专利名称：负型光阻剂的制作方法
技术领域：
本发明有关一种光阻剂，尤指一种高分子树脂(Resin)、感光起始剂(Photo initiator)、单体(Monomer)、溶剂(Solvent)的负型光阻剂。
背景技术：
为制造液晶显示器(LCD)电路或半导体集成电路内所用的微小电路图案，在基板上的一绝缘体层或导电金属层上均匀覆盖或涂敷一种包括聚合物树脂，感光化合物与溶剂的光阻组合物，覆盖或涂敷的基板经温焙以蒸发溶剂，温焙过的基板选择地曝露于某些型式的辐射如紫外线，电子或X-射线，曝露过的基板再经热烤，随后热烤基板经显影产生所预期图案，显影的基板再以蚀刻脱除绝缘体层或导电金属层，并移去余留的光阻剂层以完成微小图案移转于基板表面上。
一般光阻剂在曝光(UV光)后会分解的称为“正型光阻”，反之，曝光后会硬化聚合的则是“负型光阻”，彩色光阻剂为负型光阻剂的一种，亦为LCD平面显示器彩色化的关键材料；彩色光阻剂技术上的差异，可从涂布特性及光阻与基板附着性两方面来考量；其中，就涂布特性而言，基板扩展到第五代以上尺寸后，光阻剂在基板上进行传统的旋转涂布时，由注入光阻剂的基板中心位置到玻璃端点的距离远长于第三、四代基板，若光阻剂的设计未考量到流变性、流平性、及挥发速率的控制，光阻在涂布、预烤后将会出现判定异常的波痕(MURA)现象。
因此，新世代的光阻涂布机台及技术-刮刀式涂布法(Slit Coating)即在于克服上述波痕(MURA)现象的课题；此外，此括刀式涂布法与传统旋转涂布法相比，还有一个优势，就是光阻使用量较低，可结省材料成本。因此，括刀式涂布法不仅适用于五代以上大型基板，也可用于小型基板，是一种较先进的涂布方式。
既有的刮刀涂布法依序包有(1)基板洗净(Glass Clean)＝＞(2)刮刀涂布(Slit Coating)＝＞(3)减压干燥(Vacuum Dry)＝＞(4)加热烘烤(HotBaking)等制程，亦即在整个制程当中并无旋转涂布的机制，而是只靠一有50～100um狭缝的刮刀来涂布，而旋转的机制有助于涂膜的均匀度，刮刀则除了调整刮刀移动速度，刮刀光阻吐出量及刮刀至玻璃表面距离外，只能靠光阻剂本身流体特性来控制均匀度。
以致于，刮刀式涂布法对光阻剂特性的依赖性较旋转涂布法高，在既有的习知技术领域当中，美国5,847,015号专利、5,232,634号专利、US 6,432,614，B1号专利虽已揭露有不同成分的彩色光阻剂(负型光阻剂)；另外，由于一般混合物并无法轻易的由单一成分的结构预知所应具备的性质，因此这些已知的负型光阻剂虽然仅有些微成份的改变，却能产生截然不同的性质，也适用于不同的用途，但就所呈现的流体特性、流动平坦性、膜面均匀性而言，并无法成功搭配刮刀涂布法应用在玻璃基板涂布。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种流体特性、流动平坦性、膜面均匀性皆适合刮刀涂布(Slit Coating)、减压干燥(Vacuum Dry)、加热烘烤(Hot Baking)制程要求的负型光阻剂，能够成功搭配刮刀式涂布法(Slit Coating)应用在玻璃基板涂布。
于实施时，负型光阻剂主要系由高分子树脂(Resin)、感光起始剂(Photo initiator)、单体(Monomer)、溶剂(Solvent)所组成；当然，亦可配合加入颜料(Pigment)、添加剂(Additives)；其中，高分子树脂为一种高分子物质，可以为压克力树脂，使用重量平均分子量(Mw)低于50,000，在20,000以下更好，原因在于分子量低有助于涂布的流动平坦性更佳，涂布表面较平坦；添加剂(添加界面活性剂)则可调整光阻在玻璃基板表面的涂布平坦度，以中性界面活性剂及重量平均分子量(Mw)大于1000为较佳；溶剂为避免在减压干燥及加热烘烤时造成涂布缺陷，如膜面不均，贝纳得漩窝(Benard Cell)或破膜等。
具体实施例方式
本发明负型光阻剂，主要由高分子树脂(Resin)、感光起始剂(Photoinitiator)、单体(Monomer)、溶剂(Solvent)所组成；亦可配合加入颜料(Pigment)、添加剂(Additives)，藉以获致一种尤适合搭配刮刀式涂布法(Slit Coating)应用在玻璃基板涂布的负型光阻剂。
既有的刮刀式涂布法(Slit coating)，因为并无旋转涂布的机制，所以只靠一有50～100um狭缝的刮刀来涂布，而旋转的机制有助于涂膜的均匀度，而刮刀则除了调整刮刀移动速度，刮刀光阻吐出量及刮刀至玻璃表面距离外，只能靠光阻剂本身流体特性来控制均匀度，所以，刮刀式涂布法对光阻剂特性的依赖性较旋转涂布法高，其所需光阻的主要特性为(1)刮刀狭缝吐出光阻流体特性，与光阻黏度有关，一般适合范围在3～5mPa.s(cps)。
