[go: up one dir, main page]

CN1280676C - 正型光阻剂组合物及形成光阻图样的方法 - Google Patents

正型光阻剂组合物及形成光阻图样的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1280676C
CN1280676C CN 03132821 CN03132821A CN1280676C CN 1280676 C CN1280676 C CN 1280676C CN 03132821 CN03132821 CN 03132821 CN 03132821 A CN03132821 A CN 03132821A CN 1280676 C CN1280676 C CN 1280676C
Authority
CN
China
Prior art keywords
photoresist composition
positive
photoresist
uniform reactivity
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN 03132821
Other languages
English (en)
Other versions
CN1570765A (zh
Inventor
曾炜展
宋清潭
庄志新
黄坤源
杜安邦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrial Technology Research Institute ITRI
Chang Chun Plastics Co Ltd
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
Chang Chun Plastics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Industrial Technology Research Institute ITRI, Chang Chun Plastics Co Ltd filed Critical Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority to CN 03132821 priority Critical patent/CN1280676C/zh
Publication of CN1570765A publication Critical patent/CN1570765A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1280676C publication Critical patent/CN1280676C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本发明提供一种具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,涂布后分别在不同制程步骤进行热交联反应及光分解反应而形成图形线路。这一新型的光阻剂组合物由一多组分树脂组合物、一光酸产生剂及一反应性单体所组成。当光阻剂组合物在软烤(soft-baking)时,该反应性单体与该多组分树脂组合物先形成一具有网状结构的聚合物。接着光阻剂组合物在曝光光源照射下,所产生的酸会使光阻剂中的多组分树脂分别进行化学增幅型树脂去保护基反应,以及网状结构树脂的光分解反应。因此,本发明所述的正型光阻剂由于其较佳的碱性对比能力及均匀的反应性,在微影制程时可得到较佳的光阻深宽比及分辨率。

Description

正型光阻剂组合物及形成光阻图样的方法
技术领域
本发明涉及一种多组分的正型光阻剂组合物,特别涉及一种运用于厚膜黄光微影技术中的,具有均匀反应性的正型光阻剂组合物。
背景技术
在半导体元件朝尺寸缩小的发展趋势下,迫切需要在微影制程中形成更精确的图案,以使半导体元件在设计上能够达到更高度的集成化。在此技术趋势与市场需求下,基板技术将朝向高密度配线、薄形化、细线化及高纵宽比等方向发展,以满足未来电子与光电多样化的载板技术需求。
在目前高密度配线载体基板的微影制程中,一般是利用负型光阻来进行载体基板的厚膜黄光微影制程,但由于在光阻厚度及分辨率的要求下,在制程上使用正型光阻有助于光阻厚膜及分辨率的提高,且利用正型光阻制作穿孔图案时,比负型显影光阻具有更低的缺陷比率。
