專利名稱：基片上的可光聚合干膜的濕層疊以及與濕層疊有關(guān)的組合物的制作方法
基片上的可光聚合干膜的濕層疊以及與濕層疊有關(guān)的組合物 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及將可光聚合的干膜(有時(shí)稱作光致抗蝕劑)層疊在基片上。 更具體地，本發(fā)明的濕層疊方法和組合物涉及改進(jìn)的濕層疊液體組合物及方 法，結(jié)果是改進(jìn)光致抗蝕劑的性能。
背景技術(shù)：
將干膜光致抗蝕劑施用于基片時(shí)
1. 可發(fā)生不希望有的空氣夾帶，特別當(dāng)層疊界面的表面是不規(guī)則的或者 是非平面時(shí)可發(fā)生上述現(xiàn)象；和
2. 不希望有的殘余材料(如，防銹殘余物，如，基片表面是銅或不銹鋼時(shí)) 會(huì)阻礙干膜的粘合，
因此，如果這樣的話，最終產(chǎn)品的電路圖案的電路線易于發(fā)生不希望有的 斷裂或其他缺陷。
一般來(lái)說(shuō)，已知濕層疊法(用于將光致抗蝕劑干膜施用于銅層疊物)。參見， 例如美國(guó)專利第4，976, 817號(hào)(Correa等)。但是，采用新一代電路板設(shè)計(jì)，電 路圖案會(huì)變得更小，因此，對(duì)空氣夾帶和不希望有的表面殘余物的允許水平更 低。因此，需要能用于干膜的濕層疊系統(tǒng)，該光致抗蝕劑具有改進(jìn)的性能，特 別是關(guān)于不希望有的空氣夾帶和不希望有的表面殘余物方面的性能。
發(fā)明概述
本發(fā)明涉及一種用于制造電路化基片的層疊系統(tǒng)。該層疊系統(tǒng)包括干膜光 致抗蝕劑和包括金屬(如，銅或不銹鋼)表面或非金屬表面的層疊基片。本發(fā)明 的層疊方法還包括包含水和表面能改進(jìn)劑的層疊液體。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)例的線分辨率圖； 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)例的分辨率圖；圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)例的制品的照片。 優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，采用常規(guī)或非常規(guī)的濕層疊方法，將干膜光 致抗蝕劑施用于銅層疊物的銅表面。在濕層疊方法中，將濕層疊液體施涂在光 致抗蝕劑干膜和基片表面之間。濕層疊液體是用來(lái)填充層疊在一起的兩層的表 面的任何不規(guī)則之處，因而阻止這兩層之間夾帶空氣。然后，可以使?jié)駥盈B液 體揮發(fā)或者將其除去。
本發(fā)明的濕層疊液體可以是基于水并且最多為50， 60， 70， 80， 90, 95， 96, 97, 98， 99, 99. 5或99. 9重量％的水。在一個(gè)實(shí)施方式中，在加入層疊液體 之前，水組分符合以下條件1. 不含不希望有的離子形式到足以使電阻率 (resistivity)至少為10°， 101， 102， 103， 104， 105， 106， 107， 108或109歐 姆；和2,溶解的氧含量小于15， 14， 12， 11， 10， 9， 8, 7， 6， 5， 4， 3， 2, 1或0. lppm。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的濕層疊液體包含至少一種表面改進(jìn)劑。在一個(gè)實(shí)施 方式中，表面能改進(jìn)劑是以下的一種或多種
1. 有機(jī)醇；
2. 有機(jī)磷酸酯；
3. 含氟醇，如
式中，R是氫、垸基，n是最大為25的正整數(shù)。
4.陰離子表面活性劑，如，基于硫酸根、磺酸根或羧酸根的陰離子的表
面活性劑，包括以下
a. 十二垸基硫酸鈉(SDS)，