(2)涂布表面流动平坦性，与光阻黏度及光阻中树脂及添加剂有关。
(3)减压干燥及加热烘烤制程的膜面均匀性，与光阻中溶剂组成相关。
针对以上三种特性，本发明所提出的光阻组成以适合此刮刀涂布法，如下所列(1)光阻中的树脂，为一种高分子物质，可以为压克力树脂，使用重量平均分子量(Mw)低于50,000，在20,000以下更好；原因在于分子量低有助于涂布的流动平坦性更佳，涂布表面较平坦。
(2)光阻中的添加剂，添加界面活性剂可调整光阻在玻璃基板表面的涂布平坦度，以中性界面活性剂及重量平均分子量(Mw)大于1000为较佳。
(3)光阻中的溶剂，为避免在减压干燥及加热烘烤时造成涂布缺陷，如膜面不均，贝纳得漩窝(Benard Cell)，或破膜等，溶剂特性及组成有一定的限制及范围。
其中，关于溶剂特性及组成的限制、范围如下所示(a)溶剂组成，需有二种以上具有不同沸点的溶剂来组成，三种更好。
(b)溶剂沸点范围，一种为高沸点溶剂，b.p.＞150℃，一种或二种为较低沸点溶剂，b.p.＜150℃，溶剂沸点差异需≥8℃。
(c)溶剂种类，一种或二种为极性较低溶剂，如烷酯类(直链烷酯类或环烷酯类)，醚酯类，一种为极性较高溶剂，如烷酮类(直链烷酮类或环烷酮类)，醚酮类。
(d)溶剂比例，一种较高沸点溶剂比例≥5％(w/w)。
至于，具体的实施例则可以如下表所示
本发明的创意即在于找出负型光阻剂所能产生的作用及所成呈现的性质，在整个创造构思的过程中，并无法轻易的由单一成份的结构预知所应具备的性质，而是必须在混合物繁琐的制造过程(制程、备程)中间接评估得知，藉不断的逐渐变易具有近似性质的成份结构，探索可能具有所需求特性的结构，进而确定各成份的性质是否能够使最终负型光阻剂能够成功搭配刮刀涂布法应用在玻璃基板涂布。
如上所述，本发明提供一种适合搭配刮刀式涂布法(Slit Coating)应用在玻璃基板涂布的负型光阻剂，于是依法提呈发明专利的申请；然而，以上的实施说明及图式所示，是本发明较佳实施例，并非以此局限本发明，是以，举凡与本发明的构造、装置、特征等近似、雷同的，均应属本发明的创设目的及申请专利范围之内。
权利要求
1.一种光阻剂，其特征在于，是由高分子树脂(Resin)、感光起始剂(Photo initiator)、单体(Monomer)、溶剂(Solvent)所组成。
2.如权利要求1所述的光阻剂，其中是加入有添加剂，该添加剂为平坦剂。
3.如权利要求2所述的光阻剂，其中该平坦剂重量平均分子量(Mw)大于1000。
4.如权利要求1所述的光阻剂，其中高分子树脂(Resin)的重量平均分子量(Mw)低于50000。
5.如权利要求1所述的光阻剂，其中高分子树脂(Resin)的重量平均分子量(Mw)低于20000为佳。
6.如权利要求1所述的光阻剂，其中加入颜料(Pigment)。
7.如权利要求1所述的光阻剂，为适用于刮刀式涂布法(Slitcoating)。
8.一种光阻剂，其特征在于，是由高分子树脂(Resin)、感光起始剂(Photo initiator)、单体(Monomer)，以及两种不同沸点的溶剂(Solvent)所组成。
9.如权利要求8所述的光阻剂，其中一种溶剂为b.p.＞150℃的高沸点溶剂，另一种溶剂为b.p.＜150℃的较低沸点溶剂。
10.如权利要求8所述的光阻剂，其中两种溶剂的沸点差异≥8℃为佳。
11.如权利要求8所述的光阻剂，其中一种溶剂为极性较低溶剂，另一种溶剂为极性较高溶剂。
12.如权利要求8所述的光阻剂，其中一种溶剂为极性较低的醚酯类溶剂，另一种溶剂为极性较高的醚酮类溶剂。
13.如权利要求8所述的光阻剂，其中加入有添加剂，该添加剂为平坦剂。
14.如权利要求13所述的光阻剂，其中该平坦剂重量平均分子量(Mw)大于1000。
15.如权利要求8所述的光阻剂，其中高分子树脂(Resin)的重量平均分子量(Mw)低于50000。
16.如权利要求8所述的光阻剂其中高分子树脂(Resin)的重量平均分子量(Mw)低于20000为佳。
17.如权利要求8所述的光阻剂，其中加入颜料(Pigment)。
18.如权利要求8所述的光阻剂，为适用于刮刀式涂布法(Slitcoating)。
全文摘要
本发明的负型光阻剂主要是由高分子树脂(Resin)、感光起始剂(Photo initiator)、单体(Monomer)、溶剂(Solvent)所组成；亦可配合加入颜料(Pigment)、添加剂(Additives)，而获致一种尤适合搭配刮刀式涂布法(Slit Coating)应用在玻璃基板涂布的负型光阻剂。
文档编号G03F7/032GK1987644SQ200510134760
公开日2007年6月27日 申请日期2005年12月21日 优先权日2005年12月21日
发明者郭光埌, 戴伟仁, 温世豪 申请人:新应材股份有限公司