本發(fā)明涉及一種用于銅膜的光刻膠組合物，其用于形成光刻膠圖案時在銅膜基板上的蝕刻性能得到大大提高，從而提高了與基板的附著力且電路線寬均勻性優(yōu)秀，能夠實現信號傳遞特性及布線寬度減小、高分辨率，進而可以提高各種元件的性能。

背景技術：

如液晶顯示器電路或者半導體集成電路等，為了形成微細電路圖案，首先在形成于基板的絕緣膜或導電金屬膜上均勻地涂覆或涂布光刻膠組合物，并在預定形狀的掩膜存在下，對涂覆的光刻膠組合物進行曝光及顯影，以形成所要形狀的圖案。然后，將形成上述圖案的光刻膠膜用作掩膜來蝕刻金屬膜或絕緣膜，再移除殘留的光刻膠膜，從而在基板上形成微細電路。

最近，上述基板適用銅膜，而上述銅膜價格相對低廉，并且由于電阻率低，信號失真及干擾較少，從而可以提高信號傳遞特性，因此銅膜的使用正在逐步推廣。

然而，銅不同于鋁難以進行干式蝕刻，因此不可能實現圖案化，并且與基板的附著力低以及電路線寬均勻性低，從而導致分辨率下降。另外，以往為了形成光刻膠圖案而使用的包含普通高分子樹脂、感光性化合物及溶劑的光刻膠組合物，其在提高蝕刻性能方面受到限制，而且電路線寬均勻性有可能下降。因此，需要一種在用于實現高分辨率、高集成化的銅膜中的蝕刻性能以及與基板的附著力等得到提高的新光刻膠組合物。

技術實現要素：

技術問題

本發(fā)明的目的是提供一種用于銅膜的光刻膠組合物，其在適用銅膜的各種元件的銅膜基板上提高蝕刻性能，使得與基板的附著力及電路線寬均勻性皆優(yōu)秀。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于銅膜的光刻膠組合物，其能夠實現在銅膜基板上的信號傳遞特性及布線寬度減小、高分辨率等。

技術方案

本發(fā)明提供一種用于銅膜的光刻膠組合物，其包含：酚醛清漆樹脂5重量％至30重量％；二疊氮(diazide)類感光性化合物2重量％至10重量％；由以下化學式1表示的噻二唑(thiadiazole)類化合物0.005重量％至0.8重量％；以及余量有機溶劑。

[化學式1]

在上述化學式1中，R₁和R₂分別獨立地表示氫、具有1至20個碳原子的烷基、氨基或巰基，此時上述R₁和R₂中的一個是巰基。

另外，在本發(fā)明中，上述噻二唑類化合物的含量以光刻膠組合物的總重量計，優(yōu)選為0.01重量％至0.55重量％。

在上述化學式1中，R₁可為具有1至4個碳原子的烷基或氨基，R₂可為巰基。

上述酚醛清漆樹脂可以是將間甲酚與對甲酚進行反應而得到的樹脂。

上述二疊氮類感光性化合物可包含2,3,4-三羥基二苯甲酮-1,2-二疊氮基萘醌-5-磺酸酯(2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate)、2,3,4,4’-四羥基二苯甲酮-1,2-二疊氮基萘醌-5-磺酸酯或它們的混合物。

上述有機溶劑可包含選自丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、2-甲氧基乙酸乙酯、丙二醇單甲醚、甲基乙基酮、甲基異丁基酮及1-甲基-2-吡咯烷酮中的一種以上溶劑。

此外，在本發(fā)明中，上述光刻膠組合物可用于形成液晶顯示元件(LCD)、發(fā)光二極管元件(LED)或等離子顯示面板(PDP)的銅膜基板。

有益效果

根據本發(fā)明的光刻膠組合物，其在銅膜基板上提高蝕刻性能，使得與基板的附著力及電路線寬均勻性皆優(yōu)秀。因此，在工業(yè)現場將銅膜基板上的蝕刻偏差(etch bias)降到最低，從而容易實現信號傳遞特性及布線寬度減小、高分辨率等。

附圖說明

圖1為實施例1至6的掃描式電子顯微鏡照片。

圖2為實施例7至10的掃描式電子顯微鏡照片。

圖3為比較例1至4的掃描式電子顯微鏡照片。

具體實施方式

下面更詳細地描述本發(fā)明。本說明書及權利要求書中使用的術語或單詞的含義不能被限制在一般或辭典上的含義，為了以最佳方法描述自己的發(fā)明，發(fā)明人可適當地定義術語的概念，在此原則上，應以符合本發(fā)明技術思想的含義和概念來解釋。