正型光阻剂目前主要用在IC产业中作为薄膜光阻,可依曝光光源分为I-Line的DNQ/Novolac系统及深紫外光的化学增幅型系统两种。DNQ/Novolac系统光阻剂的涂布厚度一般约为0.5~5μm,分辨率约在0.35~5μm之间。而深紫外光的化学增幅型特定比例保护基树脂的涂布厚度约0.2~0.5μm,分辨率约在0.3~0.09μm之间。目前在高密度配线载体基板的微影制程中,一般所需的涂布厚度约为10~50μm,要求最佳分辨率约在10~50μm之间,因此,在载板高密度配线与多层化的趋势下,使用薄膜制程用正型光阻将会受到应用上的限制,例如光阻会因所需涂布的光阻膜厚度变大(通常大于5μm,较原先之0.2μm至1μm之适用范围超出许多)而造成光学穿透度下降,进而使所需曝光能量过高,造成光阻表面与底部区域受光程度上的差异,且常因为曝光光源与光阻材料反应不均匀的关系,导致光阻表面及侧壁不平整,而无法获得高分辨率的厚膜光阻。
具有化学增幅型特性的树脂组合物,因其具有对酸不稳定的官能基,在曝光后的酸催化反应下可进行去保护反应,去除对酸不稳定官能基,因而可改变光阻组成分子的亲疏水性质,且由于对酸不稳定的官能基在去保护反应后,会进一步释放出酸,可降低光阻剂所需的曝光能量,因此,常被作为正型光阻剂的组分之一。然而,此种化学增幅型光阻组合物的抗溶解能力及聚合均匀性不足,造成未曝光与曝光的光阻膜层对比较差,易使线路轮廓失真及造成边缘粗糙。
未来几年受线路精密的要求影响,高密度互联多层基板将成主流,光阻剂的分辨率更必须要求提升至10~25μm及,并将采用更高的光阻膜厚度的制程技术,因此开发出一种具有高均匀反应性且高效能的正型光阻,是目前微影蚀刻制程技术上亟需研究之重点。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,涂布后分别在不同制程步骤进行热交联反应及光分解反应而形成图形线路。此正型光阻剂组合物不易溶于碱水溶液中,在曝光光源的照射下,组合物中的光酸所产生的酸会使光阻剂组合物进行多重反应,包括对网状结构树脂的去缩醛反应及对化学增幅型树脂的去保护反应,以同时改变光阻组成分子的亲疏水性质及光阻组成分子的分子量,达到使正型光阻剂组合物均匀反应的目的,如此一来,当本发明所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物运用于厚膜光阻图形化制程时,不需提高曝光能量就能使光阻反应完全,故不会发生因曝光光源散射及光阻材料反应不均所造成的光阻缺陷,且由于本发明所述的正型光阻剂组合物具有高均匀反应性及较佳抗溶解能力,因此用于微影蚀刻技术中可获得更佳的分辨率。
为达上述目的,本发明所述的光阻剂组合物为由多种树脂组成的正型光阻剂组合物,该光阻剂组合物包括溶解在有机溶剂中形成均匀溶液形式的:
(a)酚醛树脂化合物,100重量份;
(b)具有对酸不稳定官能基的树脂化合物,1至100重量份;
(c)反应性单体,其以乙烯基醚或环氧基(脂环族环氧化物)为主结构,1至100重量份;以及
(d)光酸产生剂,1至35重量份。
本发明所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,主要结合了传统用于正型光阻剂的分子量改变型系统及化学增幅型系统的优点。在本发明所述的正型光阻剂中,酚醛树脂化合物与具有对酸不稳定官能基的树脂化合物构成一多组分树脂,不但能利用具有对酸不稳定官能基的树脂化合物降低光阻剂所需的曝光能量,而且该多组分树脂也可降低曝光后酸催化反应的感度,且该具有对酸不稳定官能基的树脂化合物在酸催化下可进行去保护反应,去除对酸不稳定的官能基,从而改变光阻组成分子的亲疏水性质,获得正型光阻的特性;该多组分树脂更可进一步降低光阻剂组合物整体的碱液溶解能力;且于光阻剂中加入以乙烯基醚为主结构的反应性单体,在曝光前的软烤过程中,可有效将酚醛树脂化合物与具有对酸不稳定官能基的树脂化合物束缚于高度交联的网状结构中,如此一来可使未曝光前的光阻膜层具有较佳的聚合均匀性,增加了光阻对比能力,以进一步使光阻轮廓符合制程所需;且该反应性单体与树脂组合物所形成的高度交联网状结构在曝光后的酸催化下,其键结亦可被分解,导致光阻组合物分子量改变,使得被曝光光阻的溶解能力上升,进一步增加了光阻剂的高深宽比与分辨力。
为进一步说明本发明的内容,以下将针对本多重反应模式下正型光阻剂组合物中的各组分,逐一加以叙述。
本发明所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,包含至少一种酚醛树脂作为成份(a),其可为具有邻、间、对酚醛树脂或是甲酚醛树脂结构衍生物的聚合物,亦可为具有式(I)所述结构的化合物
Figure C0313282100091
式(I),
其中R1可相同也可不同,且选自下列基团之一:-CH2-、 烷基、环烷基、烷氧基、烯基、炔基或芳基,而其中烷基、烷氧基、烯基或炔基含有2-12个碳原子且为直链型或支链型,环烷基含有3-12个碳原子,n值在1~100之间。
根据本发明所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其中具有式(I)所述结构的酚醛树脂化合物,其每一碳原子上的氢,视需要可被卤素、氰基、甲基、-R″、-CO2H、-CO2R″、-COR″、-R″CN、-CONH2、-CONHR″、-CONR″2、-OCOR″或OR″所取代,其中R″选自下列基团中的一种或多种:含有1-12碳原子的取代或未取代的烷基、炔氧基、烷氧基、烯基、炔基、烯氧基、杂环基、芳基、芳烷基、杂芳基、或脂族多环基,且该具有式(I)所述结构的酚醛树脂化合物中,n值优选在2~30之间。
