耐蝕刻光阻組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種耐蝕刻光阻組合物，特別是指一種含有無機(jī)材料的耐蝕刻光 阻組合物。
[0002] 先前技術(shù)
[0003] 太陽能電池包含具有復(fù)數(shù)個P-摻雜區(qū)及η-摻雜區(qū)的硅晶圓。除了硅晶圓外，太 陽能電池更包含多數(shù)個用于自摻雜區(qū)收集電力的電性接觸結(jié)構(gòu)。該電性接觸結(jié)構(gòu)通常包含 一或多層金屬層、絕緣層及保護(hù)層等。為了產(chǎn)生該電性接觸結(jié)構(gòu)，太陽能電池制程一般會包 含多個階段的電鍍及/或蝕刻，例如選擇性蝕刻及電鍍晶圓的預(yù)定區(qū)域，以于未被蝕刻或 電鍍的區(qū)域提供保護(hù)遮蔽材料（也就是"光阻"），從而可預(yù)防此等未被蝕刻或電鍍的區(qū)域 被蝕刻或電鍍。
[0004] 已知光阻主要用于施用在具有金屬層的基板表面上，例如TW 1242031的具有一金 屬層圖案的基板制造方法中所使用的有機(jī)溶劑型印刷油墨光阻組合物，其包含以酚樹脂為 主的樹脂成分以及一增稠劑，該增稠劑是由具有3nm至10 μ m的顆粒尺寸的無機(jī)微?；蛳?。 雖然以往研宄曾嘗試將上述印刷油墨光阻組合物用于形成太陽能電池制程的光阻，但是因 為太陽能電池的光阻可能會形成在易于被顆粒材料刮傷的保護(hù)層（如氮化硅或二氧化硅 保護(hù)層）上，因此，一般含有無機(jī)微粒的印刷油墨光阻組合物無法用于太陽能電池制程中。 以上內(nèi)容可由下列兩篇關(guān)于太陽能電池制程的美國專利公開案獲得證實(shí)：
[0005] 例如US 2005/0022862揭示一種制造太陽能電池的方法，包含在第一層形成一油 墨圖案以及利用該油墨圖案作為光罩并對該第一層進(jìn)行蝕刻，該油墨圖案包含實(shí)質(zhì)上未含 有會刮傷第一層表面的粒子的油墨。
[0006] US 2009/0308435亦提及一種太陽能電池的制造方法，該方法同樣利用熱熔噴墨 油墨作為光阻圖樣，該熱熔噴墨油墨可包含堿可溶成分（如堿可溶蠟或堿可溶樹脂）。此專 利公開案同樣提及因二氧化硅保護(hù)層易于被硬質(zhì)材料所刮傷，所以該熱熔噴墨油墨較佳不 含顆粒材料。
[0007] 由上述兩專利公開案可知，太陽能電池制程中用來形成光阻的油墨皆被嚴(yán)格要求 不可含有顆粒材料。然而，上述兩專利公開案雖解決無機(jī)微粒所導(dǎo)致的刮傷問題，卻反而致 使光阻無法有效避免光阻的下層基材被酸蝕刻，更無法有效保護(hù)下層基材。因此，如何讓光 阻具備耐酸蝕刻性及保護(hù)下層基材能力，同時可防止光阻刮傷下層基材，對于目前業(yè)界而 言，仍亟待持續(xù)研發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 因此，本發(fā)明的目的，即在提供一種耐蝕刻光阻組合物，其在后續(xù)形成光阻后可避 免酸蝕刻且能保護(hù)下層基材。
[0009] 于是本發(fā)明耐蝕刻光阻組合物，包含堿可溶樹脂及一或多數(shù)個分散于該堿可溶樹 脂中的無機(jī)材料。該堿可溶樹脂是選自于松香樹脂、經(jīng)改質(zhì)松香樹脂、酚醛樹脂或前述的一 組合。每一無機(jī)材料具有片狀外型、=2的莫氏硬度及0. 5至2 μπι的一次顆粒尺寸范圍， 其中，該無機(jī)材料的團(tuán)聚體是分散至1至10 y m的細(xì)度范圍。
