[发明专利]低金属离子含量的对－甲酚低聚物和光敏的组合物

说明书

发明领域

本发明涉及正性光刻胶组合物，它在宽光谱(365-436nm)谱带范围特别感光；此组合物基于作为骨架的对甲酚，重氮萘醌敏化剂，酚醛清漆树脂和溶剂。

相关技术的描述

光刻胶是在其受到光化辐射(紫外线辐射)后，改变它们在显影剂溶液中的溶解度的材料。光刻胶组合物包括光敏化合物(有时叫作光敏剂)，一层形成聚合物树脂的膜和溶剂。能够有其它类型的组合物，如溶解在适当溶剂中的光敏剂组合物。把光刻胶组合物涂敷在将成为图案的基质上，然后加热去掉溶剂，剩下光刻胶为覆盖基质的膜。因为辐照光刻胶的缘故，在受到照射和未受到照射(全部遮盖)的抗蚀性膜之间产生不同的溶解速率，显影后产生表面凸纹花样。于显影溶液中，在辐照的区域变的较可溶的那些光刻胶被称为“正性”光刻胶。在辐照的区域变的比较不溶的那些光刻胶被称为“负性”光刻胶。本发明涉及适于用在正性光刻胶组合物的那些类化合物。

正性光刻胶可以包括水可溶的，碱性水溶液可溶的树脂，如酚醛清漆树脂或聚(对-羟基苯乙烯)和光敏剂。用旋涂，喷涂或其它适用的设备，把树脂和敏化剂从有机溶剂或溶剂混合物中涂敷到基质(硅片或镀铬的玻璃板)上。通常被用作处理正性光刻胶的显影剂是碱性水溶液，如硅酸钠，氢氧化钾，四甲基氢氧化铵和氢氧化铵。为了在光刻胶膜中产生凸纹花样，显影剂去除敷涂的光刻胶膜(已经被光或其它形式的辐射照射)的区域。

在集成电路加工中，利用适于各种基质的光敏膜是基本步骤。通常，基质是具有薄的氧化涂层或其它涂层(如氮化硅或氧化铝)的硅片。光敏膜被用于在一系列的步骤成像的基质，包括曝光(通过掩模图像)，显影以在蚀刻层产生凸纹花样和基质蚀刻步骤，以把图像转移到基质材料上。掩模图像必需被准确再现在基质蚀刻图像上。为了获得高的准确度，掩模图像必需被光刻胶层极好的溶解。常规的光刻胶可以使用酚醛清漆树脂作为水可溶的，碱可溶的成膜聚合物。

本发明的背景技术

本发明涉及辐射敏感的正性光刻胶组合物，特别涉及含有酚醛树脂清漆连同光敏剂的组合物，光敏剂是由2,1,4-或2,1,5-重氮磺酰氯与对-甲酚低聚物(作骨架)反应得到重氮磺酰酯。

本技术领域熟练人员公知的是生产正性光刻胶组合物，如美国专利Nos.3,666,473；4,115,128和4,173,470中所述。这些包括与光敏材料一起的水不溶性的，碱性水溶液可溶的苯酚-甲醛酚醛树脂清漆树脂，通常是取代的萘醌二叠氮(diazide)化合物。溶解在有机溶剂或溶剂的混合物中的树脂或敏化剂，作为薄膜或涂层被涂敷到用于所希望的特殊应用的基质上。

这些光刻胶配方的酚醛清漆树脂组分溶解在碱性水溶液中，但是在曝光前不溶。当被涂敷的基质部分对光化辐射成影像的曝光时候，使敏化剂变成碱可溶的，并且涂层的曝光的区域变得比未曝光区域更可溶。当基质被浸入或另外与碱性显影液接触，溶解度的差别造成光刻胶曝光区域溶解，而未被曝光的区域是基本上不受影响，因此在基质上产生正性凸纹花样。通常，然后曝光的和显影的基质须经蚀刻工艺。光刻胶涂层保护被涂敷的基质的区域免于受到蚀刻剂影响，蚀刻剂只能蚀刻未被涂敷的基质的区域，它相应于被光化辐射曝光的区域。因此，在基质上它相应于掩模，模板，模型等等图案，可以形成蚀刻的图形被用在显影前，于被涂敷的基质上产生选择的曝光图像。用这种方法在基质上产生的光刻胶的凸纹花样被用于包括生产小型化的集成电路的各种应用。

在商业实践中，光刻胶组合物的特性是重要的，包括它的感光速度，对比度，分辨率(边缘敏锐度)，加工过程中成像的热稳定性，加工宽容度(processing latitude)，线宽度控制(line width control)，干净的显影和未曝光膜的损失。