适用于本发明成份(b)具有对酸不稳定官能基的树脂化合物,选自具有对酸不稳定官能基的压克力树脂(又称为丙烯酸类树脂)、具有对酸不稳定官能基的聚羟基苯乙烯(PHS)树脂或其混合物。其中该对酸不稳定的官能基指在酸催化去保护基作用所产生的带正电荷状态下不稳定,而易自行释放出H+离子以使自身成为一稳定分子的基团,而该对酸不稳定的官能基可选自下列基团中的一种或多种:叔丁基、四氢吡喃-2-基、2-甲基四氢吡喃-2-基四氢呋喃-2-基、2-甲基四氢呋喃-2-基、1-甲氧基丙基、1-甲氧基-1-甲基乙基、1-乙氧基丙基、1-乙氧基-1-甲基乙基、1-甲氧基乙基、1-乙氧基乙基、1-丁氧基乙基、1-叔丁氧基乙基、1-异丁氧基乙基、叔丁氧基羰基、叔丁氧基羰甲基、三甲基硅烷基、3-叔丁基二甲基硅烷基及2-乙酰 基-1-基(2-acetylmenth-1-yl)。
优选地,所述具有对酸不稳定官能基的压克力树脂(又称为丙烯酸类树脂)选自下列树脂中的一种或多种:四甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、新戊基二醇二丙烯酸酯、新戊基二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化的双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化的双酚A二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油基丙氧基三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、丙烯酸环氧丙酯、甲基丙烯酸环氧丙酯及其混合物的共聚物。
适用于本发明组份(c)的反应性单体,优选以乙烯基醚或环氧基为主结构的反应性单体,乙烯基醚反应性单体可选自下列单体中的一种或多种:1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、1,2-丙二醇二乙烯基醚、1,3-丙二醇二乙烯基醚、1,3-丁二醇二乙烯基醚、1,4-丁二醇二乙烯基醚、四亚甲基二醇二乙烯基醚、新戊二醇二乙烯基醚,己烷二醇二乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二甘醇二乙烯醚、三甘醇二乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚或内酯;而脂环族环氧化物(cycloaliphatic epoxide)可为N,N-二缩水甘油基-4-脱水甘油基苯胺(N,N-diglycidyl-4-glycidyloxyaniline)、3,4-环氧环己烷基甲基羧酸酯、3,4-环氧环己烷羧酸酯、1,2-环己烷二缩水甘油基二羧酸酯(1,2-cyclohexane diglycidyldicarboxylate)。
适用于本发明组分(d)的光酸产生剂,为任何适合的光酸产生剂,较佳的光酸产生剂选自下列盐类中的一种或几种:鎓盐、三芳基鋶盐、烷芳基鋶盐、二芳基碘鎓盐、二芳基氯鎓盐、二芳基溴鎓盐、磺酸盐、重氮盐及其重氮萘醌磺酸盐。
上述三芳基鋶盐的具体例子包括三芳基六氟磷酸鋶盐、三苯基三氟甲烷磺酸盐(triphenyl triflate)、三苯基锑酸盐、甲氧基三苯基三氟甲烷磺酸盐(methoxytriphenyl triflate)、甲氧基三苯基锑酸盐、三甲基三苯基三氟甲烷磺酸盐(trimethyl triphenyltriflate)或上述化合物的混合物。
根据本发明所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,对于其中的(a)酚醛树脂及(b)具有对酸不稳定官能基的树脂,其适用分子量在2000至150000之间,而酚醛树脂及具有对酸不稳定官能基的树脂,其较佳的分子量在3000至100000之间。
本发明具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,在曝光光源照射后进行一多重反应模式,该多重反应模式包括光阻组成分子亲疏水性质改变及光阻组成分子分子量改变的同步反应。
根据本发明所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,可更同时包括多种具有不同分子量分布的树脂,以进一步增加光阻均匀性,并增加曝光前的抗溶解能力。
根据本发明所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其更可包括:
(e)的光阻剂添加物,0.1至100重量份。