b. 月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉(sodium laureth sulfate)(月桂基醚硫酸
鈉)，
c. 月桂基硫酸銨，和d. 烷基苯磺酸鹽，
e. 脂肪酸鹽，
f. 十二烷基硫酸鈉(SDS)，月桂基硫酸銨和其他垸基硫酸鹽
5. 陽(yáng)離子表面活性劑，如
a. 十六垸基三甲基溴化銨(CTAB)即十六烷基三甲基溴化銨，和其他烷基 三甲基銨鹽
b. 十六烷基氯化吡啶総(CPC)
c. 聚乙氧基化牛油胺(POEA)
d. 垸基芐基二甲基氯化銨(BAC)
e. 異辛基苯氧基乙氧基乙基芐基二甲基氯化銨(BZT)
6. 兩性離子(兩性)表面活性劑，如
a. 十二烷基甜菜堿
b. 十二烷基二甲基氧化胺
c. 椰油酰氨基丙基甜菜堿(cocaraidopropyl betaine)
d. N-(椰油酰氨基乙基)-N- (2-羥基乙基)甘氨酸鈉(coco ampho glycinate)
7. 非離子表面活性劑，如
a. 烷基聚(環(huán)氧乙烷)，
b. 聚(環(huán)氧乙烷)和聚(環(huán)氧丙垸)的共聚物(商業(yè)上稱作Poloxamer或 Poloxamine)
C.垸基多聚葡糖苷，包括
a. 辛基葡糖苷
b. 癸基麥芽糖苷
d. 脂肪醇，包括
a.十六烷(acetyl)醇 b，油醇
e. 椰油酰胺
8. 醚，如
a.二醇醚，包括乙二醇單丁基醚，乙二醇單苯基醚(苯基乙二醇)，二 甘醇單乙基醚，二甘醇單甲基醚，二甘醇單丁基醚，二甘醇二丁基醚，二甘醇 單苯基醚，丙二醇單丁基醚，丙二醇單苯基醚，二丙二醇單甲基醚，二丙二醇單乙基醚，二丙二醇單丁基醚，二丙二醇單苯基醚，三丙二醇單甲基醚，三丙 二醇單乙基醚，和二甘醇單乙基醚乙酸酯，
b.二醇醚的衍生物，包括丙二醇單甲基醚乙酸酯和二乙酸丙二醇酯。 在一個(gè)實(shí)施方式中，表面活性劑的存在量在以下數(shù)值之間(任選包括以下
數(shù)值)的范圍0.0001， 0.001， 0.005, 0.01， 0.02， 0.05， 0.08, 0.1， 0.2， 0.3， 0.4， 0.5， 0.6， 0.7， 0.8， 0.9, 1.0， 2.0， 3. 0和4. 0摩爾/升。 一般 而言，使用的表面活性劑量應(yīng)能夠足以使光致抗蝕劑干膜達(dá)到有效的表面潤(rùn) 濕，該量通常將依據(jù)選定的特定表面活性劑和干膜光致抗蝕劑的表面特性來(lái)變 化。但是，太多的表面活性劑可能導(dǎo)致在層疊過(guò)程中不希望有的起泡和/或絮 凝。在一個(gè)實(shí)施方式中，包含消泡劑，以確保在層疊期間不發(fā)生不希望有的起 泡。
在 一個(gè)實(shí)施方式中， 一般還要控制液體的PH，例如，通過(guò)加入達(dá)到最佳 PH所需量的堿性化合物，如氫氧化鈉或氫氧化鉀。在一個(gè)實(shí)施方式中，希望將 本發(fā)明的層疊液體的pH保持在以下數(shù)值的任何兩個(gè)數(shù)值之間(優(yōu)選包含這兩個(gè) 數(shù)值)的范圍之內(nèi)1.0， 2.0, 3.0， 4.0, 5.0， 6.0， 7.0, 8.0， 9.0, 10.0， 11.0 和12.0。本發(fā)明的層疊液體的pH可以使用任何已知的酸、堿或胺來(lái)調(diào)節(jié)，特 別是不含金屬離子的酸或堿，如氫氧化銨和胺，或硝酸、磷酸、硫酸，或有機(jī) 酸，以避免將不希望有的金屬組分引入該方法中。
在一個(gè)實(shí)施方式中，表面能改進(jìn)劑的存在量在0. 0001-3. 0摩爾/升范圍， 該液體的pH為3-11。
