一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液及其制备方法与流程

[0001]
本发明属于液晶面板和半导体生产技术领域，具体地说，涉及一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液及其制备方法。


背景技术：

[0002]
常用的剥离液一般为dmso和mea两种成分。dmso的作用是使光刻胶膨胀，而mea的主要作用浸透光刻胶与薄膜之间而使二者分离。dmso虽然是强极性溶剂，因其含有硫元素，在使用中具有刺激性气味，对人体和环境带来危害。目前溶剂系剥离液改为水系剥离液成为主流，中国专利cn10794625a公开了一种面板行业铜制程用剥离液，该剥离液由醇类，醚类，混胺类，有机溶剂，缓蚀剂，非离子型表面活性剂和纯水组成。该剥离液适用于下层金属膜层为铜的基板，不能用于其他膜层工艺。因此，需要开发一种剥离性能力强，即无剥离液残留；剥离液置换性良好，即无金属腐蚀；对不同金属膜层工艺具有较高的兼容性并且对人体和环境无害的环保型水系剥离液。
[0003]
有鉴于此特提出本发明。


技术实现要素：

[0004]
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供提供一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液及其制备方法，能有效的去除光刻胶残留物，可以用于不同金属膜层，不腐蚀下层金属配线，剥离液使用寿命长，并且对人体和环境无害的光刻胶剥离液，解决了同一机台生产不同产品需要清洗机台的困扰。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
[0006]
一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液，其组分按重量百分比计，包括：1-15wt％胺，5-80wt％的醚，10-50wt％超纯水，0.01-5wt％添加剂a，0.01-5wt％添加剂b，0.01-5wt％添加剂c。
[0007]
进一步地，所述醇胺选用n-甲基单乙醇胺，单乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，三异丙醇胺，n,n-二甲基乙醇胺，n,n-二乙基乙醇胺，1,6-己二胺的一种或两种以上的混合物。醇胺的作用可以有效进入已经变质或者交联的光刻胶基质，剥离光刻胶能力强，同时要减少对各种金属和合金的腐蚀，。
[0008]
进一步地，所述醇醚选用二乙二醇甲醚，二乙二醇乙醚，二乙二醇丁醚，乙二醇异丙醚，乙二醇单丁醚中的一种或两种以上的混合物。醇醚类溶剂分解并溶解由醇胺所剥离的光刻胶高分子凝胶块，同时，在剥离后清洗时，使剥离液易于被超纯水清洗去除，降低剥离液的附着和溶解的光刻胶析出。
[0009]
进一步地，所述添加剂a选用2-氨基-1-甲基咪唑啉-4-酮(cre)、n-氨乙基哌嗪、1h-3-氨基-1,2,4-三唑(ata)、2,4-二氨基-6羟基嘧啶，2-巯基苯并噻唑，2-磷酸丁烷-1,2,4-三羧酸，乙二胺四亚甲基磷酸，5-甲基苯并三氮唑，苯并三唑，羧基苯并三唑，1-羟基苯并
三唑，硝基苯并三唑，氨基三氮唑，苯基四氮唑中的一种或者两种以上的混合物。选用的添加剂能与金属表面形成键强较弱的连接，形成保护层，有效抑制剥离液中碱性物质对不同金属膜层工艺中下层金属配线的腐蚀，而且环保无害，不污染基板。
[0010]
进一步地，所述添加剂b选用l-天(门)冬氨酸、l-谷氨酰胺、l-精氨酸、甘氨酸、β-丙氨酸、钼酸、氰乙酰胺中。添加剂b与添加剂a具有协同作用，可有效降低金属配线的腐蚀。
[0011]
进一步地，所述添加剂c选用羟基乙叉二磷酸(hedp)、氨基三甲叉磷酸(atmp)、乙二胺四甲叉磷酸(edtmpa)、二乙烯三胺五亚甲基磷酸(dtpmpa)、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(pbtca)、多元醇膦酸酯(pape)、2-羟基膦酰基乙酸(hpaa)、己二胺四甲叉膦酸(papemp)、多氨基多醚基甲叉膦酸(papemp)、双1,6-亚己基三胺五甲基磷酸(bhmtpmpa)。添加剂c的作用主要为铜金属保护剂。
[0012]
一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液的制备方法：按比例依次将超纯水，添加剂a，添加剂b，添加剂c，胺加入到混配罐中，即将添加剂a和添加剂b先用超纯水混合均匀，再加入添加剂c，待溶液澄清后，再加入到混配罐中，最后添加胺，搅拌后制成母液，再加入溶剂醚或回收液(溶剂醚与胺的混合溶液)制成成品药液。具体步骤：
[0013]
(1)按比例在混配罐中加入超纯水；在不断搅拌的条件下，按比例加入添加剂a；
[0014]
(2)在不断搅拌的条件下，按比例加入添加剂b；在不断搅拌的条件下，按比例加入添加剂c；
[0015]
(3)在不断搅拌的条件下，按比例加入胺；
[0016]
(4)在不断搅拌的条件下，按比例加入溶剂醚或回收液(胺与醚溶剂混合物)，循环后过滤。
[0017]
