[发明专利]一种正性光刻胶用显影液及其应用

说明书

本发明公开了一种正性光刻胶用显影液，主要组分包含碱源、润湿分散剂、金属保护剂、水和显影增强剂，显影增强剂为选自硼酸、C2～C4的羟基酸中的一种或两种的组合，碱源与显影增强剂的摩尔比为1：（0.05～0.2）。本发明正性光刻胶用显影液通过加入显影增强剂，形成碱性的缓冲溶液，调节显影液中氢氧根的初始浓度，随着氢氧根的持续消耗，推动了缓冲溶液物质水合反应的进行生成氢氧根，显影速度适中。本发明还公开了正性光刻胶用显影液的制备方法及应用。

技术领域

本发明涉及显影液技术领域，具体涉及一种正性光刻胶用显影液及其制备方法和应用。

背景技术

在平板显示领域中，包括等离子体显示 (PDP)、液晶显示 (LCD) 及有机电致发光(OLED) 等制备工艺过程中，为获得所需要的各种精细图像，需要利用光刻胶(PhotoResistor) 涂布在基板上形成薄膜之后以光罩遮挡并进行曝光，再以碱性显影液显像，除去未曝光的部分，以此获得所需要的图像。光刻胶由树脂、感光化合物、添加剂、溶剂组成的组合物，受紫外光曝光后，在显影液中的溶解度会发生变化。大多数正性光刻胶溶于强碱，显影剂采用强碱性有机碱溶液。典型工业用显影剂为氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、碳酸钾或其他有机胺类物质等。

随着芯片后段封装技术的不断发展，光刻胶的厚度近些年略有增加，最厚达到20微米左右，传统的显影液对于厚度5微米左右的光刻胶显影效果优良，但用于20微米左右的光刻胶层，显影过程中非常容易出现大量的显影残渣、图案分辨率不高等大量显影不良问题。

CN 105589304 A中公开了一种正性光刻胶用显影液，其由强碱缓冲体系、分散剂和水组成，强碱缓冲体系与所述的分散剂的质量比为2 ~ 5:1，分散剂的质量为所述的显影液总质量的0.5% ~5%，强碱缓冲体系为选自四甲基氢氧化铵、氢氧化钾、硼酸钾、碳酸钾、碳酸钠中的任意两种；CN 105589303 A中也公开了一种用于厚膜光刻胶的高容量显影液组合物，该组合物同时含有KOH或者Na₂SiO₃ 1～10%，显影缓冲剂偏硼酸钾1～4%，显影加速剂0.1～2%，炔二醇表面活性剂SF-440 0 .01～0 .05%，醚改性硅氧烷消泡剂0 .005～1%。上述两种方案均以碱或者强碱弱酸盐为碱源，加入具有润湿分散作用的物质，加速碱液对与感光树脂的溶解速率。前一方案中感光树脂与氢氧根反应后，反应产物向显影液中的迁移速度较慢，易出现局部显影不净的现象；后一方案中的显影加速剂具体为醇醚、亚砜及吡咯等杂环类水溶性有机溶剂，作用在于调节显影液的显影速度。后一方案中的显影加速剂对感光树脂具有一定的溶解能力，虽然能够加速显影，侧蚀较多，显影的侧壁不垂直。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种具有合适显影速率、显影后光刻胶残留缺陷少的正性光刻胶用显影液。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种正性光刻胶用显影液，其特征在于，主要组分包含碱源、润湿分散剂、金属保护剂、水和显影增强剂，显影增强剂为选自硼酸、C2～C4的羟基酸中的一种或两种的组合，碱源与显影增强剂的摩尔比为1：（0.05～0.2）。

显影增强剂与碱反应，生成强碱弱酸盐，有助于降低显影液对整形光刻胶溶解的初速率，感光树脂与氢氧根的中和产物的表面具有亲水基团，具有羟基的显影增强剂可以使显影液中的水分子氢键网状结构变得松散，加速中和产物脱离光刻胶膜反应界面，最终保证显影液对光刻胶的溶解速率相对适中。

优选的技术方案为，碱源为四烷基氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠、C2～C4的羟基酸钠盐、C2～C4的羟基酸钾盐中一种或两种以上的组合。

显影增强剂与碱源的配比决定了显影液中氢氧根的浓度，为了进一步稳定显影液中氢氧根的浓度及其对正性光刻胶的溶解速率，优选的技术方案为，显影液中碱源的重量百分比分别为1～10%。

优选的技术方案为，碱源为氢氧化钾和α-羟基酸钾组合而成，碱源中氢氧化钾的重量百分比为80～95%。