一种水性剥离液及其用途的制作方法

1.本发明属于液晶面板和半导体生产技术领域，具体涉及一种剥离液及其用途。


背景技术：

2.光刻胶又称光致抗蚀剂，主要由感光树脂、增感剂和溶剂三种成分组成。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经曝光、显影、刻蚀、扩散、离子注入、金属沉积等工艺将所需的微细图形从掩模版转移至加工的基板上、最后通过去胶剥离液将未曝光部分余下的光刻胶清洗掉，从而完成整个图形转移过程。
3.现有技术中正性光刻胶和负性光刻胶通用的剥离液多为碱性，现有技术中的兼容性剥离液如cn106292209a中所述的，包含季铵类化合物、非季铵类水溶性溶剂、金属保护剂、防腐剂、表面活性剂、二元醇/醚类有机化合物、烷基吡咯烷酮。其中主要组分有机胺用于切断光刻胶中感光物质等长链不溶物。不加入金属保护剂的组合物，对于金属铝、铜具有明显的侵蚀作用，表面为金属表面变色发黑。常用的金属保护剂包括三唑类、糖醇类，金属保护剂的保护作用通常具有选择性，而且三唑类化合物对铜具有良好的抗蚀效果，水中溶解度较低，剥离处理后的基板经水冲洗，表面通常仍具有残留。
4.现有的水性剥离液主要成分为有机胺化合物、极性有机溶剂以及水，但现有的水性剥离液大都存在腐蚀金属层、光刻胶残留、使用寿命短、剥离效果差等问题。
5.因此，仍亟需一种能防止腐蚀金属层、清洗效果好，剥离性能好，寿命长的剥离液。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明提供一种剥离液及其用途。
7.第一方面，提供一种剥离液。
8.一种剥离液，其包括抗蚀剂，烷醇胺，环状胺，有机酸，水溶性有机溶剂和水，所述抗蚀剂包括式i所示化合物，
[0009][0010]
在一些实施例中，所述剥离液可以用于基板为铜、钼、铝、铜铝合金、钼铝合金或钼铜合金的光刻胶剥离。在一些实施例中，所述烷醇胺可以包括选自2-胺基乙醇、二乙醇胺、n-乙基胺基乙醇、n-甲基胺基乙醇、n-甲基二乙醇胺、二甲基胺基乙醇、2-(2-胺基乙氧基)乙醇、1-胺基-2-丙醇及三乙醇胺中的至少一种。
[0011]
在一些实施例中，所述水溶性有机溶剂可以包括选自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单丁醚、四乙二醇单甲醚、四乙二醇二甲醚化合物中至少一种。在一些实施例中，所述水溶性有机溶剂为二乙二醇甲醚。
[0012]
在一些实施例中，所述环状胺可以包括选自哌嗪、咪唑或哌啶中的至少一种。
[0013]
在一些实施例中，所述有机酸可以包括选自苹果酸、抗坏血酸、乳酸、柠檬酸、衣康酸中的至少一种。
[0014]
在一些实施例中，所述抗蚀剂还可以包括糖醇类抗蚀剂。
[0015]
在一些实施例中，所述糖醇类抗蚀剂可以包括葡萄糖、山梨糖、木糖醇、甘露醇和山梨醇。
[0016]
在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述式i所示化合物的含量可以为1.0wt％-10.0wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述式i所示化合物的含量为1.0wt％、2.0wt％、3.0wt％、4.0wt％、5.0wt％、6.0wt％、7.0wt％、8.0wt％、9.0wt％或10.0wt％。
[0017]
在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述烷醇胺的含量可以为5.0wt％-15.0wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述烷醇胺的含量为5.0wt％、6.0wt％、7.0wt％、8.0wt％、9.0wt％、10.0wt％、11.0wt％、12.0wt％、13.0wt％、14.0wt％或15.0wt％。
[0018]
在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述环状胺的含量可以为1.0wt％-5.0wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述环状胺的含量为1.0wt％、2.0wt％、3.0wt％、4.0wt％或5.0wt％。
[0019]
在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述有机酸的含量可以为0.2wt％-0.5wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述有机酸的含量为0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％。有机酸的加入，有利于提高烷醇胺的溶解性，有利于提高剥离液的剥离速度。
[0020]
