基片上的可光聚合幹膜的溼層疊以及與溼層疊有關的組合物的製作方法

2023-06-06 15:35:51 1

專利名稱：基片上的可光聚合幹膜的溼層疊以及與溼層疊有關的組合物的製作方法
基片上的可光聚合幹膜的溼層疊以及與溼層疊有關的組合物 發明領域
本發明一般涉及將可光聚合的幹膜(有時稱作光致抗蝕劑)層疊在基片上。 更具體地，本發明的溼層疊方法和組合物涉及改進的溼層疊液體組合物及方 法，結果是改進光致抗蝕劑的性能。
背景技術：
將幹膜光致抗蝕劑施用於基片時
1. 可發生不希望有的空氣夾帶，特別當層疊界面的表面是不規則的或者 是非平面時可發生上述現象；和
2. 不希望有的殘餘材料(如，防鏽殘餘物，如，基片表面是銅或不鏽鋼時) 會阻礙幹膜的粘合，
因此，如果這樣的話，最終產品的電路圖案的電路線易於發生不希望有的 斷裂或其他缺陷。
一般來說，已知溼層疊法(用於將光致抗蝕劑幹膜施用於銅層疊物)。參見， 例如美國專利第4，976, 817號(Correa等)。但是，採用新一代電路板設計，電 路圖案會變得更小，因此，對空氣夾帶和不希望有的表面殘餘物的允許水平更 低。因此，需要能用於幹膜的溼層疊系統，該光致抗蝕劑具有改進的性能，特 別是關於不希望有的空氣夾帶和不希望有的表面殘餘物方面的性能。
發明概述
本發明涉及一種用於製造電路化基片的層疊系統。該層疊系統包括幹膜光 致抗蝕劑和包括金屬(如，銅或不鏽鋼)表面或非金屬表面的層疊基片。本發明 的層疊方法還包括包含水和表面能改進劑的層疊液體。


