光敏化合物的製作方法
2023-11-09 23:44:37
專利名稱：光敏化合物的製作方法
技術領域：
本發明領域本發明涉及新型光敏化合物，還涉及在譜帶的i-線範圍內特別敏感的含此光敏化合物的正性光致抗蝕劑組合物，其基本組分為一種重氮萘醌敏化劑、一種線型酚醛樹脂和一種溶劑。
先有技術說明光致抗蝕劑是一些當其經光源照射如365nm光照射曝光後在顯影劑溶液中改變其溶解性的材料。光致抗蝕劑組合物包括一種光敏化合物(PAC)(有時稱為光敏劑)、一種成膜聚合物樹脂和一種溶劑。也可有其它類型的組合物，如一種溶於適當溶劑如丙二酸甲基醚乙酸酯(PGMEA)中的光敏劑組合物。光致抗蝕劑組合物塗布於一個待刻出圖形的基材上，然後例如用加熱的方法基本脫除溶劑，留下的光致抗蝕劑以一薄層膠膜覆蓋在該基材上。由於光致抗蝕劑經光照曝光後，使得抗蝕膜曝光和未曝光部分(其上有蔽光物)的溶解速度不同，經顯影后得到一個表面凸起的圖形。曝光區域在顯影液中變得更易溶解的那些光致抗蝕劑稱為「正性」光致抗蝕劑，而曝光區域的溶解性較小的那些則稱為「負性」光致抗蝕劑，本發明涉及一類適用於正性光致抗蝕劑組合物的那些化合物。
正性光致抗蝕劑可以包括一種可溶於鹼性水溶液的樹脂諸如線型酚醛樹脂或聚(對-羥基苯乙烯)和一種光敏劑。樹脂和敏化劑可通過例如滾塗、噴塗或其它適用的方法從一種有機溶劑或溶劑混合物中塗覆到一種諸如矽片或鍍鉻玻璃板的基材上。用於處理正性光致抗蝕劑的顯影劑是鹼性水溶液，例如矽酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲銨和氫氧化銨。塗布光致抗蝕劑膠膜後經燈光或其它形式光源照射曝光的區域用顯影劑脫除，使光致抗蝕劑膠膜產生一個凸版圖形。
在各種基材上塗覆一層光致抗蝕劑膠膜是製造集成電路的一個基本步驟，這些基材一般是矽片，可以有一薄氧化物塗層或例如四氮化三矽或鋁的其它塗層。採用一系列步驟，將光敏膠膜用於在基材上刻出圖形，這些步驟包括曝光(穿過一個掩膜圖形)，顯影后在抗蝕層上得到一個凸版圖形，和基材刻蝕步驟，使該圖形轉移到基材上。最基本的一點是基材刻蝕圖形要精確複製掩膜圖形，為達到這樣高的精確度，光致抗蝕劑層必須很好地解象掩膜圖形，常規光致抗蝕劑可以採用線型酚醛樹脂作為鹼可溶的成膜聚合物。
本發明背景本發明涉及光照敏感的組合物(光敏劑)，還涉及含這類光敏劑的正過程光致抗蝕劑組合物，特別涉及含一種線型酚醛樹脂(如1992年9月28日遞交的美國專利申請號07/952,451中所公開的線型酚醛樹脂)和一種光敏劑混合物(三羥苯基乙烷2，1，5-、2，1，4-重氮萘醌磺酸酯和三羥苯基·苯基酮2，1，5-、2，1，4-重氮萘醌硫酸酯)的光致抗蝕劑組合物。
本專業技術人員熟知製備正性光致抗蝕劑組合物的方法，例如在美國專利號3,666,473、4,115,128和4,173,470中所述的方法，這些方法包括將不溶於水、可溶於鹼性水溶液的苯酚-甲醛線型酚醛樹脂與光敏材料，通常是一種取代萘醌重氮化合物組合。樹脂和敏化劑溶解於一種有機溶劑和混合溶劑中，並且塗布於一種適合所需特殊用途的基材上成一薄膠膜或塗層。
這些光致抗蝕劑配方中的線型酚醛樹脂組分可溶於鹼性水溶液，但在曝光前敏化劑是不溶性的。被塗覆的基材部分按照影像圖形經光源照射曝光後，敏化劑變成鹼溶性，塗層的曝光區域比未曝光區域更易溶解。這種溶解速度的差異導致在基材被浸漬於或以其它方式與一種鹼性顯影溶液接觸時光致抗蝕劑的曝光區域將被溶解，而未曝光區域則基本上未受影響，這樣就在基材上產生一個正性凸版圖形。此後該曝光和顯影后的基材通常要經刻蝕處理。光致抗蝕劑塗層保護基材上被塗覆的區域不被刻蝕劑刻蝕，刻蝕劑僅能刻蝕基材上未被塗覆的區域，即經光源照射曝光的相應區域。這樣，可在基材上形成一個與掩膜、模版、樣板等一致的刻蝕圖形，這些掩膜、模版、樣板常用於在顯影前於被塗覆的基材上形成選擇性曝光圖形。通過該方法在基材上產生的光致抗蝕劑凸版圖形適用於各種用途，包括製造微型集成電路。