该光阻剂添加物可选自下列添加剂中的一种或多种:溶解抑制剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、着色剂、消泡剂、流平剂、填充剂及增稠剂。
本发明多重反应模式的正型光阻剂组合物中,所述具有对酸不稳定官能基的树脂化合物与所述酚醛树脂化合物的重量比优选为1∶6至1∶1。
本发明还涉及一种使该具有均匀反应性的正型光阻剂组合物形成光阻图案的方法,该方法包括以下步骤:于经过处理的基材上涂覆该具有均匀反应性的正型光阻剂组合物;将所形成的厚膜光阻选择性地曝光于一曝光光源下;及以碱性水溶液显影经曝光后的厚膜光阻。所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物如上所定义。
附图说明
图1a至图1b为比较实施例1的光阻剂组合物涂布于铜箔基板上经曝光显影后的SEM图,光阻剂分辨率依序分别为10.5μm及15μm,而所得到的线宽/间隙分别为1/1.8及1/1.6;
图2a至图2b为比较实施例2的光阻剂组合物涂布于铜箔基板上经曝光显影后的SEM图,光阻剂分辨率依序分别为9.8μm及13.3μm,而所得到的线宽/间隙分别为1/2.1及1/2。
图3a至图3c为实施例1的光阻剂组合物涂布于铜箔基板上经曝光显影后的SEM图,光阻剂分辨率依序分别在9.5μm、15μm及20μm,而所得到的线宽/间隙分别为1/1.1、1/1及1/1。
图4a图至图4b为实施例2的光阻剂组合物涂布于铜箔基板上经曝光显影后的SEM图,光阻剂分辨率依序分别在14.3μm及17μm,而所得到的线宽/间隙分别为1/1.1及1/1.35。
具体实施方式
以下通过几个实施例及比较实施例并结合附图,以更进一步说明本发明的方法、特征及优点,但并非用来限制本发明的范围。
比较实施例1
取分子量(Mw)3300的甲酚醛树脂(购自Bordeone公司,编号DPD-193A)溶于γ-丁内酯中,树脂浓度为66.6wt%。取上述树脂溶液25克,加入部份羟基上的氢被叔丁基取代的聚羟基苯乙烯(PHS)共聚物树脂2.72克,再利用超声波振荡使其完全溶解,最后,加入光酸三芳基六氟磷酸鋶盐的50%碳酸丙二醇酯溶液(Triaryl Sulfonium Hexafluorophosphate 50% inPropylene Carbonate)(购自美国沙多玛化学公司(SARTOMERChemical),编号SarCatK185)0.27克,搅拌至混合均匀,至此完成组合物的制备。该光阻剂组合物的组成及重量百分比如表1:
表1
  光阻剂成份   重量百分比(wt%)
  D_PD-193APHSSarCatK185γ-丁内酯   35.739.720.9753.58
将光阻剂组合物涂布于1/2oz铜箔基板上,厚度为10μm;对上述光阻膜层进行软烤(soft baking),软烤条件为在80℃下进行10分钟;曝光光源为平行光UV(波长365nm±10%),曝光能量200mJ/cm2,对光阻剂进行曝光;之后进行曝后烘烤(post-exposure bake,PEB),曝后烘烤条件为在120℃下进行10分钟。
在光阻膜曝后烘烤后,利用2.38%氢氧化四甲基铵水溶液(SD-1,电子级)使该光阻膜在超声波振荡槽中显影,显影时间控制为300秒。请参考图1a至图1b,其为显示光阻图形经曝光显影后所得到的扫瞄式电子显微镜(SEM)图,由SEM图可知光阻宽度分别为10.5μm及15μm,而所得到的线宽/间隙分别为1/1.8及1/1.6,而原图形的光阻线宽/间隙比设定为1/1。
比较实施例2
取8克分子量(Mw)为330的甲酚醛树脂(购自Bordeone公司,编号D_PD-193A),及2克分子量(Mw)为6000~8500的甲酚醛树脂(购自Bordeone公司,编号D_PD-140A),将它们溶于15克γ-丁内酯中,树脂浓度为66.6wt%。接着,加入部份羟基上的氢被叔丁基取代的聚羟基苯乙烯(PHS)无规共聚物树脂2.72克,再利用超声波振荡使其完全溶解,最后,加入光酸三芳基六氟磷酸鋶盐的50%丙二醇碳酸酯溶液(TriarylSulfonium Hexafluorophosphate 50% in PropyleneCarbonate)(购自美国沙多玛化学公司(SARTOMERChemical),编号SarCatK185)0.27克,搅拌至混合均匀,至此完成组合物制备。该光阻剂组合物的组成及重量百分比如表2:
表2
  光阻剂成份   重量百分比(wt%)
  D_PD-193AD_PD-193APHSSarCatK185γ-丁内酯   28.587.159.720.9753.58
将光阻剂组合物涂布于1/2oz铜箔基板上,厚度为10μm;对上述光阻膜层进行软烤,软烤条件为在80℃下进行10分钟;曝光光源为平行光UV(波长365nm±10%),曝光能量300mJ/cm2,对光阻剂进行曝光;然后进行曝后烘烤(PEB),曝后烘烤的条件为在120℃下进行10分钟。