另外，在說明書中使用的“包含”不是具體指某一特性、領域、整數、步驟、動作、要素和/或成分，而排除其它特性、領域、整數、步驟、動作、要素和/或成分的存在或附加。

此外，本發(fā)明說明書中記載的光刻膠組合物可以表示感光性樹脂組合物。

根據本發(fā)明的一個實施方案提供一種用于銅膜的光刻膠組合物，其包含：酚醛清漆樹脂5重量％至30重量％；二疊氮類感光性化合物2重量％至10重量％；由以下化學式1表示的噻二唑類化合物0.005重量％至0.8重量％；以及余量有機溶劑。

[化學式1]

在上述化學式1中，R₁和R₂分別獨立地表示氫、具有1至20個碳原子的烷基、氨基或巰基，此時上述R₁和R₂中的一個是巰基。

如上所述，以往適用于銅膜基板時蝕刻性能下降，因而與基板的附著力降低，并且難以實現高分辨率。因此，本發(fā)明中使用化學式1的噻二唑類化合物，并將含量限制為非常少量，藉此相對于以往改善蝕刻性能，從而可以大大提高與基板的附著力。由此，本發(fā)明可易于形成圖案中的微細線寬，而且電路線寬均勻性優(yōu)秀，從而可以提供信號傳遞特性得到提高且能夠實現高分辨率的各種元件。

下面，對本發(fā)明的光刻膠組合物的各成分(包含化學式1的噻二唑類化合物)進行說明。

噻二唑類化合物

為了相對于以往提高在包含銅膜的基板上的蝕刻性能，本發(fā)明中特別使用化學式1的噻二唑類化合物。

此時，在化學式1的噻二唑類化合物中，上述R₁和R₂中的一個應包含巰基，才可以發(fā)揮提高與基板的附著力及電路線寬均勻性的性能。

因此，根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，在上述化學式1中，R₁為具有1至4個碳原子的烷基或氨基時，優(yōu)選地R₂為巰基。

尤其，本發(fā)明的特征在于，使用化學式1的噻二唑類化合物時少量包含噻二唑類化合物，噻二唑類化合物的含量以光刻膠組合物的總重量計為0.005重量％至0.8重量％。更優(yōu)選地，上述化學式1的噻二唑類化合物以光刻膠組合物的總重量計含量可為0.01重量％至0.55重量％。

上述化學式1的噻二唑類化合物的含量不足0.005重量％時，由于其含量過少，不僅無法提高蝕刻性能，而且也不能發(fā)揮改善與基板的附著力的效果。此外，上述噻二唑類化合物的含量超出0.8重量％時，在形成基板上的微細線寬方面存在問題。

酚醛清漆樹脂

另外，本發(fā)明的光刻膠組合物中包含的酚醛清漆樹脂可以使用現有光刻膠組合物中使用的普通堿溶性樹脂。

具體地，上述酚醛清漆樹脂可以是將酚類化合物和醛類化合物或酮類化合物在酸性催化劑下進行縮聚反應而得到的樹脂。例如，作為上述酚醛清漆樹脂可使用間甲酚單獨合成的酚醛清漆樹脂、對甲酚單獨合成的酚醛清漆樹脂、使用間苯二酚的酚醛清漆樹脂、將水楊醛和苯甲醛進行反應而制成的酚醛清漆樹脂、將間甲酚、對甲酚、間苯二酚等混合后進行反應而制成的酚醛清漆樹脂等。

作為上述酚類化合物的具體示例可舉出苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、2,3-二甲基苯酚、3,4-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚、2,4-二甲基苯酚、2,6-二甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚、2-叔丁基苯酚、3-叔丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、2-甲基間苯二酚、4-甲基間苯二酚、5-甲基間苯二酚、4-叔丁基鄰苯二酚、2-甲氧基苯酚、3-甲氧基苯酚、2-丙基苯酚、3-丙基苯酚、4-丙基苯酚.2-異丙基苯酚、2-甲氧基-5-甲基苯酚、2-叔丁基-5-甲基苯酚、百里香酚或異百里香酚(isothymol)等，它們分別可以單獨或混合使用。

作為上述醛類化合物的具體示例可舉出甲醛、福爾馬林、多聚甲醛、三聚甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、苯乙醛、α-苯基丙醛、β-苯基丙醛、鄰羥基苯甲醛、間羥基苯甲醛、對羥基苯甲醛、鄰氯苯甲醛、間氯苯甲醛、對氯苯甲醛、鄰甲基苯甲醛、間甲基苯甲醛、對甲基苯甲醛、對乙基苯甲醛、對正丁基苯甲醛或對苯二甲酸醛(terephthalic acid aldehyde)等，它們分別可以單獨或混合使用。

作為上述酮類化合物的具體示例可舉出丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二苯基酮(diphenylketone)，它們分別可以單獨或混合使用。