在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述水溶性有机溶剂的含量可以为25.5wt％-76.8wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述水溶性有机溶剂的含量为43.5wt％-76.8wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述水溶性有机溶剂的含量为30.0wt％-60.0wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述水溶性有机溶剂的含量为40.0wt％-50.0wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述水溶性有机溶剂的含量为40.0wt％-50.0wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述水溶性有机溶剂的含量为25.5wt％、30.0wt％、35.0wt％、40.0wt％、43.5wt％、45.0wt％、50.0wt％、55.0wt％、60.0wt％、65.0wt％、70.0wt％或76.8wt％。
[0021]
在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述水的含量可以为15.0wt％-40.0wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述水的含量为20.0wt％-30.0wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述水的含量为15.0wt％、20.0wt％、25.0wt％、30.0wt％、35.0wt％或40.0wt％。
[0022]
在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述糖醇类抗蚀剂的含量可以为1.0wt％-4.0wt％。在一些实施例中，以所述剥离液的总质量计算，所述糖醇类抗蚀剂的含
量为1.0wt％、2.0wt％、3.0wt％或4.0wt％。
[0023]
在一些实施方式中，一种剥离液，其包括抗蚀剂，烷醇胺，环状胺，有机酸，水溶性有机溶剂和水，所述抗蚀剂包括式i所示化合物和糖醇类抗蚀剂。
[0024]
在一些实施方式中，一种剥离液，其包括抗蚀剂，烷醇胺，环状胺，有机酸，水溶性有机溶剂和水，所述抗蚀剂包括式i所示化合物和糖醇类抗蚀剂，以所述剥离液的总质量计算，所述式i所示化合物的含量为1.0wt％-10.0wt％，所述烷醇胺的含量为5.0wt％-15.0wt％，所述水溶性有机溶剂的含量为25.5wt％-76.8wt％，所述糖醇类抗蚀剂的含量为1.0wt％-4.0wt％，所述环状胺的含量为1.0wt％-5.0wt％，所述有机酸的含量为0.2wt％-0.5wt％，余量为水。
[0025]
在一些实施方式中，一种剥离液，其包括抗蚀剂，烷醇胺，环状胺，有机酸，水溶性有机溶剂和水，所述抗蚀剂包括式i所示化合物和糖醇类抗蚀剂，以所述剥离液的总质量计算，所述式i所示化合物的含量为1.0wt％-10.0wt％，所述烷醇胺的含量为5.0wt％-15.0wt％，所述水溶性有机溶剂的含量为43.5wt％-76.8wt％，所述糖醇类抗蚀剂的含量为1.0wt％-4.0wt％，所述环状胺的含量为1.0wt％-5.0wt％，所述有机酸的含量为0.2wt％-0.5wt％，余量为水。
[0026]
在一些实施方式中，一种剥离液，其包括抗蚀剂，烷醇胺，环状胺，有机酸，水溶性有机溶剂和水，所述抗蚀剂包括式i所示化合物和糖醇类抗蚀剂，以所述剥离液的总质量计算，所述式i所示化合物的含量为1.0wt％-10.0wt％，所述烷醇胺的含量为5.0wt％-15.0wt％，所述水的含量为15.0wt％-40.0wt％，所述糖醇类抗蚀剂的含量为1.0wt％-4.0wt％，所述环状胺的含量为1.0wt％-5.0wt％，所述有机酸的含量为0.2wt％-0.5wt％，余量为水溶性有机溶剂。
[0027]
第二方面，提供一种前述剥离液的用途。
[0028]
一种前述剥离液在剥离铜、钼、铝、铜铝合金、钼铝合金或钼铜合金上光刻胶的用途。
[0029]
有益效果
[0030]
相比现有技术，本发明的一个实施例具有以下至少一种技术效果：
[0031]
(1)相比其他抗蚀剂，本发明采用式i所示化合物作为抗蚀剂或采用式i所示化合物或式i所示化合物和糖醇类抗蚀剂作为抗蚀剂，可大大降低剥离液对铜、钼或铝或其任意两种金属的合金的腐蚀，可用于高精度液晶面板和半导体的光刻胶剥离。
[0032]
(2)相比其他抗蚀剂，本发明同时采用式i所示化合物和糖醇类抗蚀剂作为本发明所述剥离液的抗蚀剂，式i所示化合物和糖醇类抗蚀剂之间具有协同增效的作用，有利于减少对铜、钼或铝的腐蚀作用，可用于高精度液晶面板和半导体的光刻胶剥离。
[0033]
(3)环状胺和烷醇胺的联用有利于提高光刻胶的剥离速度并减少光刻胶的残留。