曝后烘烤后,利用2.38%氢氧化四甲基铵水溶液(SD-1,电子级)使该光阻膜在超声波振荡槽中显影,显影时间控制为160秒。请参考图2a至图2b,其为显示光阻图形经曝光显影后所得到的扫瞄式电子显微镜(SEM)图,由SEM图可知光阻宽度分别为9.8μm及13.3μm,而所得到的线宽/间隙分别为1/2.1及1/2,而原图形的光阻线宽/间隙比系设定为1/1。
上述比较实施例中所述的正型光阻剂为性质相近,且具有化学增幅型特性的光阻组合物,其在微影制程时可降低光阻剂所需的曝光能量。然而,此种化学增幅型光阻组合物的抗溶解能力及聚合均匀性不足,造成未曝光与曝光的光阻膜层之间的对比较差,因此氢氧化四甲基铵水溶液在去除被曝光光阻剂的同时也溶解了部分未曝光光阻膜层的两侧部分厚度,使得曝光显影后的光阻线宽明显较先前所预设的光阻线宽减少许多,如此一来将造成制程中图案定义的失真,且易造成线路轮廓失真及边缘粗糙的现象。
实施例1
取分子量(Mw)为3300的甲酚醛树脂(购自Bordeone公司,编号D_PD-193A)溶于γ-丁内酯中,树脂溶液浓度为66.6wt%。取上述树脂溶液25克,加入部份羟基上的氢被叔丁基取代的聚羟基苯乙烯(PHS)无规共聚物树脂2.72克中,再利用超声波振荡使其完全溶解。接着,加入三乙二醇四乙烯基醚0.3克,最后,再加入光酸三芳基六氟磷酸鋶盐的50%丙二醇碳酸酯溶液(Triaryl Sulfonium Hexafluorophosphate 50% inPropylene Carbonate)(购自美国沙多玛化学公司(SARTOMERChemical),编号SarCatK185)0.27克,搅拌至混合均匀,至此完成组合物的制备。该光阻剂组合物的组成及重量百分比如表3:
表3
  光阻剂成份   重量百分比(wt%)
  D_PD-193APHSSarCatK185三乙二醇四乙烯基醚γ-丁内酯   35.359.610.951.0653.03
将光阻剂组合物涂布于1/2oz铜箔基板上,厚度为10μm;对上述光阻膜层进行软烤,软烤条件为在130℃下进行15分钟;曝光光源为平行光UV(波长365nm±10%),曝光能量200mJ/cm2,对光阻层进行曝光;然后进行曝后烘烤,曝后烘烤条件为在130℃下进行15分钟。
曝后烘烤后,利用2.38%氢氧化四甲基铵水溶液(SD-1,电子级)使该光阻膜在超声波振荡槽中显影,显影时间控制为180秒。请参考图3a至图3c,其为显示光阻图形经曝光显影后所得到的扫瞄式电子显微镜(SEM)图,由SEM图可知光阻宽度分别为9.5μm、15μm及20μm,而所得到的线宽/间隙分别为1/1.1、1/1及1/1,而原图形的光阻线宽/间隙比设定为1/1。
实施例2
取分子量(Mw)为3300的甲酚醛树脂(购自Bordeone公司,编号D_PD-193A)溶于环戊酮(cyclopentanone)中,树脂浓度为66.6wt%。取上述树脂溶液25克,加入部份羟基上的氢被叔丁基取代的聚羟基苯乙烯(PHS)无规共聚物树脂2.72克,再利用超声波振荡使其完全溶解。接着,加入三乙二醇四乙烯基醚0.4克,再加入光酸三芳基六氟磷酸鋶盐的50%丙二醇碳酸酯溶液(Triaryl Sulfonium Hexafluorophosphate 50% inPropylene Carbonate)(购自美国沙多玛化学公司(SARTOMERChemical),编号SarCatK185)0.27克,搅拌至混合均匀,至此完成组合物的制备。其光阻剂组合物的组成及重量百分比如表4:
表4
  光阻剂成份   重量百分比(wt%)
  D_PD-193APHSSarCatK185三乙二醇四乙烯醚环戊酮   35.239.580.951.4152.83
将光阻剂组合物涂布于1/2oz铜箔基板上,厚度为10μm;对上述光阻膜层进行软烤,软烤条件为在130℃下进行15分钟;曝光光源为平行光UV(波长365nm±10%),曝光能量200mJ/cm2,对光阻层进行曝光;然后进行曝后烘烤,曝后烘烤条件为在130℃下进行15分钟。
曝后烘烤后,利用2.38%氢氧化四甲基铵水溶液(SD-1,电子级)使该光阻膜在超声波振荡槽中显影,显影时间控制为260秒。请参考图4a至图4b,其为显示光阻图形经曝光显影后所得到的扫瞄式电子显微镜(SEM)图,由SEM图可知光阻宽度分别为14.3μm及17μm,而所得到的线宽/间隙分别为1/1.1及1/1.35,而原图形的光阻线宽/间隙比设定为1/1。
综上所述,本发明涉及一种具有多组分树脂高度交联网状结构的正型光阻剂组合物,其对于碱水溶液有极佳的抗溶解能力。此光阻剂在曝光光源照射下,所产生的酸会使多组分树脂中的化学增幅型树脂进行去保护反应及使聚合型树脂进行去缩醛反应,因而同时改变了光阻组成分子的亲疏水性质及光阻组成分子的分子量,使未曝光与曝光的光阻膜层具有较佳的对比,在进行光阻剂制程时可得到较高的分辨率。在本发明与公知技术比较时,公知技术中并没有类似作法,其原因在于此光阻剂需同时具有适当比例的多组分树脂来进行化学增幅型树脂的去保护反应及聚合型树脂的去缩醛反应;此外,为形成高度交联的网状结构以增进光阻剂未曝光前的聚合均匀度,也必需于光阻组合物中加入适当比例的网状结构反应性单体。因此,在一特定的比例范围下调配每一组分的比例,使其达到控制光阻剂的光反应效率并增加反应均匀度的目的,更是本发明所述正型光阻剂组合物的特征所在。

