专利名称：显影剂溶液及用法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于显影光敏抗蚀剂的碱性含水显影溶液。
背景技术：
光敏抗蚀剂用于形成图案的广泛应用中，如印刷电路板上。 在印刷电路板的例子中，将光敏抗蚀剂均匀涂布或层压在覆铜板 芯上，从而所述光敏抗蚀剂首先覆盖了铜箔。光敏抗蚀剂通过使 光敏抗蚀剂的特定区域以期望图案的图像有选择地曝光(通常为 紫外光)来起作用，由此将产生曝光的光敏抗蚀剂区域和不曝光区 域。曝光的光敏抗蚀剂区域发生交联或聚合，从而使这些区域不 溶于随后的显影剂溶液。
然后将已曝光的光敏抗蚀剂接触显影剂溶液，该显影剂溶液 会溶解或剥离光敏抗蚀剂的未曝光区域，而留下完整的光敏抗蚀 剂的已曝光区域。对多种光敏抗蚀剂而言，显影剂溶液包含一种 弱碱性水溶液，其可简单的为碳酸钠或碳酸钾水溶液(典型为l重 量％)。理想的显影剂溶液可以有效地溶解或剥离基板上所有的未 曝光光敏抗蚀剂区域，而在基板上十分完整地留下所有的光敏抗 蚀剂的曝光区域，并且以快速的方式完成。因此该理想的显影将 留下未覆盖部分基板进行随后处理，而基板的其它区域被覆盖以 在随后处理中受到保护。
在该显影步骤中，当显影剂溶液(i)无法完全除去所有未曝光光敏抗蚀剂，(ii)在未曝光光敏抗蚀剂下的基板上留下残余物，或 无法将其清除干净，和/或(iii)允许光敏抗蚀剂残留物二次沉积于 未曝光的光敏抗蚀剂下的基板区域上时，问题就可能会产生。假 若前述的任何条件存在，那么用于有选择地作用于之前被现已剥 离的未曝光光敏抗蚀剂覆盖的基板区域的随后处理将失效或受到 干扰。因此，显影剂溶液有效地剥离所有未曝光的光敏抗蚀剂， 随后留下干净的基板区是其关键。
本发明的目的是揭示一种用于光敏抗蚀剂的改良显影剂溶 液，其可更加有效地从基板剥离所有未曝光的光敏抗蚀剂，并且 留下适合进行随后的处理的干净的基板区域。
发明内容
本发明涉及一种含水显影剂溶液，其包含碱度来源以及阳离 子表面活性剂。优选地，所述阳离子表面活性剂为乙氧基化和/或 丙氧基化牛油脂肪胺，最优选其具有以下的结构
O
N
CH
O
R1
nz[r2L[r3],
CH，
O
其中R^脂肪酸基；
R2=-H、 -CH2CH20j-CH2CH(CH3)0-R2=-H;<formula>formula see original document page 7</formula>
当X2为0时R4=-H,当X2不为0时114=烷基、芳基或烷芳基； 所有xt总和=总计为3 ~ 30的整数； 所有X2总和=总计为0~ 15的整数。
优选地，v5咸度来源为弱》咸性物质如碳酸钠或,友酸钾。所述碱 度来源的浓度必须使得显影剂溶液的pH值为约9~12。
具体实施例方式
本发明的发明人发现，使用含水显影剂溶液可使有机抗蚀剂 更有效地显影，该含水显影剂溶液包含
(a) 碱度来源；和
(b) 阳离子表面活性剂。
所述含水显影剂溶液中的碱度来源优选为 一种弱碱性物质如 碳酸钠和/或碳酸钾，该碳酸钠或碳酸钾的浓度优选为约5 ~ 20g/l。 含水显影剂溶液的pH值优选为约9~12。
阳离子表面活性剂优选为乙氧基化和/或丙氧基化牛油脂肪 胺，且最优选阳离子表面活性剂具有下列结构
<formula>formula see original document page 7</formula>其中R尸脂肪酸基；
R2=-H、 -CH2CH204 -CH2CH(CH3)0-R2=-H; R3=-H、 -CH2CH20^-CH2CH(CH3)0-;
当x2为0时R4=-H,当x2不为0时R广烷基、芳基或烷芳基； 所有总和=总计为3 ~ 30的整数； 所有x2总和=总计为0 ~ 15的整数。
优选地，所述脂肪酸基为牛脂脂肪酸成分，并且包含一种或 多种选自肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈油酸、 硬脂酸、油酸、亚油酸、a-亚油酸和前述成分的混合物组成的组 中的脂肪酸。R2优选为-CH2CH(CH3)0-。优选地R3为H或 -CH2CH(CH3)0-。当R3为H, 114优选为H或无。优选地，所有x, 总和为总计是15的整数，并且所有X2总和为总计是2的整数。最 优选地，包含下列分配的脂肪酸成分
2.9-3.0%肉豆蔻酉臾
0.3-0.1%肉豆蔻脑酸
0.5-0.6%十五烷酸
24,0-25.8%棕榈酸
2.0-2,5%棕榈油酸
20.0-21.5%硬脂酸，油酸
42.6-43.0%油酸
2.3-4.0%亚油酸
0.2-0.5%a-亚油亚麻酸
发现来自Rutgers Organics公司的商业用的阳离子表面活性剂 Chemeen T-15 LF⑧可应用于本发明。所述含水显影剂溶液中该阳 离子表面活性剂的浓度优选为约0.1-3重量％。本发明的含水显影剂溶液还可包含其它成分。其中一种非强 制性选择的却有用的成分为防泡剂。由于阳离子表面活性剂的起
泡反应，和/或使用过程中溶解或浸泡(leach)到显影剂溶液中的一 些抗蚀剂成分的起泡反应，防泡剂是必需的。现有技术公知的典 型的防泡剂可用于这些目的。
