包含咪唑啉的缓蚀剂组合物的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于抗蚀膜剥离的防腐蚀剂组合物，其特征在于：包括氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑和1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉。采用其的抗蚀膜剥离剂在剥离用于布图电子电路或显示元件金属布线的抗蚀膜的过程中，不腐蚀金属布线，特别是不腐蚀铝(aluminum)、钼(molybdenum)、铜(copper)、钛(titanium)等金属，且具有优秀的抗蚀膜剥离性的抗蚀膜剥离剂组合物。
【专利说明】包含咪唑啉的缓蚀剂组合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及去除照相平板印刷法(photo-lithography)中所用抗蚀膜(resist)的剥离剂组合物，尤其涉及一种在去除用于布图金属布线的抗蚀膜时，能够降低对金属布线的腐蚀，且能达到优秀的剥离效果的抗蚀膜剥离剂组合物。
【背景技术】
[0002]通常，抗蚀膜(光致抗蚀膜，photo-resist)是在照相平版印刷工艺中必不可少的物质，而照相平版印刷工艺一般应用于集成电路(integrated circuit, 1C)、大规模集成电路(large scale integration, LSI)、超大规模集成电路(very large scaleintegration, VLSI)等半导体装置和液晶显示器、平板显示器等图像显示装置的制造
[0003]然而,在进行照相平板印刷工艺(photo-lithography processing)之后,抗蚀膜在高温下被剥离溶液去除，但是在此过程中存在下部金属膜可能过快地被剥离溶液腐蚀的问题。
[0004]即，由于所述抗蚀膜剥离溶液，存在金属布线的腐蚀程度加快的问题。为了解决上述问题，美国专利第5，417，877号、美国专利第5，556, 482号以及日本专利JP1999-375267(日本专利公开第2001-188363号)中公开了用于防止金属布线腐蚀的抗蚀膜剥离溶液的制备方法。
[0005]所述方法是在酰胺(amide)和有机胺(organic amine)的混合物中添加防蚀剂，将所述混合物作为抗蚀膜剥离溶液来防止金属布线中金属的腐蚀，此方法指出了有机胺优选使用单乙醇胺(monoethanolamine)。另外,指出了防蚀剂的适当用量，以及如果超过适当用量时，所述光致抗蚀膜膜的剥离效果将会降低。
[0006]另外，常规抗蚀膜剥离溶液中的胺主要使用单乙醇(monoethanolamine)、甲基乙醇胺(methylethanolamine)等一级或二级胺。
[0007]然而，所述一级或二级胺具有由于沸点低而成分容易发生变化的缺点，而且经过一段时间后重量及成分因挥发发生变化，因此带来了在工艺过程中需要更换全部剥离溶液的不便。另外，当所述一级或二级胺不包含防蚀剂时，即使混入少量的水也能使金属布线
严重腐蚀。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种在剥离用于布图电子电路或显示元件金属布线的抗蚀膜的过程中，不腐蚀金属布线，特别是不腐蚀铝(aluminum)、钥(molybdenum)、铜(copper)、钛(titanium)等金属，且具有优秀的抗蚀膜剥离性的抗蚀膜剥离剂组合物。
[0009]为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于抗蚀膜剥离的防腐蚀剂组合物，其包括氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑和1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉。
[0010]其中，所述氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑和1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉的质量比为2:1?1:2。
[0011]其中，所述氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑的制备方法具体为:
[0012]第一步，1-十六烷基咪唑的制备，将1.79的咪唑和3.8mL的溴代十六烷在35mL的乙酸乙酯中混合，磁力搅拌10分钟混合均匀。将混合物倒入容量为60mL的聚四氟乙烯内衬中，将聚四氟乙烯内衬密封入不锈钢反应釜内，并放入数字式烘箱内，从室温加热至120°C恒温反应16h后自然冷却至室温。然后将混合物过滤取出滤液，用蒸馏水洗涤数次以除去没有参加反应的咪唑，用旋转蒸发仪将溶剂乙酸乙酯蒸出，所得产物1-十六烷基咪唑在70°C真空干燥箱中干燥12小时至恒重。得到淡黄色液体，称量产物；