光致抗蝕劑組合物的特性包括感光速度、反差、解象力(邊緣銳度)、在處理過程中影像的熱穩定性、處理範圍、線寬控制、清晰顯影和未曝光膠膜損失，這些在工業應用上都是很重要的特性。
光致抗蝕劑的反差是在保持固定的顯影條件下由曝光劑量的對數對歸一化的膜厚作圖所得曲線直線部分斜率。在應用中，塗覆有抗蝕劑的基材曝光後持續顯影直到曝光區域的塗層基上已完全溶解下來。解象力是指抗蝕劑體系能夠複製曝光過程中所用掩膜的最小等間距線對和中間空白區，在顯影后的曝光空白區具有高邊緣銳度的能力。在製造微型電子元件時，對於通常在1微米或更小數量級的極小線和空白區寬度來說一種光致抗蝕劑需要提供很高的解象力。這種極小尺寸的複製能力，對於在矽片或類似元件上製造大規模集成電路是極其重要的。假如採用光刻工藝的話，只有通過增加抗蝕劑的解象能力來增加這種矽片上的電路密度。負性光致抗性劑中抗蝕劑塗層的曝光區域變成不溶性而未曝光區域用顯影劑溶解下來，儘管半導體工業已將它們廣泛用於此項用途，但正性光致抗蝕劑本身具有更高的解象力，可用來代替負性抗蝕劑。
在光刻工藝中，通常希望增加抗蝕劑反差，當在如分檔器和投影對準器的標準設備中進行曝光操作時，高反差正過程抗蝕劑形成呈現高邊緣銳度的顯影影像。在大多數半導體平版印刷應用中，顯影影像的高邊緣銳度是很重要的，這樣就可以允許矽片圖形上的線寬有各種小的變化，因而就有可能在各向異性的等離子刻蝕過程中較好地控制刻蝕，並且同時有較好的處理範圍。
發明概要本發明提供一種光敏劑和含該光敏劑的正性光致抗蝕劑組合物。這樣的光致抗蝕劑組合物具有很好的感光速度、高反差、很好的解象力、處理過程中很好的影像熱穩定性、較寬的處理範圍、很好的線寬控制、清晰的顯影和較低的未曝光膠膜損失。
光敏劑包括二從約25％到85％(重量)的三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50，優選為從約60/40到70/30)重氮萘醌磺酸酯和從約15％到75％(重量)的三羥苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4-(0/100到20/80)重氮萘醌酸酯光致抗蝕劑組合物包括下列化合物的混合物a)一種光敏劑，包括從約25％(重量)到約85％(重量)的三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50，優選從約60/40到約70/30)重氮萘醌磺酸酯，和從約15％(重量)到約75％(重量)的三羥苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4(0/100到20/80)重量氮萘醌硫酸酯，在光致抗蝕劑組合物中光敏劑的含量應足以使光致抗蝕劑組合物均勻感光敏化；b)一種非水溶性但可溶於鹼性水溶液的成膜線型酚醛樹脂，在光致抗蝕劑組合物中線型酚醛樹脂的含量應足以形成一個基本均勻的光致抗蝕劑組合物；和c)一種適當的溶劑，優選PGMEA；本發明還進一步提供一種光敏元件，它包括塗布於基材上並乾燥的上述混合物。