除了防泡剂之外，其它有用的但为非强制性选择的成分包括 有机溶剂，例如通常以商品名为"CELLOSOLVE"出售的乙二醇的 单烷基醚和二烷基醚。丁基溶纤剂，曱基溶纤剂和/或乙酸溶纤剂 (或其它类似的有机溶剂)可以加入至所述显影剂溶液中。这些水溶 性的有机溶剂可以增加显影剂除去某些光敏抗蚀剂的能力。如果 使用有机溶剂，在显影剂溶液中它的浓度优选为约0-2重量％。
如文中所揭示，所述显影剂溶液从表面有选择地除去未聚合 或未固化的光敏抗蚀剂，由此所剩余的已聚合或已固化抗蚀剂以 想要的图案覆盖于表面。通常在对显影剂溶液来说足够从表面上 有选择地除去未固化的抗蚀剂并以想要的图像在表面上完整地留 下已固化抗蚀剂的时间和温度下将待显影的该抗蚀剂覆盖的表面 与显影剂溶液接触。接触的方法可以为浸没、淹没或喷洒，但优 选喷洒。显影剂溶液的温度优选为约60。F至约130°F。喷洒方法 的典型接触时间为约10秒至约2分钟。改变时间、温度和接触方 法使得显影剂溶液将未固化的抗蚀剂干净地除去从而留下完整的 已固化抗蚀剂。
数个铜箔样品表面用来自 MacDermid Incorporated, 245 Freight Street, Waterbury, CT 06702的Microtrace⑧光敏抗蚀剂涂布。然后将所述 光敏抗蚀剂通过阴图片在紫外线下啄光使其有选择地固化，随后 用1重量％的碳酸钾水溶液，以及不同浓度的Chemeen T-15 LF 表面活性剂对所述表面显影，需注意显影品质1为最好，5为最差
结果如下所示
Chemeen T-15 LF
浓度(wt0/。) 显影品质
0.0 5
0.1 5
0.5 4
1.0 3
2.0 权利要求
1.一种含水显影剂组合物，其包含a. 石咸度来源；和b. 下列结构所示的阳离子表面活性剂<formula>formula see original document page 2</formula>其中R^脂肪酸基；R2=-H、隱CH2CH20陽或-CH2CH(CH3)0-R2=-H; R3=-H、 -CH2CH2OKH2CH(CH3)0-;当x2为0时R4=-H,当x2不为0时114=烷基、芳基或烷芳基； 所有总和=总计为3 ~ 30的整数； 所有X2总和=总计为0~ 15的整数。
2. 如权利要求1所述的组合物，其中为选自由肉豆蔻酸、 肉豆蔻脑酸、十五烷酸、棕榈酸、椋榈油酸、硬脂酸、油酸、亚 油酸、a-亚油酸和任意或所有前述成分的混合物组成的组中的一 种。
3. 如权利要求2所述的组合物，其中所述组合物还包含一种或 多种选自由防泡剂和与水互溶的有机溶剂组成的组中的材料。
4. 如权利要求1、 2或3中任一所述的组合物，其中R2为 -CH2CH(CH3)0-。
5. 如权利要求1、 2或3中任一所述的组合物，其中R3为H 或-CH2CH(CH3)0-。
6. 如权利要求1、 2或3中任一所述的组合物，其中所有x!的 总和为总计是15的整数，且所有X2的总和为总计是2的整数。
7. —种使抗蚀剂涂布表面显影的方法，所述方法包含用显影 剂组合物接触包含固化抗蚀剂区域和未固化抗蚀剂区域的抗蚀剂 涂布表面，所述组合物包含a. 碱度来源；和b. 以下结构的阳离子表面活性剂<formula>formula see original document page 3</formula>其中R，脂肪酸基；R2=-H、 -<:^12(:1120-或-CH2CH(CH3)0-R2=-H; R3=-H、 -CH2CH20|CH2CH(CH3)0-;当x2为0时R4=-H,当x2不为0时Rf烷基、芳基或烷芳基； 所有总和=总计为3 ~ 30的整数； 所有X2总和=总计为0~ 15的整数。
8. 如权利要求7所述的方法，其中Rt为选自由肉豆蔻酸、肉 豆蔻脑酸、十五烷酸、棕榈酸、棕榈油酸、^J旨酸、油酸、亚油 酸、a-亚油酸和任意或所有前述成分的混合物组成的组中的一种。
9. 如权利要求8所述的方法，其中所述组合物还包含一种或多 种选自由防泡剂和与水互溶的有机溶剂组成的组中的材料。
10. 如权利要求7、 8或9中任一所述的方法，其中R2为 -CH2CH(CH3)0-。
11. 如权利要求7、 8或9中任一所述的方法，其中R3为H或 -CH2CH(CH3)0-。
12. 如权利要求7、 8或9中任一所述的方法，其中所有x!的 总和为总计是15的整数；且所有X2的总和为总计是2的整数。
全文摘要
本发明涉及显影剂溶液和用法。本发明公开了一种用于抗蚀剂的显影的改良组合物和方法。所述方法包括将显影剂溶液与光敏抗蚀剂接触，所述显影剂溶液包含碱度来源以及阳离子表面活性剂，该表面活性剂为乙氧基化和/或丙氧基化牛油脂肪胺。所述改良过的显影剂溶液能更有效地从抗蚀剂涂布的表面上除去未固化的抗蚀剂。
文档编号G03F7/30GK101313252SQ200680043966
公开日2008年11月26日 申请日期2006年8月28日 优先权日2005年11月30日
发明者丹尼尔·J·哈特, 凤凯胜 申请人:麦克德米德有限公司