[0013]第二步，将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，磁力搅拌10分钟混合均匀，其中，反应物2-氯乙醇过量，使1-十六烷基咪唑充分反应，将混合物倒入容量为60mL的聚四氟乙烯内衬中，将聚四氟乙烯内衬密封入不锈钢反应釜内，并放入数字式烘箱内，从室温加热至120°C，恒温反应6h，自然冷却至室温。用旋转蒸发仪将溶剂和过量的反应物2-氯乙醇蒸出，所得产物在70°C真空干燥箱中干燥12小时至恒重，得到的氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑为白色固体。
[0014]其中，所述1-(2-氨基-硫脲乙基)-2_油酸基咪唑啉的制备方法具体为:
[0015]将0.2mol的油酸与0.24mol的二乙烯三胺均匀混合，并添加质量分数为25%?35%的二甲苯作为携水剂，随后持续搅拌混合液，同时匀速加热至415K?435K进行酰胺脱水，反应2.5h后得到酰胺，在此基础上，继续升温至495?515K进行环化脱水，反应2h后冷却至395K，利用真空泵在减压条件下蒸馏0.5h以除去二甲苯和未反应完的二乙烯三胺，最后采用异丙醇对粗产物进行重结晶得到1-(2-氨乙基)-2-油酸基咪唑啉；
[0016]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正辛醇进行硫化处理。首先对混合液持续搅拌并加热至415K?435K进行3.5h的缩合反应，然后利用真空泵在405KK进行减压蒸馏0.5h，得到1- (2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉。
[0017]本发明还提供了上述防腐蚀剂组合物在抗蚀膜剥离过程中的应用。
[0018]本发明的有益效果:
[0019]本发明提供的抗蚀膜剥离剂剥离抗蚀膜时不腐蚀金属布线，特别是不腐蚀铝(aluminum)、钥(molybdenum)、铜(copper)、钛(titanium)等金属，且具有优秀的抗蚀膜剥离性。
【具体实施方式】
[0020]一种新型的抗蚀膜剥离剂，其包括N-乙基氨基甲酸乙酯、乙二醇单丁醚、没食子酸、有机溶剂和防腐蚀剂。
[0021 ] 所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、I，3- 二甲基-2-咪唑烷酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、环丁砜、丁基二乙二醇、乙基二乙二醇、甲基二乙二
醇、三乙二醇、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、及其混合物。
[0022]所述抗蚀膜剥离剂中各组分的重量份分别为N-乙基氨基甲酸乙酯20重量份?30重量份、乙二醇单丁醚5重量份?10重量份、没食子酸3?5重量份、有机溶剂60?70重量份和防腐蚀剂5?10重量份。[0023]进一步优选，所述抗蚀膜剥离剂中各组分的重量份分别为N-乙基氨基甲酸乙酯25重量份、乙二醇单丁醚8重量份、没食子酸4重量份、有机溶剂65重量份和防腐蚀剂8重量份。
[0024]所述防腐蚀剂由氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑和1-(2-氨基-硫脲乙基)-2_油酸基咪唑啉构成。
[0025]其中，所述氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑的制备方法具体为:
[0026]第一步，1-十六烷基咪唑的制备，将1.79的咪唑和3.8mL的溴代十六烷在35mL的乙酸乙酯中混合，磁力搅拌10分钟混合均匀。将混合物倒入容量为60mL的聚四氟乙烯内衬中，将聚四氟乙烯内衬密封入不锈钢反应釜内，并放入数字式烘箱内，从室温加热至120°C恒温反应16h后自然冷却至室温。然后将混合物过滤取出滤液，用蒸馏水洗涤数次以除去没有参加反应的咪唑，用旋转蒸发仪将溶剂乙酸乙酯蒸出，所得产物1-十六烷基咪唑在70°C真空干燥箱中干燥12小时至恒重。得到淡黄色液体，称量产物；
[0027]第二步，将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，磁力搅拌10分钟混合均匀，其中，反应物2-氯乙醇过量，使1-十六烷基咪唑充分反应，将混合物倒入容量为60mL的聚四氟乙烯内衬中，将聚四氟乙烯内衬密封入不锈钢反应釜内，并放入数字式烘箱内，从室温加热至120°C，恒温反应6h，自然冷却至室温。用旋转蒸发仪将溶剂和过量的反应物2-氯乙醇蒸出，所得产物在70°C真空干燥箱中干燥12小时至恒重，得到的氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑为白色固体。