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
[0018]
本发明剥离液选用醇胺作为碱性物质，能高效的渗透分解光刻胶，剥离光刻胶的能力强，剥离所需时间少，能耗低，不腐蚀下层金属配线，而且氨氮含量低，废液易于回收和循环再利用。剥离液选用的添加剂，能有效抑制剥离过程中剥离液对不同金属膜层工艺下层金属配线的腐蚀，提高剥离液的兼容性，且环保无害，不会污染基板。
[0019]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
[0020]
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
[0021]
图1是本发明工艺流程是示意图；
[0022]
图2是本发明实施例中光刻胶剥离液成分及其使用的基板表图。
[0023]
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
[0024]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0025]
实施例1：
[0026]
一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液，其组分按重量百分比包括：10wt％mma，69.3wt％bdg，0.1wt％cre，0.3wt％l-arg，0.3wt％edt，其余为diw。
[0027]
实验药液配制流程(参见附图1)：
[0028]
(1)按比例在混配罐中加入diw，比例为10wt％；
[0029]
(2)在不断搅拌的条件下，加入2.0wt％cre、6.0wt％l-arg
[0030]
(3)在不断搅拌的条件下，加入6.0wt％edt、10wt％diw
[0031]
(4)在不断搅拌的条件下，加入回收液(15wt％mma；85wt％bdg)和bdg调至所需比例，再加入到混配罐中，循环后过滤。
[0032]
实施例2：
[0033]
一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液，其组分按重量百分比包括：15wt％mma，64.3wt％bdg，0.1wt％cre，0.3wt％l-arg，0.3wt％edt，其余为diw。
[0034]
实验药液配制流程：
[0035]
(1)按比例在混配罐中加入diw，比例为10wt％；
[0036]
(2)在不断搅拌的条件下，依次加入2.0wt％cre、6.0wt％l-arg
[0037]
(3)在不断搅拌的条件下，依次加入6.0wt％edt、10wt％diw、5wt％mma
[0038]
(4)在不断搅拌的条件下，加入回收液(15wt％mma；85wt％bdg)及mma调至所需比例，再加入到混配罐中，循环后过滤。
[0039]
实施例3：
[0040]
一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液，其组分按重量百分比包括：10wt％mma，69.4wt％bdg，0.3wt％l-arg，0.3wt％edt，其余为diw。
[0041]
实验药液配制流程：
[0042]
(1)按比例在混配罐中加入diw，比例为10wt％；
[0043]
(2)在不断搅拌的条件下，依次加入6.0wt％l-arg、6.0wt％edt、10wt％diw和5wt％mma
[0044]
(3)在不断搅拌的条件下，加入回收液(15wt％mma；85wt％bdg)及bdg调至所需比例，再加入到混配罐中，搅拌循环后过滤。
[0045]
实施例4：
[0046]
一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液，其组分按重量百分比包括：10wt％mma，69.3wt％mdg，0.1wt％cre，0.3wt％l-arg，0.3wt％edt，其余为diw。
[0047]
实验药液配制流程：
[0048]
(1)按比例在混配罐中加入diw，比例为10wt％；
[0049]
(2)在不断搅拌的条件下，依次加入2.0wt％cre、6.0wt％l-arg
[0050]
(3)在不断搅拌的条件下，依次加入6.0wt％edt、10wt％diw、5wt％mma
[0051]
(4)在不断搅拌的条件下，加入回收液(15wt％mmea；85wt％mdg)及mdg调至所需比例，再加入到混配罐中，循环后过滤。
[0052]
实施例5：
[0053]
一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液，其组分按重量百分比包括：15wt％mma，64.3wt％mdg，0.1wt％cre，0.3wt％l-arg，0.3wt％的edt，其余为diw。
[0054]
实验药液配制流程：
[0055]
(1)按比例在混配罐中加入diw，比例为10wt％；
[0056]
(2)在不断搅拌的条件下，依次加入2.0wt％cre、6.0wt％l-arg
[0057]
(3)在不断搅拌的条件下，依次加入6.0wt％edt、10wt％diw、5wt％mma
[0058]
