显影液配方及成分

  • 发布时间:2019-10-25 16:53:31,加入时间:2019年05月22日(距今2242天)
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          在具有使电子器件等的进行了精细加工的电子电路的装置的制造 中,光刻工序中使用的光刻胶材料中,有通过曝光可溶解的正型、和通过 曝光不溶解的负型两种。作为一例,在半导体器件、平板显示器(FPD) 基板等的制造中,由于反复进行这样的光刻过程,所以主要使用正型光刻 胶。

作为正型光刻胶的显影液材料,能举出:由磷酸钠、苛性钠、硅酸钠、 或者它们与其它无机碱等的混合物构成的无机碱水溶液。另外,在担心碱 金属污染的情况下,可使用不含有金属的胺系列的有机碱水溶液、氢氧化 四甲胺(TMAH)水溶液、氢氧化三甲基单乙醇胺(胆碱)水溶液等。后 者多半使用2.38%浓度的TMAH水溶液。

另外,由这些材料调制的显影液被大量地用于喷射方式、旋涂方式、或 浸渍方式等的显影装置中。

为了在显影工序中对光刻胶用的显影液进行调合,以获得高分辨率、构 图地清晰度(锐敏度)、稳定性及高合格率,必须严格地管理显影液的成 分及浓度。

特别是近年来伴随构图的高密度化,要求构图宽度的微细化。例如,在 半导体基板上要求0.1微米级的线宽,在平板显示器基板上要求1微米级 的线宽,在多层印刷基板上要求10微米级的线宽。另外,为了利用低温多 晶硅TFT技术,在平板显示器基板上安装半导体电路,已经要求1微米以 下的线宽。

与此相应地,为了降低光刻胶的实际灵敏度的偏差,强烈地希望提高显 影液浓度的精度。例如,作为显影液浓度的管理范围,要求在规定浓度的 ±1/1000以内。特别是在TMAH水溶液的情况下,要求在规定浓度的±更具体地说,2.380±0.001重量%)以内。

而且,为了消除构图缺陷,要求在1ml显影液中,0.1微米以上的颗粒 (微粒子)在10个以下的颗粒非常少的显影液。

另外,近年来由于基板的大型化、批量生产化,显影液的用量越发增加。

这样,在与期望提高显影液浓度的精度、以及无颗粒的同时,强烈地希 望能适应大量制造及低成本化。

可是,迄今在半导体器件等的制造厂中,对于调整了显影液的成分及浓 度后再使用,不仅从设备及运转成本方面来看,而且从充分地管理成分及 浓度的观点看,都是非常困难的。

因此,在半导体器件等的制造厂(以下称“使用方”)中,不得不使用 在专门的显影液制造厂(以下称“供应方”)处调整了成分及浓度的显影 液。

在此情况下,在供应方采用这样的方法:用纯水稀释已调合成规定的成 分的显影原液,将调整成所希望的浓度的显影液填充在容器中,将这样的 调制好的显影液供给使用方。

这时,显影原液的稀释倍率因液体成分、原液浓度、作为显影对象的正 型光刻胶等的种类、以及使用目的等的不同而不同,通常为8~40倍左右。 因此,供应方调制的显影液的量对应于稀释倍率而大幅度地增大,将该显 影液输送到使用方用的容器的准备、往容器中的填充作业、以及输送成本 都增大了。其结果,存在这些费用在显影液成本中占了很大比例的问题。

另外,在使用方使用供应方调制的显影液之前,需要与输送及保管相应 的期间,存在在该期间显影液劣化的问题。

另外,由于显影液容易吸收空气中的二氧化碳,所以,在使用方即使设 置稀释装置,也存在在稀释操作中或稀释后的显影液储存过程中由于吸收 二氧化碳而引起浓度变化的问题。这也是举出的在半导体器件制造厂等使 用方不进行显影液的稀释的理由之一

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