[0028]所述1-(2-氨基-硫脲乙基)-2_油酸基咪唑啉的制备方法具体为:
[0029]第一步，将0.2mol的油酸与0.24mol的二乙烯三胺均匀混合，并添加质量分数为25%?35%的二甲苯作为携水剂，随后持续搅拌混合液，同时匀速加热至415K?435K进行酰胺脱水，反应2.5h后得到酰胺，反应式如式(I)。在此基础上，继续升温至495?515K进行环化脱水，反应2h后冷却至395K，利用真空泵在减压条件下蒸馏0.5h以除去二甲苯和未反应完的二乙烯三胺，最后采用异丙醇对粗产物进行重结晶得到1-(2-氨乙基)-2-油酸基咪唑啉,如式(2)所示；
[0030]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正辛醇进行硫化处理。首先对混合液持续搅拌并加热至415K?435K进行3.5h的缩合反应，然后利用真空泵在405KK进行减压蒸馏0.5h，得到1- (2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉，如式(3)所示。
[0031]
【权利要求】
1.一种用于抗蚀膜剥离的防腐蚀剂组合物，其特征在于:包括氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑和1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉。
2.如权利要求1所述的用于抗蚀膜剥离的防腐蚀剂组合物，其特征在于:所述氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑和1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉的质量比为2:I ?1:2。
3.如权利要求1或2所述的用于抗蚀膜剥离的防腐蚀剂组合物，其特征在于:所述氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑的制备方法具体为: 第一步，1-十六烷基咪唑的制备，将1.79的咪唑和3.8mL的溴代十六烷在35mL的乙酸乙酯中混合，磁力搅拌10分钟混合均匀。将混合物倒入容量为60mL的聚四氟乙烯内衬中，将聚四氟乙烯内衬密封入不锈钢反应釜内，并放入数字式烘箱内，从室温加热至120°C恒温反应16h后自然冷却至室温。然后将混合物过滤取出滤液，用蒸馏水洗涤数次以除去没有参加反应的咪唑，用旋转蒸发仪将溶剂乙酸乙酯蒸出，所得产物1-十六烷基咪唑在70°C真空干燥箱中干燥12小时至恒重。得到淡黄色液体，称量产物； 第二步，将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，磁力搅拌10分钟混合均匀，其中，反应物2-氯乙醇过量，使1-十六烷基咪唑充分反应，将混合物倒入容量为60mL的聚四氟乙烯内衬中，将聚四氟乙烯内衬密封入不锈钢反应釜内，并放入数字式烘箱内，从室温加热至120°C，恒温反应6h，自然冷却至室温。用旋转蒸发仪将溶剂和过量的反应物2-氯乙醇蒸出，所得产物在70°C真空干燥箱中干燥12小时至恒重，得到的氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑为白色固体。
4.如权利要求1至3所述的用于抗蚀膜剥离的防腐蚀剂组合物，其特征在于:所述1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉的制备方法具体为: 将0.2mol的油酸与0.24mol的二乙烯三胺均匀混合，并添加质量分数为25%?35%的二甲苯作为携水剂，随后持续搅拌混合液，同时匀速加热至415K?435K进行酰胺脱水，反应2.5h后得到酰胺，在此基础上，继续升温至495?515K进行环化脱水，反应2h后冷却至395K，利用真空泵在减压条件下蒸馏0.5h以除去二甲苯和未反应完的二乙烯三胺，最后采用异丙醇对粗产物进行重结晶得到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0.2mol硫代氨基脲和30ml正辛醇进行硫化处理。首先对混合液持续搅拌并加热至415K?435K进行3.5h的缩合反应，然后利用真空泵在405KK进行减压蒸馏0.5h，得到1- (2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉。
5.如权利要求1至5所述的用于抗蚀膜剥离的防腐蚀剂组合物的制备方法，其特征在于:将所述两种组分混合即得。
6.权利要求1至5所述防腐蚀剂组合物在抗蚀膜剥离过程中的应用。
【文档编号】C07D233/60GK103543619SQ201310456533
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】杨桂望 申请人:杨桂望