耐蚀刻光阻组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种耐蚀刻光阻组合物，特别是指一种含有无机材料的耐蚀刻光 阻组合物。
[0002] 先前技术
[0003] 太阳能电池包含具有复数个P-掺杂区及η-掺杂区的硅晶圆。除了硅晶圆外，太 阳能电池更包含多数个用于自掺杂区收集电力的电性接触结构。该电性接触结构通常包含 一或多层金属层、绝缘层及保护层等。为了产生该电性接触结构，太阳能电池制程一般会包 含多个阶段的电镀及/或蚀刻，例如选择性蚀刻及电镀晶圆的预定区域，以于未被蚀刻或 电镀的区域提供保护遮蔽材料（也就是"光阻"），从而可预防此等未被蚀刻或电镀的区域 被蚀刻或电镀。
[0004] 已知光阻主要用于施用在具有金属层的基板表面上，例如TW 1242031的具有一金 属层图案的基板制造方法中所使用的有机溶剂型印刷油墨光阻组合物，其包含以酚树脂为 主的树脂成分以及一增稠剂，该增稠剂是由具有3nm至10 μ m的颗粒尺寸的无机微粒或蜡。 虽然以往研宄曾尝试将上述印刷油墨光阻组合物用于形成太阳能电池制程的光阻，但是因 为太阳能电池的光阻可能会形成在易于被颗粒材料刮伤的保护层（如氮化硅或二氧化硅 保护层）上，因此，一般含有无机微粒的印刷油墨光阻组合物无法用于太阳能电池制程中。 以上内容可由下列两篇关于太阳能电池制程的美国专利公开案获得证实：
[0005] 例如US 2005/0022862揭示一种制造太阳能电池的方法，包含在第一层形成一油 墨图案以及利用该油墨图案作为光罩并对该第一层进行蚀刻，该油墨图案包含实质上未含 有会刮伤第一层表面的粒子的油墨。
[0006] US 2009/0308435亦提及一种太阳能电池的制造方法，该方法同样利用热熔喷墨 油墨作为光阻图样，该热熔喷墨油墨可包含碱可溶成分（如碱可溶蜡或碱可溶树脂）。此专 利公开案同样提及因二氧化硅保护层易于被硬质材料所刮伤，所以该热熔喷墨油墨较佳不 含颗粒材料。
[0007] 由上述两专利公开案可知，太阳能电池制程中用来形成光阻的油墨皆被严格要求 不可含有颗粒材料。然而，上述两专利公开案虽解决无机微粒所导致的刮伤问题，却反而致 使光阻无法有效避免光阻的下层基材被酸蚀刻，更无法有效保护下层基材。因此，如何让光 阻具备耐酸蚀刻性及保护下层基材能力，同时可防止光阻刮伤下层基材，对于目前业界而 言，仍亟待持续研发。
【发明内容】
[0008] 因此，本发明的目的，即在提供一种耐蚀刻光阻组合物，其在后续形成光阻后可避 免酸蚀刻且能保护下层基材。
[0009] 于是本发明耐蚀刻光阻组合物，包含碱可溶树脂及一或多数个分散于该碱可溶树 脂中的无机材料。该碱可溶树脂是选自于松香树脂、经改质松香树脂、酚醛树脂或前述的一 组合。每一无机材料具有片状外型、=2的莫氏硬度及0. 5至2 μπι的一次颗粒尺寸范围， 其中，该无机材料的团聚体是分散至1至10 y m的细度范围。
[0010] 不同于已知太阳能制程中用来形成光阻的油墨不可含有颗粒材料的技术手段，本 发明耐蚀刻光阻组合物相反地通过添加具有特定尺寸范围及莫氏硬度且呈现片状的无机 材料，而得以让本发明耐蚀刻光阻组合物后续所形成的光阻可阻挡酸的蚀刻，同时可保护 光阻下层的基材。
[0011] 实施方式
[0012] 本说明书及权利要求内所使用的"一次颗粒"（primary particle)是表示粉末中 最先形成、能分辨出并且不包含空隙的最小实体，如此亦显示本发明所使用的无机材料并 未经过特殊微细化处理（如切割或粉碎）。而团聚体则是指一次颗粒之间由于短程的表面 作用力，如：静电力、范德华力或毛细管力等，所形成的更大颗粒。此种团聚体较易被外力所 粉碎分散，因此可控制其最大尺寸在特定的细度范围内。
[0013] 由于组合物中的无机材料尺寸一般都分布在较宽广的范围内，而本说明书及权利 要求所使用的"细度范围"是指将无机材料团聚体分散至组合物内部中所存在的较大粉体 的尺寸范围。
[0014] 本发明耐蚀刻光阻组合物包含碱可溶树脂及一或多数个分散于该碱可溶树脂中 的无机材料。以下将分别就此两成分进行详细说明：
[0015] [碱可溶树脂]
