[发明专利]光刻胶组成物及其图案化方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种光刻胶组成物，其可在一利用波长如氟化氪(248nm)或更短的光源的半导体及一平面显示器工艺中，被用来形成一图案，以及其一形成图案的方法。本申请案是主张公园2006年8月4日在韩国智慧财产局(KIPO)申请，申请案号第10-2006-0073900号专利案的优先权，其所公开的事项会被完整地并入本文中。 

背景技术

一般来说，当在制造半导体时，使用光刻胶(或称为光阻)组成物的微影过程期间，会进行微处理。在微影过程中，依照雷利方程式(RayleighEquation)对于一绕射极限所示，可藉由降低光源波长来增进解析度，因此，被使用来制造半导体的微影过程的光源波长，会按照g-line(波长436nm)、i-line(波长为365nm)、氟化氪准分子激光(波长248nm)及氟化氩准分子激光(波长193nm)的顺序被降低。 

在最近几年中，集成电路的整合已经被提高，因此，对亚微米(submicron)级图案的要求亦同样地被提高。特别是因为藉由使用光微影方法可以制造64M至1G的动态随机记忆体(DRAMs)，所以使用氟化氪准分子激光或氟化氩准分子激光(或称为镭射)光源的光微影工艺方法受到瞩目。同时，彩色滤光片同样地和光刻胶一起被使用，并且需要微图案。然而，相较用于曝光光源的已知的镜片，用于短波长的准分子激光曝光装置的镜片的生命周期较短。因此，镜片可在短时间内对准分子激光曝光是较佳的。 

在相关的技术中，酚醛型树脂是光刻胶组成物的主要成分，其可用在使用g-line(436nm)及i-line(365nm)光源的曝光工艺。 

依照朗伯-比尔定律(Lambert-Beer Law)，吸光度是与穿透距离(transmission length)及吸光物质的浓度成正比，因此，如果降低吸光物质的浓度，则可降低整体的吸光度，而使光刻胶的透射率提高。 

图1是说明一包括酚醛型树脂及光感剂的已知非化学增幅型光刻胶的光透射率对应于波长的曲线图，其x轴是代表波长(单位：nm)及y轴是代表光透射率(单位：％)。 

请参照图1所示，该光透射率在248nm或更短的光源波长时呈等比级数的降低。由于已知的非化学增幅型光刻胶在248nm或更短的光源波长时，具有不佳的光透射率，因此不适用于248nm或更短的光源波长上。 

因此，在使用已知的非化学增幅型光刻胶作为g-line光刻胶和i-line光刻胶时，则因其高吸光度和低光感度，而在主要使用于现今产业领域的氟化氪半导体曝光过程中，形成半导体微图案会有困难。因此，在现今产业领域中，g-line光刻胶和i-line光刻胶不能用于氟化氪或更短的短波长光源的曝光上。 

所以，对于应用在氟化氪或更短的短波长光源上，而具有高光透射率的酚醛型树脂，其需求则日渐成长。同时，包含光酸产生剂(photoacidgenerator)的化学增幅型光刻胶，亦被使用在氟化氪或更短的短波长光源的曝光。该化学增幅型光刻胶的主要成分包含聚羟基苯乙烯(PHS)聚合物及光酸产生剂和一用来改良对比和控制溶解度的反应抑制剂(reactionprohibitor)。在光刻胶材料的发展上，化学增幅(Chmical amplification)在光刻胶的化学机制及使用上是被导入的一新的概念。化学增幅意指藉由光子所激发的活性物质，所产生的化学连锁反应，来显著地增加量子产量。在化学增幅过程中，藉由单一光化学反应所激发的活性物质来担任一催化剂的作用，以连续地产生如断链(deprotection)或交联(crosslinking)的化学反应，因此，相较于早期催化剂所产生的量子产量，上述化学反应的总量子产量是被显著性地增加。 

当使用化学增幅型光刻胶时，由曝光部分的光酸产生剂所被激发的酸质，藉由曝光后的烘烤(PEB，Post Exposure Bake)过程而被扩散。在此情况下，曝光部分对于碱性显影溶液的溶解度藉由使用该酸质作为催化剂的化学反应而改变，以形成正型或负型的图案。同时，因为化学增幅型光刻胶包括作为催化剂的酸质，如果一基板具有一碱基的特性，则会因酸的钝化(deactivation)，而在其显影轮廓的较低部份产生拖尾(tailing)。