[0010] 不同于已知太陽能制程中用來形成光阻的油墨不可含有顆粒材料的技術(shù)手段，本 發(fā)明耐蝕刻光阻組合物相反地通過添加具有特定尺寸范圍及莫氏硬度且呈現(xiàn)片狀的無機(jī) 材料，而得以讓本發(fā)明耐蝕刻光阻組合物后續(xù)所形成的光阻可阻擋酸的蝕刻，同時可保護(hù) 光阻下層的基材。
[0011] 實(shí)施方式
[0012] 本說明書及權(quán)利要求內(nèi)所使用的"一次顆粒"（primary particle)是表示粉末中 最先形成、能分辨出并且不包含空隙的最小實(shí)體，如此亦顯示本發(fā)明所使用的無機(jī)材料并 未經(jīng)過特殊微細(xì)化處理（如切割或粉碎）。而團(tuán)聚體則是指一次顆粒之間由于短程的表面 作用力，如：靜電力、范德華力或毛細(xì)管力等，所形成的更大顆粒。此種團(tuán)聚體較易被外力所 粉碎分散，因此可控制其最大尺寸在特定的細(xì)度范圍內(nèi)。
[0013] 由于組合物中的無機(jī)材料尺寸一般都分布在較寬廣的范圍內(nèi)，而本說明書及權(quán)利 要求所使用的"細(xì)度范圍"是指將無機(jī)材料團(tuán)聚體分散至組合物內(nèi)部中所存在的較大粉體 的尺寸范圍。
[0014] 本發(fā)明耐蝕刻光阻組合物包含堿可溶樹脂及一或多數(shù)個分散于該堿可溶樹脂中 的無機(jī)材料。以下將分別就此兩成分進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0015] [堿可溶樹脂]
[0016] 本發(fā)明所使用的堿可溶樹脂具有較佳的耐化性、且與光阻組合物中的其他成分具 有不錯的相容性以及良好的成膜性。該堿可溶樹脂是選自于松香樹脂、經(jīng)改質(zhì)松香樹脂、酚 醛樹脂或前述的一組合。該經(jīng)改質(zhì)的松香樹脂包括但不限于酯化松香、酸酐改質(zhì)酯化松香 及松香酚醛樹脂等；可使用的酚醛樹脂則為熱塑型酚醛樹脂，包括但不限于以松香改性的 酚醛樹脂、丁醇醚化的酚醛樹脂以及對叔丁基酚醛樹脂、對苯基酚醛樹脂等。
[0017] [無機(jī)材料]
[0018] 本發(fā)明無機(jī)材料較佳選用不會與酸進(jìn)行反應(yīng)的材料，且較佳具有片狀外型的材 料。當(dāng)本發(fā)明耐蝕刻光阻組合物在涂布時，片狀無機(jī)材料的長軸方向易隨涂布方向排列，因 此所形成的光阻于蝕刻處理時，該片狀的無機(jī)材料可提供較多的穿透障礙，而可延緩蝕刻 液的穿透，進(jìn)而增加對酸蝕刻的抵抗性，同時可以增強(qiáng)光阻對下層結(jié)構(gòu)的保護(hù)能力。該片狀 外型可例如但不限于多邊形片狀、扁平棒狀、圓盤狀或其他具有寬高比（aspect ratio)大 于1的片狀外型。優(yōu)選地，該片狀外型為多邊形片狀、扁平棒狀或圓盤狀；更優(yōu)選地，該片狀 外型為多邊形片狀或圓盤狀；更優(yōu)選地，該片狀外型為多邊形片狀。
[0019] 無機(jī)材料的尺寸范圍是依據(jù)光阻組合物的實(shí)際涂布厚度而調(diào)整，且尺寸范圍優(yōu)選 控制在小于涂布厚度范圍。依據(jù)目前常用的涂布厚度范圍，本發(fā)明無機(jī)材料的一次顆粒尺 寸范圍為0. 5至2 μπι，當(dāng)尺寸范圍低于0. 5 μπι，該光阻組合物所形成的光阻將無法有效延 緩蝕刻液的穿透以及保護(hù)下層結(jié)構(gòu)；當(dāng)尺寸范圍高于2μπι且涂布厚度較薄時，該光阻組合 物所形成的光阻中的無機(jī)材料團(tuán)聚體可能會刮傷下層結(jié)構(gòu)。