本發明還提供一種在一種基材上產生光致抗蝕劑影像的方法，包括用一個正過程光敏劑組合物塗布一種基材，該組合物包括下列組分a)一種光敏劑，包括從約25％(重量)到約85％(重量)的三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50，優選從約60/40到約70/30)重氮萘醌磺酸酯，和從約15％(重量)到約75％(重量)的三羥苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4(0/100到20/80)重量氮萘醌硫酸酯，在光致抗蝕劑組合物中光敏劑的含量應足以使光致抗蝕劑組合物均勻感光敏化；b)一種非水溶性但可溶於鹼性水溶液的成膜線型酚醛樹脂，在光致抗蝕劑組合物中線型酚醛樹脂的含量應足以形成一個基本均勻的光致抗蝕劑組合物；和
c)一種溶劑組分如PGMEA；和將塗布後的該基材進行熱處理直到基本上脫除所述溶劑組分；按影像圖形對光致抗蝕劑組合物光照曝光；並且用一種鹼性顯影劑水溶液脫除按影像圖形曝光區域的該組合物。可任選在緊靠脫除步驟之前或之後對基材進行烘乾操作。優選實施方案的說明。
在本發明形成凸版影像的過程中，要將上述光致抗蝕劑組合物塗覆於一種適當的基材上並乾燥。
在生產光致抗蝕劑的工藝中常用到線型酚醛樹脂，例如「酚類樹脂的化學和應用」(Konp A.和Scheib，W；Springer Verlag，NewYork，1979)第4章中所述。類似地，鄰-醌重氮化物也是本專業人士非常熟悉的，如「光敏體系」(Kosar，J.；John Wiley sons，New York，1965)第7.4章所示。
本發明的特殊光敏劑，同時又是本發明光致抗蝕劑的一個組分，它包括從約25至85％(重量)的三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4--(80/20到50/50，優選從約60/40到70/30)重氮萘醌磺酸酯和從約15到75％的三羥苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4-(0/100到20/80)重氮萘醌硫酸酯。光致抗蝕劑組合物還包括一種非水溶性但與溶於鹼性水溶液的成膜線型酚醛樹脂和一種適當的溶劑如PGMEA。
通過將各組分在適當溶劑中混合來形成光致抗蝕劑組合物。在一個優選的實施方案中，按固體重量，即光致抗蝕劑非溶劑部分重量為基準，光致抗蝕劑組合物中線型酚醛樹脂的量在從65％到約99％，更優選為從約70％到95％的範圍。在優選的實施方案中，光致抗蝕劑中存在的光敏劑量為光致抗蝕劑固體組分重量的從約1％到35％，更優選從約5％到30％。在生產光致抗蝕劑組合物的過程中，要將線型酚醛樹脂和光敏劑與諸如丙酮、氯苯、丙二醇單烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、乳酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、2-庚酮，乙二醇單乙醚乙酸酯的溶劑混合，更優選的溶劑為PGMEA或3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)。
在由線型酚醛樹脂、光敏劑和溶劑形成的溶液塗覆於基材上之前，可以將其它一些任選組分如著色劑、染料、抗條紋劑、均化劑、增塑劑、增粘劑、速度增強劑、溶劑和諸如非離子型表面活性劑的表面活性劑加入到該溶液中。可與本發明光致抗蝕劑組合物一起使用的染料添加劑例如包括甲基紫2B(C.I.No.42535)、晶體紫(C.I.42555)、孔雀綠(C.I.No.42000)、維多利亞藍B(C.I.No.44045)和中性紅(C.I.No.50040)，其含量為線型酚醛樹脂與光敏劑合併重量的1％到10％(重量)，染料添加劑通過阻止光線反向散射出基材上而有助於解象力提高。
