本發(fā)明涉及在制造半導(dǎo)體裝置、平板顯示器、LED、倒扣封裝、刺頭及精密傳感器使用的光刻膠顯影液領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

光刻膠(又稱光致抗蝕劑)是指通過紫外光、準(zhǔn)分子激光、電子束、離子束、X射線等光源的照射或輻射，其溶解度發(fā)生變化的耐蝕刻薄膜材料。顯影就是去處已曝光光刻膠的工藝過程。為了避免光刻膠因其他可能的副反應(yīng)而改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，曝光后應(yīng)盡快進(jìn)行顯影。常常使用顯影液對(duì)光刻膠進(jìn)行顯影處理。

現(xiàn)有常見的顯影液組成物，一般是表面活性劑、堿性化合物和水的組合，其顯影處理的目的一般是為了獲得無殘?jiān)?、顯影精度高的圖形。如

ZL2009100839491涉及一種平板顯示用顯影液，該顯影液由季胺鹽和非離子表面活性劑組成，顯影效果良好，操作溫度寬。ZL2010101390849涉及一種低張力正膠顯影液，由四甲基氫氧化銨、非離子表面活性劑聚氧乙烯醚組成，壽命長。ZL2012800148351涉及一種形成微細(xì)圖案時(shí)不發(fā)生倒塌的顯影液以及該顯影液圖案制作方法，該顯影液由醋酸丁酯和醇類組成。ZL201210461049.8涉及一種負(fù)性光刻膠顯影液極其應(yīng)用，該顯影液適合于TFT-LCD行業(yè)中彩膜負(fù)性光刻膠的顯影。ZL2011102438981涉及一種光致抗蝕劑顯影液及制備方法，該顯影液無殘?jiān)?，泡沫少?/p>

也有的顯影液是為了獲得更寬泛的操作溫度范圍，如CN201110243898.1公開了一種光致蝕刻劑用顯影液及其制備方法與應(yīng)用。該顯影液包括有機(jī)堿性物質(zhì)、非離子表面活性劑、式I所示聚乙二醇全氟辛酸酯和水，無需添加消泡劑，具有顯影性能好、低泡沫、無殘?jiān)?、操作溫度范圍寬等特點(diǎn)。CN200710180521.X開了一種熱敏陽圖CTP版用顯影液。該顯影液含有：(A)10-40重量份的二乙醇胺、三乙胺、三乙醇胺、堿金屬的氫氧化物、堿金屬硅酸鹽、堿金屬磷酸鹽中的至少一種堿性化合物。具有容許操作溫度范圍廣、圖文部分密度穩(wěn)定性好、通用性好、抗疲勞性高等有優(yōu)點(diǎn)。CN200910083949.1公開了一種平板顯示用顯影液，該顯影液具有顯影性能好、無殘?jiān)?、操作溫度范圍寬、環(huán)境污染少等特點(diǎn)。

很少有文獻(xiàn)或者期刊涉及到顯影液工藝余度的改進(jìn)問題。所謂工藝余度就是指在一個(gè)顯影工藝處理過程中，生產(chǎn)工藝通過改變不同的溫度、顯影時(shí)間及顯影液濃度等各種工藝條件，顯影液仍然能夠保持其性能的穩(wěn)定性。現(xiàn)有技術(shù)在對(duì)不同光刻膠進(jìn)行先后顯影處理后，顯影液每對(duì)一種光刻膠顯影處理后，其顯影性能會(huì)變得不穩(wěn)定，顯影效果逐漸變差，必須對(duì)撤換使用后的顯影液，更換新的顯影液才能夠進(jìn)行新光刻膠的顯影處理，而無法只通過調(diào)整曝光量及膜厚來用于多種光刻膠的處理，此種顯影液的工藝余度較差，適應(yīng)的光刻膠種類有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種光刻膠顯影液，該光刻膠顯影液具有優(yōu)良的工藝余度，能夠僅僅通過調(diào)整曝光量及膜厚來用于多種光刻膠的處理，顯影時(shí)效長、顯影的適用范圍寬，并且該顯影液在應(yīng)對(duì)不同各種光刻膠時(shí)，其顯影效果良好，顯影效率和顯影精度高，顯影穩(wěn)定性好，并且能夠縮短起泡時(shí)間。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種光刻膠顯影液，包括水、非離子表面活性劑和無機(jī)堿，非離子表面活性劑包括蓖麻油聚氧乙烯醚、式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物，