[0020] 本發(fā)明無機(jī)材料具有g(shù) 2的莫氏硬度。當(dāng)該無機(jī)材料的莫氏硬度高于2,該光阻組 合物所形成的光阻中的無機(jī)材料可能會刮傷下層結(jié)構(gòu)。
[0021] 本發(fā)明光阻組合物中的無機(jī)材料的團(tuán)聚體是分散至1至10 μπι的細(xì)度范圍。當(dāng)細(xì) 度范圍為I ym以下時，將導(dǎo)致該無機(jī)材料無法完全發(fā)揮效用；當(dāng)細(xì)度范圍為10 μL?以上時， 該光阻組合物所形成的光阻中的無機(jī)材料團(tuán)聚體可能會刮傷下層結(jié)構(gòu)。
[0022] 優(yōu)選地，以該堿可溶樹脂的總重為100重量份計(jì)算，該無機(jī)材料的用量范圍為10 至150重量份，當(dāng)該無機(jī)材料的用量低于10重量份，該光阻組合物所形成的光阻將無法有 效延緩蝕刻液的穿透以及保護(hù)下層結(jié)構(gòu)；當(dāng)該無機(jī)材料的用量高于150重量份，除了會影 響該無機(jī)材料的分散性及光阻組合物的涂布性能之外，該光阻組合物所形成的光阻中的無 機(jī)材料也可能會刮傷下層結(jié)構(gòu)。更優(yōu)選地，該無機(jī)材料的用量范圍為30至100重量份。
[0023] 優(yōu)選地，該無機(jī)材料是選自于滑石、石膏、石墨、石墨烯或前述的一組合。更優(yōu)選 地，該無機(jī)材料是滑石。
[0024] 優(yōu)選地，該耐蝕刻光阻組合物更包含至少一添加劑，該添加劑是選自于分散劑、消 泡劑或流變助劑。其中分散劑有助于使該無機(jī)材料均勻分散于堿可溶樹脂中；消泡劑可有 效抑制及破除光阻在使用過程中因攪動而形成的氣泡；流變助劑則用來調(diào)整光阻的流變特 性，除了可使光阻有較佳的涂布外觀，亦有助于維持光阻內(nèi)無機(jī)材料均勻分散的長期穩(wěn)定 性。優(yōu)選地，以該堿可溶樹脂的總重為100重量份計(jì)算，該添加劑的用量范圍為1至20重 量份。
[0025] 優(yōu)選地，該分散劑可選用的市售商品包含但不限于德國畢克公司所制造的 BYK-164、BYK-110。該消泡劑可選用的市售商品包含但不限于德國畢克公司所制造的 BYK-1790、BYK-088、BYK-A500。該流變助劑可選用的市售商品包含但不限于德國畢克公司 所制造的 BYK-405、BYK-410、BYK-430。
[0026] 優(yōu)選地，該耐蝕刻光阻組合物更包含溶劑。該溶劑可例如但不限于醚酯類、烴類 (如脂肪烴類）及醇類等，且該溶劑可為前述溶劑的單一或組合。該醚酯類溶劑包括但不限 于二乙二醇單乙基釀醋酸醋（diethylene glycol monoethyl ether acetate，DGEEA)、乙二 醇單丁基醚（ethylene glycol monobutyl ether，BCS)及脂肪族二元醋與二羧酸甲醋的混 合（Aliphatic Dibasic Esters-DBME)等。該徑類溶劑包括但不限于正己燒（n-hexane)、環(huán) 己燒（cyclohexane)及甲苯（toluene)等。該醇類溶劑包括但不限于正丙醇（n-propanol) 及正丁醇（n-butano