、分散剂和水组成，所述的强碱缓冲体系与所 述的分散剂的质量比为2~5:1，所述的分散剂的质量为所述的显影液总质量的0.5%~5%，所 述的强碱缓冲体系为选自四甲基氢氧化铵、氢氧化钾、硼酸钾、碳酸钾、碳酸钠中的任意两 种。
[0007] 对于膜厚超过8μπι以上的光刻胶，当显影液为单一碱溶液，未构成缓冲体系，显影 后图案模糊，显影不良。当缓冲溶液体系与分散剂的质量比低于2:1，出现厚膜光刻胶显影 不净;当缓冲溶液体系与分散剂的质量比高于1:5,出现图案显影过度。
[0008] 优选地，所述的强碱缓冲体系与所述的分散剂的质量比为3~4:1。
[0009] 对于膜厚超过8μπι以上的光刻胶，若分散剂含量低于0.5%，则显影后图案表面出现 厚膜残渣，覆盖于表面，影响后续蚀刻工艺;若分散剂含量高于5%，则已饱和的分散剂在显 影液中会析出，干扰显影过程。
[0010] 优选地，所述的分散剂的质量为所述的显影液总质量的0.5%~2%。
[0011] 优选地，所述的强碱缓冲体系为硼酸钾与四甲基氢氧化铵、氢氧化钾、碳酸钾、碳 酸钠四种中的任一种的组合。
[0012] 进一步优选地，所述的硼酸钾与所述的四甲基氢氧化铵、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸 钠四种中的任一种的质量比为1:0.9~1.1。
[0013] 优选地，所述的分散剂为丙烯酸树脂和/或三聚磷酸钠。
[0014] 进一步优选地，所述的丙烯酸树脂的数均分子量为1000~10000。
[0015] 更为优选地，所述的丙烯酸树脂的数均分子量为1000~5000。
[0016] 进一步优选地，所述的丙烯酸树脂的添加质量为0.5~2%。
[0017]进一步优选地，所述的三聚磷酸钠的添加质量为0.5~1%。
[0018] 优选地，所述的水的电阻大于15ΜΩ · cm。
[0019] -种所述的光刻胶用显影液的制备方法，将所述的强碱缓冲体系、所述的分散剂 和所述的水加入到调配罐中，循环搅拌过滤3~5小时，得到所述的显影液。
[0020] 一种所述的光刻胶用显影液在光刻中的应用，其中，光刻胶的膜厚为1WI1~25μπι。
[0021] 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有如下优点： 本发明的显影液可应用于各种膜厚的光刻胶且显影图案分辨率高。
【具体实施方式】
[0022]本发明所要解决的问题是提供一种针对膜厚为1~25μπι膜厚的光刻胶，特别是5~25 Ml厚膜光刻胶。
[0023]以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。应理解，这些实施例是用于说 明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制。实施例中采 用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条 件。
[0024]如表1所示组成配制显影液，配制步骤如下：按表1所列配比将强碱缓冲体系、分散 剂、水按顺序加入到调配罐中，循环搅拌过滤3~5小时，灌装，表1中涉及的原料均为常规化 学药品。
采用上述实施例和对比例配制显影液，对国内某先进封装厂家经曝光后两种样品进行 显影实验，曝光后样品光刻胶膜厚度为3μηι和15μηι，分别记为1#、2#。
[0026] 实验条件:控制显影液温度为25±5°C，显影时间为50-150S。显影后用纯水冲洗， 氮气吹干，显微镜观测样品图案状况，评价显影液性能。
[0027]显影后样品合格用％Γ"表示，样品图案坍塌、蚀刻残渣等蚀刻不良用"X"表示，具 体如表2所示。
由表2可知，对于实施例1~5，以及对比例1~4，当1#样品光刻胶膜厚为3μπι时，单一碱液 或是缓冲体系构成的强碱体系，显影后图案合格；当2#样品光刻胶膜厚为15μπι时，单一碱液 显影后图案不良，而缓冲体系构成的碱液显影图案合格。对于实施例1~5、对比例5~6,1#样 品无论是否添加分散剂，显影后图案合格，而2#样品必须添加分散剂且强碱缓冲体系与分 散剂的比值在2~5:1范围内，显影后图案方可合格。
[0029]以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本 发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所 作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种光刻胶用显影液，其特征在于:其由强碱缓冲体系、分散剂和水组成，所述的强 碱缓冲体系与所述的分散剂的质量比为2~5:1，所述的分散剂的质量为所述的显影液总质 量的0.5%~5%，所述的强碱缓冲体系为选自四甲基氢氧化铵、氢氧化钾、硼酸钾、碳酸钾、碳 酸钠中的任意两种。2. 根据权利要求1所述的光刻胶用显影液，其特征在于:所述的强碱缓冲体系与所述的 分散剂的质量比为3~4:1。3. 根据权利要求1所述的光刻胶用显影液，其特征在于:所述的分散剂的质量为所述的 显影液总质量的〇. 5%~2%。4. 根据权利要求1所述的光刻胶用显影液，其特征在于:所述的强碱缓冲体系为硼酸钾 与四甲基氢氧化铵、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠四种中的任一种的组合。5. 根据权利要求4所述的光刻胶用显影液，其特征在于:所述的硼酸钾与所述的四甲基 氢氧化铵、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠四种中的任一种的质量比为1: 〇. 9~1.1。6. 根据权利要求1所述的光刻胶用显影液，其特征在于：所述的分散剂为丙烯酸树脂 和/或三聚磷酸钠。7. 根据权利要求6所述的光刻胶用显影液，其特征在于:所述的丙烯酸树脂的数均分子 量为 1000~10000。8. 根据权利要求1所述的光刻胶用显影液，其特征在于:所述的水的电阻大于15ΜΩ · cm〇9. 一种如权利要求1至8中任一项所述的光刻胶用显影液的制备方法，其特征在于:将 所述的强碱缓冲体系、所述的分散剂和所述的水加入到调配罐中，循环搅拌过滤3~5小时， 得到所述的显影液。10. -种如权利要求1至8中任一项所述的光刻胶用显影液在光刻中的应用，其特征在 于:光刻胶的膜厚为lwn~25μηι。
【专利摘要】<b>本发明涉及一种光刻胶用显影液，其由强碱缓冲体系、分散剂和水组成，所述的强碱缓冲体系与所述的分散剂的质量比为</b><b>2~5:1</b><b>，所述的分散剂的质量为所述的显影液总质量的</b><b>0.5%~5%</b><b>，所述的强碱缓冲体系为选自四甲基氢氧化铵、氢氧化钾、硼酸钾、碳酸钾、碳酸钠中的任意两种。该显影液可应用于各种膜厚的光刻胶，显影图案分辨率高。</b>
【IPC分类】G03F7/32
【公开号】CN105589304
【申请号】CN201610122642
【发明人】高小云, 刘兵, 朱一华
【申请人】苏州晶瑞化学股份有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月4日