抗條紋劑的用量可達到線型酚醛樹脂與光敏劑合併重量的5％。可用的增塑劑例如包括磷酸三(β-氯乙基)酯、硬脂酸、二樟腦、聚丙烯、縮醛樹脂、苯氧基樹脂和烷基樹脂，其含量為線型酚醛樹脂與光敏劑合併重量的1％到10％，增塑劑可提高材料的塗布性能且能使塗覆於基材上的膜光滑和厚度均勻。可用的增粘劑例如包括β-(3，4-環氧-環己基)-乙基三甲氧基甲矽烷、甲基丙烯酸對甲基乙矽烷甲酯、乙烯基三氯甲矽烷、和γ-氨基丙基三乙氧基甲矽烷，其含量可達到線型酚醛樹脂與光敏劑合併重量的4％。可用的顯影速度增強劑例如包括苦味酸、煙酸或硝基肉桂酸，其含量可達到線型酚醛樹脂與光敏劑合併重量的20％，這些增強劑往往會使光致抗蝕劑塗層的曝光和非曝光區域的溶解性都增大，因此當它們應用於顯影速度為首要考慮因素的情況時，甚至會犧牲一些反差度，也就是說，雖然光致抗蝕劑的曝光區域能更快地被顯影劑溶解，但速度增強劑也會引起光致抗蝕劑未曝光區域的更大損失。
在總組合物中塗料溶劑的含量可高達組合物固體重量的95％。當然，在將光致抗蝕劑溶液塗布於基材上並烘乾後，這些溶劑基本上都被脫除。可以使用的非離子表面活性劑包括例如壬基苯氧基聚(乙烯氧基)乙醇、辛基苯氧基乙醇，其含量可高達線型酚醛樹脂與敏化劑合併重量的10％(重量)。
製成的抗蝕劑溶液可通過光刻膠領域所用的任何常規方法塗覆於基材上，包括浸塗、噴塗、旋轉塗布和滾塗。例如在滾塗時，為保證所用類型滾塗設備和滾塗處理所需的時間給出理想塗層厚度，可根據固含量百分比調整抗蝕劑溶液。適用的基材包括矽、鋁、聚合物樹脂、二氧化矽、摻雜型二氧化矽、四氮化三矽、鉭、銅、多晶矽、陶瓷、鋁/銅混合物、砷化鎵和其它這樣的III/V族化合物。通過上述方法製成的光致抗蝕劑塗層特別適合塗覆例如製造微處理器和其它微型集成電路元件所用的熱增長型矽/二氧化矽塗覆片基。鋁/氧化鋁片基也可使用。基材還可包括各種聚合物樹脂，特別是透明的聚合物，例如聚酯。基材可以有一個有適當組成的增粘層，例如一種含六烷基乙矽烷的增粘層。
然後將抗蝕劑組合物溶液塗布在基材上，於從約80℃到110℃下，在加熱板上熱處理基材約30秒到180秒，或者在一個對流烘箱內處理約15到40分鐘。選擇該處理溫度是為了降低光致抗蝕劑中殘留溶劑濃度同時又基本上不會引起光敏劑熱降解。通常都希望溶劑濃度儘可能少，因此第一次熱處理要進行到基本上所有的溶劑都蒸發掉，而微米數量級厚度的光致抗蝕劑塗層留在基材上。在一個優選的實施方案中，進行熱處理的溫度為從約80℃到95℃。處理過程一直要持續到溶劑脫除速度變化變得相對很小。根據使用者所需抗蝕劑的性能以及所用設備和工業生產所需塗布次數來選擇該溫度和時間。然後按用適當的掩膜、底版、模版、樣板產生的任何所需圖形，將塗布後的基材經波長約從300nm到450nm(優選365nm)光源照射、X-射線、電子束、離子束或雷射照射曝光。
然後，曝光後的抗蝕劑可任選在顯影前或顯影后進行第二次烘乾或熱處理。熱處理溫度範圍約從90℃到150℃，更優選約從110℃到150℃。在加熱板上進行加熱的時間約從10秒到30分鐘，更優選約從45秒到90秒，或者用對流烘箱加熱約10到30分鐘。