上述酸性催化劑有硫酸、鹽酸、甲酸、乙酸、草酸等。

根據本發(fā)明一實施例，上述酚醛清漆樹脂可以是將間甲酚和對甲酚以2:8至8:2的重量比混合后進行反應而得到的樹脂。更具體地，上述酚醛清漆樹脂可以是將間甲酚和對甲酚以8:2的重量比進行反應而得到的酚醛清漆樹脂、將間甲酚和對甲酚以6:4的重量比進行反應而得到的酚醛清漆樹脂或它們的混合物。

在本發(fā)明的光刻膠組合物中，上述酚醛清漆樹脂的含量相對于總光刻膠組合物可為約5重量％至約30重量％。當上述酚醛清漆樹脂的含量不足5重量％時，無法得到一定厚度以上的涂膜，或者因涂膜內部的流動性大而容易產生污斑，當超出30重量％時，無法得到一定厚度以下的涂膜，或者導致涂膜不均勻。

二疊氮類感光性化合物

在本發(fā)明的光刻膠組合物中，上述二疊氮類感光性化合物可以是將多羥基二苯甲酮、1,2-二疊氮基萘醌及2-重氮-1-萘酚-5-磺酸等化合物進行反應而制成的化合物。例如，上述二疊氮類感光性化合物可以是將三羥基二苯甲酮和2-重氮-1-萘酚-5-磺酸進行酯化反應而制成的2,3,4-三羥基二苯甲酮-1,2-二疊氮基萘醌-5-磺酸酯；或者將四羥基二苯甲酮和2-重氮-1-萘酚-5-磺酸進行酯化反應而制成的2,3,4,4’-四羥基二苯甲酮-1,2-二疊氮基萘醌-5-磺酸酯，它們可以單獨或混合使用。而且，混合使用上述例示的二疊氮類化合物時混合比率不受特別限制，可按所屬領域的技術人員熟知的比例進行混合。

在本發(fā)明的光刻膠組合物中，上述二疊氮類感光性化合物的含量相對于總光刻膠組合物可為約2重量％至約10重量％。當上述二疊氮類感光性化合物的含量不足2重量％時，會導致殘膜率下降且與基板的附著力降低，當超出10重量％時，會造成感光速度變慢且顯影對比度變高。

有機溶劑

在本發(fā)明的光刻膠組合物中，有機溶劑可使用現有光刻膠組合物中使用的普通有機溶劑。例如，可以使用能夠將本發(fā)明之光刻膠組合物的各成分溶解且易于形成涂膜的乙二醇醚(glycol ether)類、乙二醇烷基醚醋酸酯(ethylene glycol alkyl ether acetate)類或二乙二醇(diethylene glycol)類等。優(yōu)選地，上述有機溶劑可使用選自丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、2-甲氧基乙酸乙酯、丙二醇單甲醚、甲基乙基酮、甲基異丁基酮及1-甲基-2-吡咯烷酮中的一種以上溶劑。

在本發(fā)明的光刻膠組合物中，上述有機溶劑的含量可以是總光刻膠組合物中除上述酚醛清漆樹脂、二疊氮類感光性化合物及化學式1的噻二唑類化合物之外的余量。優(yōu)選地，相對于總光刻膠組合物，上述有機溶劑可以使用約80重量％至約90重量％，更優(yōu)選為約86重量％至87重量％。

此外，本發(fā)明的光刻膠組合物根據需要還可以包含常規(guī)添加劑，用以提高光刻膠的感光性。更具體地，上述光刻膠組合物根據需要還可以包含著色劑、染料、增塑劑、促粘劑、表面活性劑、抗條紋劑等添加劑。本發(fā)明的光刻膠組合物中加入這些添加劑時，其含量不受特別限制，在不會降低整個組合物的物理性能且可以改善性能的范圍內，可按常規(guī)的含量范圍添加。

隨著利用本發(fā)明的光刻膠組合物，與以往相比在銅膜基板上的蝕刻性能大大提高，從而與基板的附著性得到提高，而且顯示出高感光性，進而能夠形成高分辨率及線寬均勻性高的光刻膠圖案。因此，本發(fā)明的光刻膠組合物可適用于液晶顯示元件(LCD)或發(fā)光二極管元件(LED)等元件的覆銅基板上。

光刻膠圖案的形成方法

根據本發(fā)明的另一個方面提供一種利用上述光刻膠組合物的光刻膠圖案形成方法。

本發(fā)明的光刻膠圖案形成方法包含以下步驟：在基板或膜上涂布上述光刻膠組合物；以及對涂布有上述光刻膠組合物的區(qū)域選擇性地進行曝光及顯影。

根據本發(fā)明一實施例，涂布上述光刻膠組合物的對象可以是基板。上述基板可以是覆銅玻璃基板，基板中根據需要可進一步包含選自硅、鋁、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、鉬、二氧化硅、被摻雜的二氧化硅、氮化硅、鉭、多晶硅、陶瓷、鋁/銅混合物及聚合樹脂中的物質。