Claims (22)

1.一种具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,包括溶解在有机溶剂中形成均匀溶液形式的:
(a)酚醛树脂化合物,100重量份;
(b)具有对酸不稳定官能基的树脂化合物,1至100重量份;
(c)反应性单体,其以乙烯基醚反应性单体或脂环族环氧化物为主结构,1至100重量份;以及
(d)光酸产生剂,1至35重量份。
2.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述的酚醛树脂化合物为具有式(I)所述结构的化合物
Figure C031328210002C1
                    式(I),
其中R1可相同也可不同,且选自下列基团之一:
-CH2-、
Figure C031328210002C2
Figure C031328210002C3
烷基、环烷基、烷氧基、烯基、炔基及芳基,其中烷基、烷氧基、烯基、炔基含有2-12个碳原子且为直链型或支链型,环烷基含有3-12个碳原子,n值为1~100。
3.如权利要求2所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述具有式(I)结构的酚醛树脂化合物中每一碳原子上的氢,任选被卤素、氰基、-R″、-CO2H、-CO2R″、-COR″、-R″CN、-CONH2、-CONHR″、-CONR″2、-OCOR″或OR″所取代,其中R″选自含有1-12个碳原子的取代或未取代的烷基、炔氧基、烷氧基、烯基、炔基、烯氧基、杂环基、芳基、芳烷基、杂芳基、脂族多环基或其组合。
4.如权利要求2所述具有均匀反应性正型光阻剂组合物,其特征在于,所述具有式(工)结构的酚醛树脂化合物中,n值为2~30。
5.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述对酸不稳定的官能基选自下列基团中的一种或多种:叔丁基、四氢吡喃-2-基、2-甲基四氢吡喃-2-基、四氢呋喃-2-基、2-甲基四氢呋喃-2-基、1-甲氧基丙基、1-甲氧基-1-甲基乙基、1-乙氧基丙基、1-乙氧基-1-甲基乙基、1-甲氧基乙基、1-乙氧基乙基、1-丁氧基乙基、1-叔丁氧基乙基、1-异丁氧基乙基、叔丁氧基羰基、叔丁氧基羰甲基、三甲基硅烷基、3-叔丁基二甲基硅烷基及2-乙酰基-1-基。
6.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述具有对酸不稳定官能基的树脂化合物为具有对酸不稳定官能基的丙烯酸类树脂。
7.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述具有对酸不稳定官能基的树脂化合物为具有对酸不稳定官能基的聚羟基苯乙烯树脂。
8.如权利要求6所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述具有对酸不稳定官能基的丙烯酸类树脂选自下列树脂中的一种或多种:四甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、新戊基二醇二丙烯酸酯、新戊基二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化的双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化的双酚A二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油基丙氧基三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、丙烯酸环氧丙酯、甲基丙烯酸环氧丙酯及其混合物的共聚物。
9.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述的光酸产生剂选自于鎓盐、磺酸盐、重氮盐、重氮萘醌磺酸盐或其混合物。
10.如权利要求9所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述的鎓盐选自三芳基鋶盐、烷芳基鋶盐、二芳基碘鎓盐、二芳基氯鎓盐、二芳基溴鎓盐或其混合物。
11.如权利要求10所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述的三芳基鋶盐为三芳基六氟磷酸鋶盐。