塗布抗蝕劑的基材曝光後用一種鹼性顯影溶液通過噴霧顯影，脫除按影像圖形曝光後非影像區域。優選例如通過氮氣鼓動攪拌方法對該溶液進行攪拌。使基材留在顯影劑內直到所有或基本上所有曝光區域的抗蝕劑塗層都溶解下來。顯影劑可以包括氫氧化銨或鹼金屬氫氧化物的水溶液。優選的一種氫氧化物是氫氧化四甲銨，一種適用的顯影劑是從Hoechst Celanese公司(Somerville，New Jersey)AZ光致抗蝕劑產品部購得的AZ顯影劑。塗布片基從顯影液中取出後，可任選進行顯影后的熱處理或烘乾，以增加塗層粘合力和抗刻蝕溶液和其它物質化學腐蝕的能力。顯影后的熱處理過程可包括塗層和基材在塗層軟化點以下的溫度下烘箱烘乾。在工業應用中，特別是製造矽/二氧化矽型基材的微型電路元件時，顯影后的基材可以用一種含緩衝劑的氫氟酸基刻蝕溶液處理。本發明的抗蝕劑組合物可抗酸基刻蝕溶液，並且對基材上未曝光的抗蝕劑塗層區域提供有效的保護。
下列一些特定實施例將提供本發明組合物製備和使用方法的詳細說明。這些實施例並不以任何方式限定和約束本發明範圍，並且也不能認為所提供的條件、參數或數值是實際應用本發明時必須專門採用的。實施例1配方1)三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(70/30)重氮萘醌磺酸酯＝4克2)三羥苯基·苯基酮2，14-重氮萘醌硫酸酯＝0克3)非水溶性但可溶於鹼性水溶液的成膜線型酚醛樹脂混合物，是按1992年9月28日申請的共同未決的美國專利申請號07/952,451中實施例1所列方法製備的，混合物的第一線型酚醛樹脂組分是通過將0.9摩爾100％甲醛與1.33摩爾間甲酚和3，5-二甲酚(6.3/3.0)的混合物在1.25克馬來酸酐催化劑存在下於100g二亞丙基二醇甲醚(DPGME)中進行反應來製得的，第二組分是通過將0.97摩爾100％甲醛與1.33摩爾間甲酚和3，5-二甲酚(6.3/3.0)的混合物在1.125克馬來酸酐催化劑存在下於100克DPGME中進行反應來製得的。第一組分的相對分子量(RMW)為8.8，解象速度(DR)為5.0μm/分鐘，第二組分的RMW為11.3，DR為2.0μm/分鐘。兩組分按第一組分/第二組分為0.40/0.60的比例混合在一起。甲酚混合物＝21克4)PGMEA＝75克實施例2配方1)三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(70/30)重氮萘醌磺酸酯＝0克2)三羥苯基·苯基酮2，1，4-重氮萘醌硫酸酯＝4克3)實施例1的非水溶性但可溶於鹼性水溶液的線型酚醛樹脂組合物＝21克4)PGMEA＝75克實施例3配方1)三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(70/30)重氮萘醌磺酸酯＝3.23克2)三羥苯基·苯基酮2，1，4-重氮萘醌硫酸酯＝0.77克3)實施例1的非水溶性但可溶於鹼性水溶液的線型酚醛樹脂組合物＝21克4)PGMEA＝75克實施例4配方1)三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(70/30)重氮萘醌磺酸酯＝1.23克2)三羥苯基·苯基酮2，1，4-重氮萘醌硫酸酯＝2.77克3)實施例1的非水溶性但可溶於鹼性水溶液的線型酚醛樹脂組合物＝21克4)PGMEA＝75克實施例5配方1)三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(70/30)重氮萘醌磺酸酯＝2.45克2)三羥苯基·苯基酮2，1，4-重氮萘醌硫酸酯＝1.55克3)實施例1的非水溶性但可溶於鹼性水溶液的線型酚醛樹脂組合物＝21克4)PGMEA＝75克實施例1到5的光致抗蝕劑溶液用標準技術以恆定速度滾塗到4」矽片上，得到乾燥的光致抗蝕劑膠膜層，用一個Rudolf膜厚監測儀測定其最初厚度約為1.0mm。