上述光刻膠組合物可通過常規(guī)涂布方法(包含浸涂、噴涂、旋涂)涂布在基板或膜上。

根據本發(fā)明一實施例，對涂布有光刻膠組合物的基板還可以進行軟烘烤(soft baking)。上述軟烘烤工藝是為了去除包含在光刻膠組合物中的有機溶劑而進行加熱的步驟。

接著，針對涂布有上述光刻膠組合物的區(qū)域，利用掩膜圖案等只對所希望的部分選擇性地進行曝光(exposure)。對于上述曝光工藝，將掩膜圖案置于基板和光源之間，使來自光源的光線僅透射到沒有圖案的部分，從而使光刻膠組合物感光。

曝光之后，對上述光刻膠組合物進行顯影(development)，從而形成光刻膠圖案。

將上述曝光的基板充分地浸漬于堿性顯影水溶液中，直至曝光部位的光刻膠膜全部或大部分被溶解。此時，上述顯影水溶液優(yōu)選使用含有堿性氫氧化物、氫氧化銨或氫氧化四甲基銨(tetramethylammonium hydroxide)的水溶液。

將曝光部位被溶解去除后的基板從顯影液取出清洗及干燥，即可形成所要形狀的光刻膠圖案。

根據本發(fā)明一實施例，在上述顯影及清洗工藝后，還可以選擇性地進行一般的硬烘烤(hard baking)步驟。

接下來，為了底部基板或膜的圖案化，對上述光刻膠圖案所露出的基板或膜利用常規(guī)的銅蝕刻液進行蝕刻工藝，以形成所要的圖案。

根據利用本發(fā)明的光刻膠組合物的圖案化方法，蝕刻性能得到提高，與以往相比圖案形狀優(yōu)秀，并且附著力得到提高，可以形成與基底材料的附著性高且具有高分辨率及均勻線寬的光刻膠圖案。

下面給出了優(yōu)選實施例，以便有助于理解本發(fā)明。然而，下列實施例只是用于例示本發(fā)明，而不是用于限制本發(fā)明。

<實施例1至8及比較例1至4>

使用間甲酚和對甲酚的重量比為5:5的酚醛清漆樹脂、感光性化合物(2,3,4-三羥基二苯甲酮-1,2-二疊氮基萘醌-5-磺酸酯和2,3,4,4’-四羥基二苯甲酮-1,2-二疊氮基萘醌-5-磺酸酯為3:7重量份的混合物)、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)溶劑、及化學式1的噻二唑類化合物，并按下表1的重量將各成分均勻混合而制成光刻膠組合物。

<實驗例>

確認在銅基板上的蝕刻性能及是否產生殘留物質

將實施例及比較例中制成的各光刻膠組合物利用狹縫式涂布以一定速度涂布在覆銅玻璃基板上后，改變真空干燥壓力來進行減壓干燥60秒鐘，再將上述基板在110度下加熱干燥150秒鐘，從而形成厚度為1.90μm的薄膜。然后，測定上述薄膜的厚度均勻性，并使用曝光機進行曝光，再用含有氫氧化四甲基銨的水溶液在室溫下顯影65秒鐘，從而形成圖案。

對形成有圖案的銅基板使用常規(guī)的未含過氧化氫的銅蝕刻液進行蝕刻工藝。將進行蝕刻的基板利用掃描式電子顯微鏡照片SEM測定蝕刻偏差(etch bias)，其結果如表1所示。另外，實施例1至10的掃描式電子顯微鏡照片結果分別示于圖1至2中。比較例1至4的掃描式電子顯微鏡照片結果示于圖3中。

【表1】

注)

噻二唑類化合物1：在化學式1中，R₁＝氨基，R₂＝巰基。

噻二唑類化合物2：在化學式1中，R₁＝甲基，R₂＝巰基。

噻二唑類化合物3：在化學式1中，R₁＝氨基，R₂＝甲基。

從上述表1及圖1至3的結果可知，本發(fā)明的實施例1至10與比較例1至4相比蝕刻性能得到提高。而且，從表1可知，靠近噻二唑類化合物0.005重量％至0.8重量％的上限值和下限值范圍的實施例1(噻二唑類化合物為0.006重量％的情形)及實施例10(噻二唑類化合物為0.75重量％的情形)均沒有產生殘留物質，而且與比較例相比蝕刻偏斜(Etch Skew)優(yōu)秀。

另外，在本發(fā)明中，銅基板上形成圖案后沒有殘留物質，但比較例存在殘留物質，從而造成電路性能下降。

尤其，如圖3所示，雖然比較例2至3包含本申請的化學式1的物質，但其含量過多，因此無法蝕刻。