[发明专利]用于激光烧蚀的负性光致抗蚀剂组合物及其使用方法

说明书

可通过宽带紫外辐射交联的组合物，其在交联后能够通过在222nm和308nm之间发射的UV准分子激光进行冷烧蚀，其中所述组合物包含可在碱水溶液中显影的负性色调抗蚀剂，还包含强烈吸收约220nm至约310nm范围内的紫外辐射的共轭芳基添加剂。本发明还涵盖包括步骤a)，b)和c)的方法，a)将权利要求1的组合物涂覆在基底上；b)通过用宽带UV曝光辐照使整个涂层交联；c)通过用在222nm和308nm之间发射的UV准分子激光的冷激光烧蚀在交联涂层中形成图案。最后，本发明还涵盖本发明还涵盖包括步骤a')，b')，c')和d')的方法a)将权利要求1的组合物涂覆在基底上；b)通过掩模通过用宽带UV曝光的辐照使部分涂层交联；c)用碱水溶液显影涂层，除去涂层的未曝光区域，从而形成第一图案；d)通过用在222nm和308nm之间发射的UV准分子激光冷激光烧蚀第一图案，在第一图案中形成第二图案。

公开了新的组合物，其涂覆在基底上的膜是对宽带UV辐射敏感的 酚类负性色调交联抗蚀剂，并且其在暴露于该宽带辐射的区域中还可 以通过用在222nm和308nm之间的波长下发射的准分子激光的冷激光 烧蚀而图案化，并且其还能够被涂覆成厚膜。

还公开了通过用在222nm和308nm之间的波长下发射的准分子激 光冷激光烧蚀成像由该组合物涂覆的膜制造凹凸图像的新的方法，这 些新的组合物在基底上涂覆的膜预先已经通过宽带曝光交联。

还进一步公开了用新的组合物制造图像的另一种新的方法，该方 法是用在222nm和308nm之间的波长下发射的准分子激光冷激光烧蚀 形貌图像，该形貌图像预先由用宽带紫外曝光通过掩模曝光并用碱水 溶液显影成像在基底上的新的组合物膜中。

由这些新的组合物和方法制备的凹凸图像可用于形成可用于电子 内层互连的金属凸块和柱。它们还可以用作金属布线图的电化学沉积 的模板。这些光加工方法已经在例如芯片级封装，微电子机器系统， 高密度互连线路，液晶器件，有机晶体管，发光二极管，显示器等应 用中具有实用性。

许多电子组件的制造通常可以仅通过使用厚膜光敏光致抗蚀剂材 料、组合物和方法容易地实现。该方法包括用光敏光致抗蚀剂组合物 涂覆所需基底并干燥，随后通过包含线迹、凸块孔和其他结构的所需 图案的光掩模将光致抗蚀剂暴露于光化辐射。在负性光致抗蚀剂的情 况下，曝光区域被硬化，而当通过掩模曝光时，未曝光区域通过合适 的显影溶液(通常为碱水溶液)去除。在许多光加工过程中，涂覆和 干燥的光致抗蚀剂的厚度需要为30微米，而线迹、凸块孔和其他结构 的尺寸可以至少为15微米。一旦线迹、凸块和其他结构被制造，就在 剥离过程中通常使用碱水溶液再次去除光致抗蚀剂。

当激光激发导致直接键断裂时实现冷激光烧蚀。具体而言，这是 不改变系统温度的光化学过程。这通常用在222nm和308nm之间发射 的UV准分子激光进行。

本申请的创造性调配物包含负性色调抗蚀剂，当涂覆在基底上时， 其对宽带UV辐射敏感，其在该波长处的成像通过由宽带辐射诱导的交 联反应进行，但是其对用222nm和308nm之间发射的UV准分子激光的 冷激光烧蚀也是敏感的。

这些新的组合物包含以下：

1)允许组合物在基底上作为厚膜涂覆并赋予基底上的这些涂层作 为对宽带辐射敏感的负性色调，交联，碱可显影抗蚀剂涂层的性质的 组分，和

2)至少一种额外的敏化剂组分，其在宽带曝光膜涂覆并暴露于宽 带辐射之后对冷激光烧蚀的敏感。

用于赋予负性色调宽带敏感性的组分，碱溶性树脂包含酚部分， 羧酸部分或两种类型部分的组合，使得树脂溶解在碱水溶液中，可溶 解新的组合物的所有组分并使组合物适用于在基底上涂覆厚膜的有机 溶剂；至少一种交联剂；至少一种对宽带辐射敏感的光引发剂。

使涂层组合物对用222nm和308nm之间的准分子激光的冷激光烧 蚀敏感的添加剂包含强烈吸收约222nm至约310nm的紫外辐射的共轭 芳基化合物。