在110℃下烘乾矽片1分鐘，然後經365nm光照曝光，然後將曝光後的矽片在110℃下烘乾1分鐘。用AZ300-MIF顯影劑(可由Hoechst Celanse Corporation的AZ光致抗蝕劑產品部購得)，在21℃下，將光致抗蝕劑顯影1分鐘。
用五個實施例和前面列出的條件處理矽片，掃描電子顯微照片取0.6μm密的線和空白區，評價依據為照片曝光量、解象力和焦深.
照片曝光量＝在最佳焦點處所測光致抗蝕劑特性尺寸與相應的標線板特性尺寸一致時每平方釐米(cm2)所需的能量毫焦爾(mj)。解 象 力＝在圖案輪廓可接受的情況下解析的最小特性尺寸微米(μm)(圖案邊緣銳度＞80℃)。焦 深＝曝光系統的散焦範圍(微米)，在此範圍抗蝕劑能維持可接受的圖案輪廓且在規定尺寸(CD)的10％內。曝光範圍 在規定尺寸的10％範圍內印製給定特性尺寸圖案的抗蝕劑所耐受的曝光量範圍的百分數。其它試驗方法1)溶液粘度-相對分子量(RMW)
在一個100ml容積的燒瓶中用環己酮溶劑溶解7克線型酚醛樹脂，製成粘性溶液，用一個5微米壓力注射管過濾器過濾此溶液，用一個Cannon-fenske#200粘度儀於25℃下測定粘度，相對分子量(RMW)用下式來確定
式中C＝樹脂濃度g/ml，n＝樹脂於環己酮中的溶液粘度n0＝環己烷的粘度2)測量溶解速度配方將26％的樹脂固體溶於PGMEA，經一個0.2μm一次性Acrodisc過濾器過濾。參比標樣由Hoechst Celanse Corporation生產的S-樹脂線型酚醛樹脂貨號#D9922A(溶於PGMEA溶劑中供貨)。測量溶解速度的方法1.在一個SVG塗布一展開軌道系統上，將每種樣品以適當速度塗覆於一個4英寸矽片上，然後在90℃的熱板上烘乾60秒，得到l.29μm厚膜；2.在一個膜厚自動測量系統Autonanospc(NANOMETRICS，215型)上確定膜厚，在整個矽片上橫向測量10個點；3.通過用一個雷射端點探測系統測量膜厚隨時間的變化來確定溶解速度，該探測系統是由一個He-Ne雷射器(634nm，3mV，ORIEL CORP.，79202型)和一個光敏二極體構成；在23℃下，用AZ300MIF TAH顯影劑進行顯影，溶解速度用下式計算Δt＝λ/2n式中λ為雷射的波長，n為膜材料在此波長時的反射指數，Δt為溶解過程中與膜的最大(或最小)幹涉間每隔一段時間內產生的膜厚變化。分子量數據聚合物的分子量，不論是重均分子量Mw或是數均分子量Mn均以聚合物於四氫呋喃(THF)中的稀釋溶液進行凝膠滲透色譜(GPC)分析來確定的。實際採用的儀器是由一個Waters(Millipore Corp.)程控自動採樣器、真空泵、帶加熱器的色譜柱和一個與附有軟體(1.1版，Shimadzu分號T/N22301309-91)的ShimadzuCR30A數據還原系統相連的差示折光儀，所用的折光儀為Waters41型，500A、1000A、10,000A和100,000A的四個色譜柱(可由Waters購得)串聯在一起，用多個可購得的如下分子量範圍的聚苯乙烯標樣對系統進行校正GPC標定標樣(聚苯乙烯) 分子量1470,0002170,000368,000434,50059,20063,20071,250標樣基本上是單分散性的，主要由單一分子量構成，用這樣校正的系統得到按實施例所製成的聚合物的重均分子量(Mw)、數均分子量(Mn)和多分散性(Mw/Mn)。