在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的層疊液體包含配位劑。有用的配位劑包括但 不限于酸如檸檬酸，乳酸，丙二酸，酒石酸，琥珀酸，乙酸，草酸，和其 他酸，以及氨基酸和氨基硫酸，磷酸，膦酸，以及它們的鹽。配位劑的存在 量為以下數(shù)值的任何兩個(gè)數(shù)值之間(任選包含這兩個(gè)數(shù)值)的量0.1， 0.2， 0.5， 0.7， 1.0, 2.0, 3.0， 4.0, 5-0， 6.0, 7.0， 8.0' 9. 0和10。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，層疊液體包括有機(jī)氨基化合物。有用的有機(jī)氨基化 合物包括烷基胺、醇胺、氨基酸、脲、脲的衍生物，以及它們的混合物。優(yōu)選 的有機(jī)氨基化合物是長(zhǎng)鏈烷基胺和醇胺。術(shù)語(yǔ)"長(zhǎng)鏈烷基胺"指有7 — 1 2或 更多碳原子的垸基胺，包括例如，壬胺和十二烷基胺。有用的醇胺的例子包括 但不限于單乙醇胺和三乙醇胺。有用的脲衍生物的例子包括但不限于聯(lián)二脲。 優(yōu)選的有機(jī)氨基化合物是長(zhǎng)鏈垸基胺，十二垸基胺。優(yōu)選的醇胺是三乙醇胺。有機(jī)氨基化合物的存在量可以為以下數(shù)值的任何兩個(gè)數(shù)值之間(任選包含
這兩個(gè)數(shù)值)的量0.1， 0.2， 0.5， 0.7， 1.0， 2.0, 3.0, 4.0， 5.0， 6.0， 7.0, 8. 0， 9. 0禾B 10重量％ 。
在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的層疊液體包含成膜劑。有用的成膜劑是含氮 環(huán)狀化合物，如
1. 噻唑，如
a. 咪唑，
b. 苯并三唑，
c. 苯并咪唑，
d. 苯并噻唑，和
e. 2-巰基苯并噻唑；
f. 甲基咪唑；
2. 噁唑，如4H-噁唑-5-酮；
3. 苯并吡唑，如n引唑；和
4. 它們的混合物，以及具有羥基、氨基、亞氨基、羧基、巰基、硝基和 垸基取代的基團(tuán)的衍生物，以及脲、硫脲等。
成膜劑的濃度可以在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，例如，其量在以下數(shù)值的任何 兩個(gè)數(shù)值之間(任選包含這兩個(gè)數(shù)值)0.01， 0.02， 0.05， 0.07， 0.1， 0.2， 0. 3. ， 0.4， 0.5， 0.6, 0.8， 0.9， 1.0， 2. 0和3. 0重量％。
一個(gè)實(shí)施方式中，成膜劑是苯并三唑("BTA")。但是，苯并三唑和取代 的苯并三唑往往在水中的溶解度很低，為了在水溶液中提供足夠濃度的苯并三 唑， 一般需要用至少1摩爾當(dāng)量的氧化劑來(lái)中和苯并三唑。(l摩爾非酸氧化劑 相當(dāng)于i摩爾苯并三唑。)適合用于本發(fā)明的層疊液體的氧化劑包括包含一種 或多種無(wú)機(jī)或有機(jī)過(guò)化合物(per-compound)的氧化劑。Hawley的簡(jiǎn)明化學(xué)詞典
(Condensed Chemical Dictionary)中將過(guò)化合物定義為包含至少一個(gè)過(guò)氧 基(一o-o-)的化合物或包含其最高氧化態(tài)的元素的化合物。包含至少一個(gè)過(guò) 氧基的化合物的例子包括但不限于過(guò)氧化氫和其加合物，如氫過(guò)氧化脲和過(guò) 碳酸酯，有機(jī)過(guò)氧化物，如過(guò)氧化芐基，過(guò)乙酸，和過(guò)氧化二叔丁基，單過(guò)硫 酸鹽(S0Z)， 二過(guò)硫酸鹽(S2 (V)，和過(guò)氧化鈉。
含其最高價(jià)氧化態(tài)的元素的化合物的例子包括但不限于高碘酸、高碘酸
鹽、高溴酸、高溴酸鹽、高氯酸、高氯酸鹽、過(guò)硼酸和過(guò)硼酸鹽以及高錳酸鹽。滿足電化學(xué)勢(shì)要求的非過(guò)化合物的例子包括但不限于溴酸鹽、氯酸鹽、鉻酸 鹽、碘酸鹽、碘酸和鈰(IV)化合物，如硝酸鈰銨。
優(yōu)選的氧化劑是過(guò)乙酸、氫過(guò)氧化脲、過(guò)氧化氫、單過(guò)硫酸、二過(guò)硫酸、 及其鹽，以及它們的混合物，包括脲和過(guò)氧化氫的混合物。