(4)在不断搅拌的条件下，加入回收液(15wt％mmea；85wt％mdg)及mma调至所需比例，再加入到混配罐中，搅拌循环后过滤。
[0059]
实施例6：
[0060]
一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液，其组分按重量百分比包括：10wt％mma，69.4wt％mdg，0.3wt％l-arg，0.3wt％edt，其余为diw。
[0061]
实验药液配制流程：
[0062]
(1)按比例在混配罐中加入diw，比例为10wt％；
[0063]
(2)在不断搅拌的条件下，依次加入6.0wt％l-arg、6.0wt％edt、10wt％diw、5wt％mmea
[0064]
(3)在不断搅拌的条件下，加入回收液(15wt％mma；85wt％mdg)及mdg调至所需比例，再加入到混配罐中，循环后过滤。
[0065]
实施例7：
[0066]
一种应用于多种金属制程的兼容、环保型水系光刻胶剥离液，其组分按重量百分比包括：10wt％的mma，69.3wt％的bdg，0.1wt％的cre，0.1wt％的l-arg，0.1wt％的edt，其余为diw。
[0067]
实验药液配制流程：
[0068]
(1)按比例在混配罐中加入diw，比例为10wt％；
[0069]
(2)在不断搅拌的条件下，加入2.0wt％cre、6.0wt％l-arg
[0070]
(3)在不断搅拌的条件下，加入6.0wt％edt、10wt％diw
[0071]
(3)在不断搅拌的条件下，加入回收液(15wt％mma；85wt％bdg)及bdg调至所需比例，再加入到混配罐中，搅拌循环后过滤。
[0072]
实施方法：
[0073]
(1)剥离性能
[0074]
测试方法：将实验用的带光刻胶(不同膜厚)的玻璃基板，分别浸渍于50℃下的剥离液进行剥离，剥离基板的尺寸为(30mm*30mm)，测试时间为10s，30s，60s，90s，120s，300s。剥离结束后将剥离基板用超纯水(diw)进行冲洗并用高纯氮气吹干。通过om观察剥离后的光刻胶残留情况。
[0075]
(2)金属腐蚀性能
[0076]
测试方法：将实验用的玻璃基板，分别浸渍于50℃下剥离液进行剥离，测试时间为120s，300s，600s。结束后将剥离基板用超纯水进行冲洗并用高纯氮气吹干。通过sem观察药液对玻璃基板金属层的腐蚀情况。
[0077]
(3)苛刻条件金属腐蚀性能测试评价
[0078]
测试方法：将实验用的玻璃基板，浸渍于55-60℃下用制备的含1-5wt％正性光刻
胶剥离液进行实验，采用浸泡(搅拌600-1000r/min)，测试时间为300s，600s，1800s，加入气泡石(空气环境)。结束后将玻璃基板用超纯水进行冲洗并用高纯氮气吹干。通过sem观察药液对玻璃基板金属层的腐蚀情况。
[0079]
不同膜厚膜层工艺的玻璃基板见表1，主要涉及化合物缩写见表2，剥离能力标准见表3，腐蚀抑制能力标准见表4，光刻胶残留情况标准见表5，光刻胶剥离液成分及其使用的基板图表见附图2，光刻胶残留情况及金属腐蚀情况见表7，苛刻条件光刻胶残留情况及金属腐蚀情况见表8，光刻胶剥离能力情况见表9。
[0080]
表1不同光刻胶膜厚膜层工艺的剥离基板
[0081]
玻璃基板不同膜层工艺光刻胶膜厚(μm)金属厚度(μm)g1湿刻(光刻胶)1.2/g2湿刻(光刻胶)2/g3干刻(光刻胶)2/g4cumo23000:300g5cumonb23000:300g6cuti23000:350g7almo22500:300g8moalmo2300:3000:300
[0082]
表2主要涉及的化合物缩写
[0083]
序号化合物缩写序号化合物缩写1n-甲基单乙醇胺mma2二乙二醇单丁醚bdg3二乙二醇甲醚mdg4l-精氨酸l-arg52-氨基-1-甲基咪唑啉-4-酮cre6乙二胺四亚甲基磷酸edtmpa(edt)7苯并三氮唑bta8乙醇胺mea9超纯水diw102-巯基苯丙噻唑mbt11二乙二醇乙醚edg125-甲基苯并三氮唑tta
[0084]
表3剥离能力标准
[0085]
剥离时间/s10306090120300评价标准abcdef
[0086]
表4腐蚀抑制能力标准
[0087]
项目金属倒角金属有无缩进金属膜厚评价指标tape
°
undercut/nmm/nm
[0088]
表5光刻胶残留情况标准
[0089]
评价等级光刻胶残留情况a
pr
光刻胶无残留，剥离能力优异b
pr
光刻胶少量残留，剥离能力中等c
pr
光刻胶大量残留，剥离能力差
[0090]
表7光刻胶残留情况及金属腐蚀情况
[0091][0092]
表8苛刻条件光刻胶残留情况及金属腐蚀情况
[0093][0094][0095]
√：与原片相比无变化；
×
：与原片相比有变化。
[0096]
表9光刻胶剥离能力情况
[0097]
项目名称基板剥离时间基板剥离时间基板剥离时间实施例1g1bg2cg3c实施例2g1bg2cg3c实施例3g1bg2cg3c实施例4g1ag2bg3b实施例5g1ag2bg3b实施例6g1ag2bg3b实施例7g1bg2cg3c
[0098]
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。