上表示出了五個實施例的掃描電子顯微鏡分析結果，實施例1為純三羥苯基乙烷(THPE)光敏化合物(PAC)，所需曝光量最高，同時解象力也最大。實施例3到5，用三羥苯基·苯基酮(THPB)PAC代替一部分THPEPAC，5的結果為最佳，僅可見解象力有極小的降低，但更重要的是曝光量卻降低了約60％，與實施例1相比，還可看出實施例5的曝光範圍幾乎未減少。實施例2為純THBP PAC，其所需的曝光量很低，但解象力和焦深卻較差，實施例2所需的曝光量將使該光致抗蝕劑無法用於工業生產，因為在這樣低的曝光量區域內，曝光手段不可能準確和再現。實施例1所需的曝光量很大，這會嚴重影響生產能力。實施例5的有利之處在於所需曝光量較低，同時又處於曝光手段可用的劑量範圍內，且解象力、曝光範圍和焦深都很好。
權利要求
1.一種正性光致抗蝕劑組合物，它包括下述化合物的混合物a)一種光敏劑，包括從約25％(重量)到約85％(重量)的三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50)重氮萘醌磺酸酯，和從約15％(重量)到約75％(重量)的三羥苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4(0/100到20/80)重量氮萘醌硫酸酯，在光敏抗蝕劑組合物中光敏劑的含量應是以使光致抗蝕劑組合均勻感光敏光；和b)一種非水溶性但可溶於鹼性水溶液的線型酚醛樹脂，在光致抗蝕劑組合物中線型酚醛樹脂的含量應足以形成一個基本均勻的光致抗蝕劑組合物。
2.按權利要求1的組合物，還進一步包括一種或多種溶劑。
3.按權利要求2的組合物，其中所述溶劑包括丙二醇單甲基醚乙酸酯。
4.按權利要求1的組合物，其中按組合物無溶劑組分量為基準，a)的含量為約從1到35％(重量)，b)的含量約為從65到95％(重量)
5.按權利要求1的組合物，其中所述光敏劑包括三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(60/40到70/30)重氮萘醌磺酸酯。
6.按權利要求1的組合物，還進一步包括從著色劑、均化劑、抗條紋劑、增塑劑、增粘劑、速度增強劑和表面活性劑中選擇的一種或多種添加劑。
7.一種光敏劑元件，包括一種基材和塗布在該基材上的乾燥的權利要求1組合物。
8.按權利要求7的元件，其中所述的基材選自矽、鋁、聚合物樹脂、二氧化矽、摻雜型二氧化矽、砷化鎵、III/V族化合物、四氮化三矽、鉭、銅、多晶矽、陶瓷和鋁/銅混合物。
9.按權利要求7的元件，其中所述基材有一增粘表面。
10.按權利要求7的元件，其中的組合物還進一步包括從非芳香族著色劑、染色劑、抗條紋劑、均化劑、增塑劑、增粘劑、速度增強劑和表面活性劑中選擇的一種或多種組分。
11.按權利要求7的元件，其中按組合物無溶劑組分量為基準，a)的含量約為1到35％(重量)，b)的含量約為65到99％(重量)。
12.一種在一種基材上產生光致抗蝕劑影像的方法，包括用一個正過程光敏劑組合物塗布一種基材，該組合物包括下述組分a)一種光敏劑，包括從約25％(重量)到約85％(重量)的三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50)重氮萘醌磺酸酯，和從約15％(重量)到約75％(重量)的三羥苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4(0/100到20/80)重量氮萘醌硫酸酯，在光致抗蝕劑組合物中光敏劑的含量應足以使光致抗蝕劑組合物均勻感光敏化；和b)一種非水溶性但可溶於鹼性水溶液的線型酚醛樹脂，在光致抗蝕劑組合物中線型酚醛樹脂的含量應足以形成一個基本均勻的光致抗蝕劑組合物，和一種溶劑組分；和將塗布後的該基材進行熱處理直到基本上脫除所述溶劑組分；按影像圖形對光致抗蝕劑組合物光照曝光；並且用一種鹼性顯影劑水溶液脫除按影像圖形曝光區域的該組合物。