本發(fā)明的顯影液能夠在一次顯影過程中，處理不同的光刻膠，而維持顯影液性能的穩(wěn)定，使得各個(gè)光刻膠的顯影圖形清晰，顯影精度高，顯影處理過程中，能夠只通過改變不同的曝光量和膜厚度，而獲得不同的光刻膠的高顯影精度，提高了顯影液工藝余量，擴(kuò)大了其適用范圍。

無機(jī)堿為KOH。氫氧化鉀在顯影處理過程中，能夠?qū)︼@影性能的穩(wěn)定做出一定的貢獻(xiàn)。

無機(jī)堿的質(zhì)量為光刻膠顯影液總質(zhì)量的3-5％，非離子表面活性劑的質(zhì)量為光刻膠顯影液總質(zhì)量的1-10％，余量為水。在此重量范圍的無機(jī)堿和非離子表面活性劑能夠在一次顯影過程中，提高各個(gè)不同的光刻膠的顯影精度、減小消泡時(shí)間，使得低泡能夠在30s內(nèi)完全消失，此范圍內(nèi)顯影適中，不會(huì)過顯影或者顯影不及，并且顯影液在-5～40℃條件儲(chǔ)存及使用均無藥液分層現(xiàn)象，最長有效儲(chǔ)存期可達(dá)2年，穩(wěn)定性高。

無機(jī)堿的質(zhì)量為光刻膠顯影液總質(zhì)量的3.5-4.5％。當(dāng)無機(jī)堿的質(zhì)量在此范圍內(nèi)時(shí)，圖形的線寬和taper角度能夠保持在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，顯影效果高效而穩(wěn)定。

非離子表面活性劑的質(zhì)量為刻膠顯影液總質(zhì)量的6-10％。

n為小于等于10的整數(shù)。

n＝1或2。當(dāng)n的取值在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，由于c的個(gè)數(shù)較小，可能使得空間位阻相對(duì)變小，而使得顯影效果更佳。

蓖麻油聚氧乙烯醚、式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物之間的重量比為1-3:5。在此范圍內(nèi)的光刻膠的線寬的變化范圍值恒定在0.2微米以內(nèi)，說明光刻膠的顯影效果更好、顯影誤差小。

本發(fā)明中的光刻膠顯影液中的通式I化合物為現(xiàn)有化合物，為山慈姑苷經(jīng)過酯水解、再酯化加成而得。

蓖麻油聚氧乙烯醚、式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物之間的重量比為3:5。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明的顯影液具有優(yōu)良的工藝余度，能夠僅僅通過調(diào)整曝光量及膜厚來用于多種光刻膠的處理，顯影時(shí)效長、顯影的適用范圍寬；

2、本發(fā)明的顯影液在應(yīng)對(duì)不同顯影時(shí)間的各種光刻膠時(shí)，其顯影效果良好，顯影效率和顯影精度高，顯影穩(wěn)定性好，并且能夠縮短起泡時(shí)間。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

以添加物的配比變化，制備顯影液實(shí)施例1-10，其中顯影液取通式為I中n全取1。實(shí)施例11中顯影液取通式為I中n取2。實(shí)施例中的各試劑均能通過市售獲得。蓖麻油聚氧乙烯醚可以為EL-10、12、20、30、40系列。

實(shí)施例1

顯影液取非離子表面活性劑5重量份和無機(jī)堿3重量份，水為92重量份。無機(jī)堿為常見堿金屬氫氧化物、弱堿性化合物等。為方便比較實(shí)施例全部選取氫氧化鉀作為顯影液的堿性化合物。