氧化劑的存在量為以下數(shù)值的任何兩個(gè)數(shù)值之間(任選包含這兩個(gè)數(shù)值)
的量0.3, 0.5, 0.8， 1,0， 2.0, 3.0， 4.0， 5.0， 6.0, 7.0， 8.0， 9.0' 10,
12, 14， 15， 16 ，17， 18， 19， 20， 25和30重量％。
除水外，本發(fā)明的濕層疊液體可以包含助溶劑，如以下
1. 醇，如
a. 異丙醇，
b. 2-丁氧基-乙醇-1，
c. 異丁醇，和
d. 1-丙醇
2. 酮類，如
a. 甲基異丁基酮，和
b. 異佛爾酮，
3. 烴溶劑，如 '
a. 苯
b. C5-10石蠟
非水性助溶劑的存在量為以下數(shù)值的任何兩個(gè)數(shù)值之間(任選包含這兩個(gè) 數(shù)值)的量0.1， .0.5， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9, 10， 12， 15或20重量 % 。存在非水性助溶劑能促進(jìn)對(duì)光致抗蝕劑干膜表面的潤(rùn)濕。
實(shí)施例
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，獲得以下結(jié)果。
1.在三種不同類型的層疊條件(千Lam =常規(guī)，濕Lam =使用DI水以及 具有作為DI水的添加劑的有機(jī)醇的濕Lam-S)下，在不銹鋼表面施用干膜光致 抗蝕劑(稱作"MX Advance 115")。獲得圖1分離的線分辨率(isolated line resolution)圖。如圖1所示，當(dāng)采用新的液體技術(shù)時(shí)，可觀察到顯著改善了 干膜粘合性。2. 將稱作"MX-5040"的干膜光致抗蝕劑施用在銅表面上，該銅表面含有一 定量的防銹劑。濕Lam-S再次能夠顯示改進(jìn)了分離的線分辨能力，如圖2的分 辨率圖所示。另外，濕Lam和濕Lam-S都提供了最佳圖像質(zhì)量，沒有發(fā)生干膜 隆起(lifting)(參見圖3照片)。
另外，圖3照片中，由于防銹劑，在干Lam時(shí)干膜發(fā)生隆起。 上面對(duì)本發(fā)明的討論僅是用來(lái)說(shuō)明，因此不構(gòu)成限制。對(duì)本發(fā)明的任何限 制都僅由所附權(quán)利要求書來(lái)提供。
權(quán)利要求
1. 一種層疊系統(tǒng)，其中a. 包含水和助溶劑的層疊液體，助溶劑量為該液體的0.1-20重量％，助溶劑是醇類、酮類、烴或它們的組合，和b. 該液體包含表面能改進(jìn)劑，改進(jìn)劑量為0.0001-4.0摩爾/升，液體的pH為3-11。
2. 如權(quán)利要求l所述的層疊系統(tǒng)，其特征在于，表面能改進(jìn)劑包含以下 的至少一種a. 有機(jī)醇；b. 有機(jī)磷酸酯；c. 含氟醇，d. 陰離子表面活性劑，如，基于硫酸根、磺酸根或羧酸根的陰離子的表面 活性劑，e. 陽(yáng)離子表面活性劑，f. 兩性離子(兩性)表面活性劑，和g. 椰油酰胺，和h. 醚。
全文摘要
本發(fā)明涉及能用于將可光聚合膜濕層疊在電路板上或其他基片上的方法的層疊液體。該層疊系統(tǒng)包括1)干膜光致抗蝕劑，2)層疊物，該層疊物包含i)銅，ii)不銹鋼，iii)表面上的非金屬，3)層疊液體和4)在該層疊物上施涂液體的器件。層疊液體包含水和表面能改進(jìn)劑。表面能改進(jìn)劑的存在量在0.0001-3.0摩爾/升范圍，液體的pH為3-11。
文檔編號(hào)B32B37/00GK101430507SQ200810213708
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者P·G·C·T·D·喬治, 余成之 申請(qǐng)人:E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司