13.按權利要求12的方法，還進一步包括在曝光步驟後但在脫除步驟前將所述的塗布後基材於從約90℃到150℃下在加熱板上加熱約30秒到180秒，或者在一個烘箱內加熱約15分鐘到40分鐘。
14.按權利要求12的方法，還進一步包括在脫除步驟後將所述的塗布後基材於從約90℃到150℃下在加熱板上加熱約30秒到180秒，或者在一個烘箱內加熱約15分鐘到40分鐘。
15.按權利要求12的方法，其中所述基材包括一種或多種選自矽、鋁、聚合物樹脂、二氧化矽、摻雜型二氧化矽、砷化鎵、III/V族化合物、四氮化三矽、鉭、銅、多晶矽、陶瓷和鋁/銅混合物。
16.按權利要求12的方法，其中用光源、X-射線或離子束照射實施曝光步驟。
17.按權利要求12的方法，其中所述的光敏劑包括三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(60/40)重氮萘醌磺酸酯。
18.按權利要求12的方法，其中用氫氧化鈉、氫氧化鉀或四甲基氫氧化銨實施顯影步驟。
19.按權利要求12的方法，其中的組合物還進一步包括從非芳香族著色劑、染色劑、抗條紋劑、均化劑、增塑劑、增粘劑、速度增強劑和表面活性劑中選擇的一種或多種組分。
20.按權利要求12的方法，其中按組合物無溶劑組分量為基準，a)的含量約為1到35％(重量)，b)的含量約為65到99％(重量)。
21.按權利要求12的方法，其中的溶劑組分包括一種或多種溶劑。
22.按權利要求12的方法，其中的溶劑包括丙二醇單甲基醚乙酸酯。
23.按權利要求12的方法，其中的溶劑包括3-乙氧基丙酸乙酯。
24.一種光敏劑，包括從約25％(重量)到約85％(重量)的三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50)重氮萘醌磺酸酯，和從約15％(重量)到約75％(重量)的三羥苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4(0/100到20/80)重量氮萘醌硫酸酯。
25.按權利要求24的光敏劑，包括三羥苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(60/40到70/30)重氮萘酯磺酸酯。
全文摘要
本發明提供一種光敏劑,它包括一種三羥苯基乙烷2,1,5—/2,1,4(80/20到50/50)重氮萘醌磺酸酯和一種三羥苯基·苯基酮2,1,5—/2,1,4(0/100到20/80)重氮萘醌硫酸酯;本發明還提供一種含該光敏劑和非水溶性但可溶於鹼水溶液的線型酚醛樹脂的光致抗蝕劑組合物,在光致抗蝕劑組合物中,該光敏劑含量應足以使光致抗蝕劑組合物均勻感光敏化,線型酚醛樹脂的含量應足以形成基本均勻的光致抗蝕劑組合物。
文檔編號G03F7/004GK1173928SQ96191853
公開日1998年2月18日 申請日期1996年2月9日 優先權日1995年2月9日
發明者A·卡尼澤, S·A·菲克納, P－H·盧, W·斯派絲 申請人:赫希斯特人造絲公司