圖1是本發明一個實例的線解析度圖； 圖2是本發明一個實例的解析度圖；圖3是本發明一個實例的製品的照片。 優選實施方式的詳細描述
在本發明的一個實施方式中，採用常規或非常規的溼層疊方法，將幹膜光 致抗蝕劑施用於銅層疊物的銅表面。在溼層疊方法中，將溼層疊液體施塗在光 致抗蝕劑幹膜和基片表面之間。溼層疊液體是用來填充層疊在一起的兩層的表 面的任何不規則之處，因而阻止這兩層之間夾帶空氣。然後，可以使溼層疊液 體揮發或者將其除去。
本發明的溼層疊液體可以是基於水並且最多為50， 60， 70， 80， 90, 95， 96, 97, 98， 99, 99. 5或99. 9重量％的水。在一個實施方式中，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,溶解的氧含量小於15， 14， 12， 11， 10， 9， 8, 7， 6， 5， 4， 3， 2, 1或0. lppm。
根據本發明，本發明的溼層疊液體包含至少一種表面改進劑。在一個實施 方式中，表面能改進劑是以下的一種或多種
1. 有機醇；
2. 有機磷酸酯；
3. 含氟醇，如
式中，R是氫、垸基，n是最大為25的正整數。
4.陰離子表面活性劑，如，基於硫酸根、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. 垸基苄基二甲基氯化銨(BAC)
e. 異辛基苯氧基乙氧基乙基苄基二甲基氯化銨(BZT)
6. 兩性離子(兩性)表面活性劑，如
a. 十二烷基甜菜鹼
b. 十二烷基二甲基氧化胺
c. 椰油醯氨基丙基甜菜鹼(cocaraidopropyl betaine)
d. N-(椰油醯氨基乙基)-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(環氧乙烷)，
b. 聚(環氧乙烷)和聚(環氧丙垸)的共聚物(商業上稱作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. 椰油醯胺
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。 在一個實施方式中，表面活性劑的存在量在以下數值之間(任選包括以下
數值)的範圍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能夠足以使光致抗蝕劑幹膜達到有效的表面潤 溼，該量通常將依據選定的特定表面活性劑和幹膜光致抗蝕劑的表面特性來變 化。但是，太多的表面活性劑可能導致在層疊過程中不希望有的起泡和/或絮 凝。在一個實施方式中，包含消泡劑，以確保在層疊期間不發生不希望有的起 泡。
在 一個實施方式中， 一般還要控制液體的PH，例如，通過加入達到最佳 PH所需量的鹼性化合物，如氫氧化鈉或氫氧化鉀。在一個實施方式中，希望將 本發明的層疊液體的pH保持在以下數值的任何兩個數值之間(優選包含這兩個 數值)的範圍之內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。本發明的層疊液體的pH可以使用任何已知的酸、鹼或胺來調節，特 別是不含金屬離子的酸或鹼，如氫氧化銨和胺，或硝酸、磷酸、硫酸，或有機 酸，以避免將不希望有的金屬組分引入該方法中。
在一個實施方式中，表面能改進劑的存在量在0. 0001-3. 0摩爾/升範圍， 該液體的pH為3-11。
在一個實施方式中，本發明的層疊液體包含配位劑。有用的配位劑包括但 不限於酸如檸檬酸，乳酸，丙二酸，酒石酸，琥珀酸，乙酸，草酸，和其 他酸，以及胺基酸和氨基硫酸，磷酸，膦酸，以及它們的鹽。配位劑的存在 量為以下數值的任何兩個數值之間(任選包含這兩個數值)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。
在另一個實施方式中，層疊液體包括有機氨基化合物。有用的有機氨基化 合物包括烷基胺、醇胺、胺基酸、脲、脲的衍生物，以及它們的混合物。優選 的有機氨基化合物是長鏈烷基胺和醇胺。術語"長鏈烷基胺"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 但不限於單乙醇胺和三乙醇胺。有用的脲衍生物的例子包括但不限於聯二脲。 優選的有機氨基化合物是長鏈垸基胺，十二垸基胺。優選的醇胺是三乙醇胺。有機氨基化合物的存在量可以為以下數值的任何兩個數值之間(任選包含
這兩個數值)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％ 。
在一個實施方式中，本發明的層疊液體包含成膜劑。有用的成膜劑是含氮 環狀化合物，如
1. 噻唑，如
a. 咪唑，
b. 苯並三唑，
c. 苯並咪唑，
d. 苯並噻唑，和
e. 2-巰基苯並噻唑；
f. 甲基咪唑；
2. 噁唑，如4H-噁唑-5-酮；
3. 苯並吡唑，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 垸基取代的基團的衍生物，以及脲、硫脲等。
成膜劑的濃度可以在相當大的範圍內變化，例如，其量在以下數值的任何 兩個數值之間(任選包含這兩個數值)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％。
一個實施方式中，成膜劑是苯並三唑("BTA")。但是，苯並三唑和取代 的苯並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並三 唑， 一般需要用至少1摩爾當量的氧化劑來中和苯並三唑。(l摩爾非酸氧化劑 相當於i摩爾苯並三唑。)適合用於本發明的層疊液體的氧化劑包括包含一種 或多種無機或有機過化合物(per-compound)的氧化劑。Hawley的簡明化學詞典
(Condensed Chemical Dictionary)中將過化合物定義為包含至少一個過氧 基(一o-o-)的化合物或包含其最高氧化態的元素的化合物。包含至少一個過 氧基的化合物的例子包括但不限於過氧化氫和其加合物，如氫過氧化脲和過 碳酸酯，有機過氧化物，如過氧化苄基，過乙酸，和過氧化二叔丁基，單過硫 酸鹽(S0Z)， 二過硫酸鹽(S2 (V)，和過氧化鈉。
含其最高價氧化態的元素的化合物的例子包括但不限於高碘酸、高碘酸
鹽、高溴酸、高溴酸鹽、高氯酸、高氯酸鹽、過硼酸和過硼酸鹽以及高錳酸鹽。滿足電化學勢要求的非過化合物的例子包括但不限於溴酸鹽、氯酸鹽、鉻酸 鹽、碘酸鹽、碘酸和鈰(IV)化合物，如硝酸鈰銨。
優選的氧化劑是過乙酸、氫過氧化脲、過氧化氫、單過硫酸、二過硫酸、 及其鹽，以及它們的混合物，包括脲和過氧化氫的混合物。
氧化劑的存在量為以下數值的任何兩個數值之間(任選包含這兩個數值)
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，本發明的溼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值的任何兩個數值之間(任選包含這兩個 數值)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對光致抗蝕劑幹膜表面的潤溼。
實施例
進行實驗室試驗，獲得以下結果。
1.在三種不同類型的層疊條件(千Lam =常規，溼Lam =使用DI水以及 具有作為DI水的添加劑的有機醇的溼Lam-S)下，在不鏽鋼表面施用幹膜光致 抗蝕劑(稱作"MX Advance 115")。獲得圖1分離的線解析度(isolated line resolution)圖。如圖1所示，當採用新的液體技術時，可觀察到顯著改善了 幹膜粘合性。2. 將稱作"MX-5040"的幹膜光致抗蝕劑施用在銅表面上，該銅表面含有一 定量的防鏽劑。溼Lam-S再次能夠顯示改進了分離的線分辨能力，如圖2的分 辨率圖所示。另外，溼Lam和溼Lam-S都提供了最佳圖像質量，沒有發生幹膜 隆起(lifting)(參見圖3照片)。
另外，圖3照片中，由於防鏽劑，在幹Lam時幹膜發生隆起。 上面對本發明的討論僅是用來說明，因此不構成限制。對本發明的任何限 制都僅由所附權利要求書來提供。
權利要求
1. 一種層疊系統，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劑，改進劑量為0.0001-4.0摩爾/升，液體的pH為3-11。
2. 如權利要求l所述的層疊系統，其特徵在於，表面能改進劑包含以下 的至少一種a. 有機醇；b. 有機磷酸酯；c. 含氟醇，d. 陰離子表面活性劑，如，基於硫酸根、磺酸根或羧酸根的陰離子的表面 活性劑，e. 陽離子表面活性劑，f. 兩性離子(兩性)表面活性劑，和g. 椰油醯胺，和h. 醚。
全文摘要
本發明涉及能用於將可光聚合膜溼層疊在電路板上或其他基片上的方法的層疊液體。該層疊系統包括1)幹膜光致抗蝕劑，2)層疊物，該層疊物包含i)銅，ii)不鏽鋼，iii)表面上的非金屬，3)層疊液體和4)在該層疊物上施塗液體的器件。層疊液體包含水和表面能改進劑。表面能改進劑的存在量在0.0001-3.0摩爾/升範圍，液體的pH為3-11。
文檔編號B32B37/00GK101430507SQ200810213708
公開日2009年5月13日 申請日期2008年8月26日 優先權日2007年8月27日
發明者P·G·C·T·D·喬治, 餘成之 申請人:E.I.內穆爾杜邦公司