12.如权利要求9所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述的盐选自由三苯基三氟甲烷磺酸盐、三苯基锑酸盐、甲氧基三苯基三氟甲烷磺酸盐、甲氧基三苯基锑酸盐、三甲基三苯基三氟甲烷磺酸盐及其混合物组成的组中。
13.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述的乙烯基醚反应性单体选自于1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、1,2-丙二醇二乙烯基醚、1,3-丙二醇二乙烯基醚、1,3-丁二醇二乙烯基醚、1,4-丁二醇二乙烯基醚、四亚甲基二醇二乙烯基醚、新戊二醇二乙烯基醚,已二醇二乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二甘醇二乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚或其混合物。
14.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述的脂环族环氧化物选自N,N-二缩水甘油基-4-脱水甘油基苯胺、3,4-环氧环己烷基甲基羧酸酯、3,4-环氧环己烷羧酸酯、1,2-环己烷二缩水甘油基二羧酸酯或其混合物。
15.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述成份(a)酚醛树脂及成份(b)具有对酸不稳定官能基的树脂,其分子量在2000至150000之间。
16.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述成份(a)酚醛树脂及成份(b)具有对酸不稳定官能基的树脂,其分子量在3000至100000之间。
17.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物在曝光光源照射后进行一多重反应模式,而该多重反应模式包括光阻组成分子亲疏水性质改变及光阻组成分子分子量改变的同步反应。
18.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述的光阻剂组合物还包括:
(e)光阻剂添加物,0.1至100重量份。
19.如权利要求18所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述的光阻剂添加物选自于溶解抑制剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、着色剂、消泡剂、流平剂、填充剂及增稠剂中的一种或多种。
20.如权利要求1所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物,其特征在于,所述具有对酸不稳定官能基的树脂化合物与所述的酚醛树脂化合物的重量比范围在1∶6至1∶1之间。
21.一种形成光阻图案的方法,依次包括以下步骤:
于经过处理的基材上涂覆一具有均匀反应性的正型光阻剂组合物;
将所形成的光阻选择性地以一曝光光源照射;以及
以碱性水溶液处理经曝光后的光阻,
其中,所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物包括:
(a)酚醛树脂化合物,100重量份;
(b)具有对酸不稳定官能基的树脂化合物,1至100重量份;
(c)反应性单体,其以乙烯基醚为主结构,1至100重量份;以及
(d)光酸产生剂,1至35重量份。
22.如权利要求21所述形成光阻图案的方法,其特征在于,所述具有均匀反应性的正型光阻剂组合物在所述曝光光源照射后进行一多重反应模式,而该多重反应模式包括光阻组成分子亲疏水性质改变及光阻组成分子分子量改变的同步反应。
CN 03132821 2003-07-21 2003-07-21 正型光阻剂组合物及形成光阻图样的方法 Expired - Lifetime CN1280676C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 03132821 CN1280676C (zh) 2003-07-21 2003-07-21 正型光阻剂组合物及形成光阻图样的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 03132821 CN1280676C (zh) 2003-07-21 2003-07-21 正型光阻剂组合物及形成光阻图样的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1570765A CN1570765A (zh) 2005-01-26
CN1280676C true CN1280676C (zh) 2006-10-18

Family