[0016] 本发明所使用的碱可溶树脂具有较佳的耐化性、且与光阻组合物中的其他成分具 有不错的相容性以及良好的成膜性。该碱可溶树脂是选自于松香树脂、经改质松香树脂、酚 醛树脂或前述的一组合。该经改质的松香树脂包括但不限于酯化松香、酸酐改质酯化松香 及松香酚醛树脂等；可使用的酚醛树脂则为热塑型酚醛树脂，包括但不限于以松香改性的 酚醛树脂、丁醇醚化的酚醛树脂以及对叔丁基酚醛树脂、对苯基酚醛树脂等。
[0017] [无机材料]
[0018] 本发明无机材料较佳选用不会与酸进行反应的材料，且较佳具有片状外型的材 料。当本发明耐蚀刻光阻组合物在涂布时，片状无机材料的长轴方向易随涂布方向排列，因 此所形成的光阻于蚀刻处理时，该片状的无机材料可提供较多的穿透障碍，而可延缓蚀刻 液的穿透，进而增加对酸蚀刻的抵抗性，同时可以增强光阻对下层结构的保护能力。该片状 外型可例如但不限于多边形片状、扁平棒状、圆盘状或其他具有宽高比（aspect ratio)大 于1的片状外型。优选地，该片状外型为多边形片状、扁平棒状或圆盘状；更优选地，该片状 外型为多边形片状或圆盘状；更优选地，该片状外型为多边形片状。
[0019] 无机材料的尺寸范围是依据光阻组合物的实际涂布厚度而调整，且尺寸范围优选 控制在小于涂布厚度范围。依据目前常用的涂布厚度范围，本发明无机材料的一次颗粒尺 寸范围为0. 5至2 μπι，当尺寸范围低于0. 5 μπι，该光阻组合物所形成的光阻将无法有效延 缓蚀刻液的穿透以及保护下层结构；当尺寸范围高于2μπι且涂布厚度较薄时，该光阻组合 物所形成的光阻中的无机材料团聚体可能会刮伤下层结构。
[0020] 本发明无机材料具有g 2的莫氏硬度。当该无机材料的莫氏硬度高于2,该光阻组 合物所形成的光阻中的无机材料可能会刮伤下层结构。
[0021] 本发明光阻组合物中的无机材料的团聚体是分散至1至10 μπι的细度范围。当细 度范围为I ym以下时，将导致该无机材料无法完全发挥效用；当细度范围为10 μL?以上时， 该光阻组合物所形成的光阻中的无机材料团聚体可能会刮伤下层结构。
[0022] 优选地，以该碱可溶树脂的总重为100重量份计算，该无机材料的用量范围为10 至150重量份，当该无机材料的用量低于10重量份，该光阻组合物所形成的光阻将无法有 效延缓蚀刻液的穿透以及保护下层结构；当该无机材料的用量高于150重量份，除了会影 响该无机材料的分散性及光阻组合物的涂布性能之外，该光阻组合物所形成的光阻中的无 机材料也可能会刮伤下层结构。更优选地，该无机材料的用量范围为30至100重量份。
[0023] 优选地，该无机材料是选自于滑石、石膏、石墨、石墨烯或前述的一组合。更优选 地，该无机材料是滑石。
[0024] 优选地，该耐蚀刻光阻组合物更包含至少一添加剂，该添加剂是选自于分散剂、消 泡剂或流变助剂。其中分散剂有助于使该无机材料均匀分散于碱可溶树脂中；消泡剂可有 效抑制及破除光阻在使用过程中因搅动而形成的气泡；流变助剂则用来调整光阻的流变特 性，除了可使光阻有较佳的涂布外观，亦有助于维持光阻内无机材料均匀分散的长期稳定 性。优选地，以该碱可溶树脂的总重为100重量份计算，该添加剂的用量范围为1至20重 量份。
[0025] 优选地，该分散剂可选用的市售商品包含但不限于德国毕克公司所制造的 BYK-164、BYK-110。该消泡剂可选用的市售商品包含但不限于德国毕克公司所制造的 BYK-1790、BYK-088、BYK-A500。该流变助剂可选用的市售商品包含但不限于德国毕克公司 所制造的 BYK-405、BYK-410、BYK-430。
[0026] 优选地，该耐蚀刻光阻组合物更包含溶剂。该溶剂可例如但不限于醚酯类、烃类 (如脂肪烃类）及醇类等，且该溶剂可为前述溶剂的单一或组合。该醚酯类溶剂包括但不限 于二乙二醇单乙基酿醋酸醋（diethylene glycol monoethyl ether acetate，DGEEA)、乙二 醇单丁基醚（ethylene glycol monobutyl ether，BCS)及脂肪族二元醋与二羧酸甲醋的混 合（Aliphatic Dibasic Esters-DBME)等。该径类溶剂包括但不限于正己烧（n-hexane)、环 己烧（cyclohexane)及甲苯（toluene)等。该醇类溶剂包括但不限于正丙醇（n-propanol) 及正丁醇（n-butano