實(shí)施例2

顯影液取非離子表面活性劑8重量份和氫氧化鉀5重量份，水為87重量份。

實(shí)施例3

顯影液取非離子表面活性劑6重量份和氫氧化鉀3.5重量份，水為90.5重量份。

實(shí)施例4

顯影液取非離子表面活性劑10重量份和氫氧化鉀4.5重量份，水為85.5重量份。

實(shí)施例5

顯影液取非離子表面活性劑1重量份和氫氧化鉀3重量份，水為96重量份。

實(shí)施例6

顯影液取非離子表面活性劑6重量份和氫氧化鉀4.4重量份，水為89.6重量份。

實(shí)施例7

顯影液取非離子表面活性劑6重量份和氫氧化鉀3.6重量份，水為89.4重量份。

實(shí)施例8

顯影液取非離子表面活性劑6重量份和氫氧化鉀4.5重量份，水為89.5重量份。

實(shí)施例9

顯影液取非離子表面活性劑6重量份和氫氧化鉀4.0重量份，水為90重量份。非離子表面活性劑中，蓖麻油聚氧乙烯醚、式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物之間的重量比為1:5。

實(shí)施例10

顯影液取非離子表面活性劑10重量份和氫氧化鉀4.0重量份，水為86重量份。非離子表面活性劑中，蓖麻油聚氧乙烯醚、式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物之間的重量比為3:5。

實(shí)施例11

顯影液取非離子表面活性劑10重量份和氫氧化鉀4.0重量份，水為86重量份。非離子表面活性劑中，蓖麻油聚氧乙烯醚、式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物之間的重量比為3:5，n＝2。

為說明本發(fā)明的顯影液的顯影能力，發(fā)明人做了公知的顯影實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法：將50ml顯影液放入燒杯，震蕩1min，每隔1min量測(cè)泡沫高度，直至泡沫消失，震蕩一分鐘后靜置。評(píng)估了完全顯影時(shí)的圖形情況、泡沫變化情況，與現(xiàn)有技術(shù)1：CN200910083949.1中的顯影液；現(xiàn)有技術(shù)2：ZL2010101881253中的顯影液進(jìn)行對(duì)比，見下表。

得出的顯影效果如表1。

表1顯影效果：殘?jiān)舸妗D形邊緣清晰是否有毛疵

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的工藝余度寬：

本發(fā)明將正常顯影時(shí)間為80s的光刻膠進(jìn)行顯影時(shí)間的正負(fù)20s內(nèi)的調(diào)整，以同一濃度范圍為例測(cè)試顯影效果。以實(shí)施例2-5為例，線寬為20微米的圖形進(jìn)行顯影處理測(cè)試其40-80s范圍內(nèi)的線寬。

表2線寬為20微米的圖形顯影效果

從上表可以看出，在60s-100s的顯影時(shí)間內(nèi)，光刻膠的效果基本能夠得以保持，工藝操作余量寬，顯影液具有這樣的性能，可以根據(jù)不同光刻膠的不同顯影時(shí)效和膜厚度的要求，進(jìn)行不同光刻膠的同一顯影液的一次性顯影處理，提高了處理適用范圍。

為進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果，設(shè)置對(duì)比例1：顯影液取非離子表面活性劑10重量份和氫氧化鉀4.0重量份，水為86重量份。非離子表面活性劑中，蓖麻油聚氧乙烯醚、式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物之間的重量比為1:6。對(duì)比例2：顯影液取非離子表面活性劑10重量份和氫氧化鉀4.0重量份，水為86重量份。非離子表面活性劑中，蓖麻油聚氧乙烯醚、式I結(jié)構(gòu)通式所示的化合物之間的重量比為1:10。對(duì)比例3：只添加蓖麻油聚氧乙烯醚6重量份和氫氧化鉀4.0重量份，水為86重量份，對(duì)比例4：只添加結(jié)構(gòu)通式I6重量份和氫氧化鉀4.0重量份，水為86重量份，在正常顯影時(shí)間為80s的光刻膠進(jìn)行顯影時(shí)間的正負(fù)20s內(nèi)的調(diào)整測(cè)試顯影效果與實(shí)施例10、11的顯影效果的比較如下表所示。

表3對(duì)比例和實(shí)施例之間的顯影效果比較

從上表可以看出，非本發(fā)明范圍的顯影液配方，在正常顯影時(shí)間內(nèi)上下浮動(dòng)一定時(shí)間，圖形線寬變化較大，圖形線寬不穩(wěn)定，也就意味著顯影液的適用范圍不寬，無法在一次顯影處理中，處理不同顯影時(shí)間段的光刻膠。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。