ID=34469949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 03132821 Expired - Lifetime CN1280676C (zh) 2003-07-21 2003-07-21 正型光阻剂组合物及形成光阻图样的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1280676C (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8828651B2 (en) * 2005-07-25 2014-09-09 Nissan Chemical Industries, Ltd. Positive-type photosensitive resin composition and cured film manufactured therefrom
WO2007145249A1 (ja) * 2006-06-15 2007-12-21 Nissan Chemical Industries, Ltd. 環構造を持つ高分子化合物を含有するポジ型感光性樹脂組成物
FR2964102B1 (fr) * 2010-09-01 2013-03-29 Commissariat Energie Atomique Utilisation de sels de diazonium pour la formation de couches epaisses sur au moins une surface d'un substrat

Also Published As

Publication number Publication date
CN1570765A (zh) 2005-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1306340C (zh) 光刻胶组合物和形成光刻胶图像的方法
CN1173233C (zh) 化学放大型正光刻胶组合物
KR101342822B1 (ko) 주형 형성용 조성물
KR100711540B1 (ko) 포지티브형 레지스트 조성물
US20040142279A1 (en) Overcoating composition for photoresist and method for forming photoresist pattern using the same
CN101080669A (zh) 作为含硅光致抗蚀剂的垫层的低折射指数聚合物
KR20050103296A (ko) 실세스퀴옥산 수지, 포지티브형 레지스트 조성물, 레지스트적층체 및 레지스트 패턴 형성 방법
CN1428654A (zh) 感放射线组合物及图案形成方法及半导体装置的制造方法
CN1782876A (zh) 具有改善抗蚀性能的氟化光刻胶材料
TW589516B (en) Positive photo resist with uniform reactivity and patterning process using the same
KR100852376B1 (ko) 레지스트 조성물, 적층체, 및 레지스트 패턴 형성 방법
KR20130028872A (ko) 포지티브형 레지스트 조성물 및 패턴 형성 방법
KR102117291B1 (ko) 아미드 성분을 포함하는 포토레지스트
CN1280676C (zh) 正型光阻剂组合物及形成光阻图样的方法
JP2001142217A (ja) 感光性基材、それを用いたレジストパターンの形成方法およびポジ型レジスト組成物
CN1719337A (zh) 顶端抗反射涂料聚合物、制法及顶端抗反射涂料组合物
CN100545753C (zh) 化学放大型正性光致抗蚀剂组合物以及形成抗蚀剂图案的方法
CN1692314A (zh) 化学放大正性光致抗蚀剂组合物
KR20050054954A (ko) 화학증폭형 포지티브형 포토레지스트 조성물 및 레지스트패턴 형성방법
CN115542665B (zh) 一种正性化学放大型光刻胶及其使用方法
KR20100130958A (ko) 포지티브형 레지스트 재료 및 패턴 형성 방법
CN1498361A (zh) 新共聚物及光致抗蚀组合物
CN115951561A (zh) 一种化学放大型正性i线光刻胶及其制备与使用方法
JP2008102277A (ja) 熱リソグラフィー用化学増幅型ポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
JP2005128455A (ja) ホトレジスト組成物およびレジストパターン形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20061018

CX01 Expiry of patent term