[0034]
(4)有机酸有利于提高烷醇胺的溶解性，有利于提高剥离液的剥离速度。
[0035]
术语定义
[0036]
除非另外说明，否则如本文使用的以下术语和短语意图具有以下含义：
[0037]
术语“重量百分比”或“以重量计的百分比”或“wt％”定义为组合物中单个组分的重量除以组合物所有组分的总重量然后乘以100％。
[0038]
术语“和/或”应理解为意指可选项中的任一项或可选项中的任意两项或多项的组
合。
[0039]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
具体实施方式
[0040]
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面进一步披露一些非限制实施例以对本发明作进一步的详细说明。
[0041]
本发明所使用的试剂均可以从市场上购得或者可以通过本发明所描述的方法制备而得。
[0042]
实施例1-实施例5：剥离液的制备
[0043]
处方:如表1所示。
[0044]
表1：剥离液的处方
[0045][0046]
制备方法：将处方各组分按处方量混合，即得剥离液。
[0047]
对比例1-对比例6：剥离液的制备
[0048]
处方:如表2所示。
[0049]
表2：剥离液的处方
[0050][0051]
制备方法：将处方各组分按处方量混合，即得剥离液。
[0052]
式ii化合物：
[0053]
实施例5：剥离效果测试
[0054]
剥离效果的测试：准备经湿法蚀刻表面具有铜钼金属层布线膜的玻璃基板，将其切割成1cm
×
1cm的小片，分别浸泡在上述实施例1-实施例4的剥离液中，分别在35℃下浸泡60秒，取出后用超纯水清洗，氮气干燥，观察其光刻胶残留情况，其结果示于表3中。
[0055]
表3：剥离效果测试结果
[0056][0057][0058]
实施例6：抗蚀效果测试
[0059]
按以下操作测试剥离液的抗蚀效果：
[0060]
铜线前处理：将2g市售铜线浸渍于50℃的1.0wt％氢氧化钠水溶液1分钟，50℃的1.0wt％硫酸水溶液后，用超纯水洗净，再干燥，称重。
[0061]
腐蚀测试：分别将经过前处理后的铜线浸渍于70℃的实施例1-实施例4和对比例1-对比例6的剥离液中，搅拌1小时后，去除铜线，检测剥离液中铜离子浓度，按下列公式计算侵蚀度值，结果如表4所示。
[0062]
侵蚀度值(ppb/mg)＝剥离液中铜离子浓度(ppb)/腐蚀测试前铜线重量(mg)
[0063]
表4：抗蚀效果测试结果
[0064]
剥离液侵蚀度值(ppb/mg)实施例19.8实施例25.2实施例32.6实施例44.9实施例51.5对比例120.4对比例216.2对比例330.8对比例428.9对比例5155.6对比例6985.4
[0065]
结论：由上述结果可知，本发明所提供的剥离液具有良好的剥离效果，且对金属的腐蚀作用小。相比其他抗蚀剂，采用式i所示化合物作为抗蚀剂，可大大降低剥离液对金属的腐蚀。另外，相比其他抗蚀剂，本发明同时采用式i所示化合物和糖醇类抗蚀剂作为本发明所述剥离液的抗蚀剂，式i所示化合物和糖醇类抗蚀剂之间具有协同增效的作用，有利于减少对金属的腐蚀作用。
[0066]
实施例7：抗蚀效果测试
[0067]
腐蚀测试：经湿法蚀刻表面具有钼铝钼金属层布线膜的玻璃基板，将其切割成1cm
×
1cm的小片，浸泡在二乙二醇甲醚中40℃60s，除去表面光刻胶。
[0068]
分别将实施例1-实施例5和对比例1-对比例6的剥离液配成含2％的剥离液水溶液(2g剥离液 98g纯水)，将除去光刻胶的片子浸泡在实施例1-实施例5和对比例1-对比例6剥离液的含2％的剥离液水溶液中40℃浸泡10min，切sem观察铝腐蚀情况，结果如表5所示。
[0069]
表5：抗蚀效果测试结果
[0070]
剥离液铝蚀进去深度(nm)实施例10.02实施例20.01实施例30.01实施例40.01实施例50.01对比例12.0对比例21.3
对比例31.8对比例41.7对比例52.5对比例64.3
[0071]
结论：由表5结果可知，采用式i所示化合物或式i所示化合物和糖醇类抗蚀剂作为抗蚀剂，可大大降低剥离液对金属的腐蚀。
[0072]
实施例8：剥离效果的测试
[0073]
剥离效果的测试：准备经湿法蚀刻表面具有钼铝钼金属层布线膜的玻璃基板，将其切割成1cm
×
1cm的小片，分别浸泡在上述实施例1-实施例5的剥离液中，分别在40℃下浸泡60秒，取出后用超纯水清洗，氮气干燥，观察其光刻胶残留情况，其结果示于表6中。
[0074]
表6：剥离效果测试结果
[0075]
剥离液光刻胶残留实施例1无残留实施例2无残留实施例3无残留实施例4无残留实施例5无残留
[0076]
结论：采用本发明所提供的剥离液，在剥离光刻胶时无残留。
[0077]
本发明的方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明内。