光掩模涂层制造技术

一种具有氟化磷（膦）酸酯涂层的光掩模以及使用该光掩模的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及接触印刷，更特别地涉及涂层组合物和涂布用于光刻工艺的光掩模的方法。
技术介绍
电子学中现在的产品趋势是需要更精细和更小间距的柔性电路。柔性电路制造工艺的成像步骤期间，粘附光掩模的小颗粒造成的重复缺陷可能显著降低产品产率。柔性电路的制造包括形成层间紧密接触的多个介电和导电材料层。可以通过有选择地将材料引入层或从层除去，对这些层的至少一个进行布图。可以用光刻工艺产生该图案。例如，在待布图的层表面上施加光致抗蚀剂材料层。具有所需图案形式的透明和不透明区域的光掩模用于有选择地将光致抗蚀剂曝光至紫外线。在负性光致抗蚀剂情况下，光将导致光致抗蚀剂部分在曝光区域发生交联反应，或在正性光致抗蚀剂情况下，光致抗蚀剂部分发生反应破坏曝光区域中聚合物的结构。用合适的溶剂可以除去光致抗蚀剂的所需部分。在负过程情况下可以蚀刻掉曝光的底层区域，或在正过程情况下则增加。两种情况下所述层均被布图。光刻工艺能产生具有优良特征分辨率的柔性电路，并能够高产率地制备。如果在不同的层上施加不同的图案，必须在光致抗蚀剂层上正确地排布光掩模。当在该光刻工艺期间光掩模接触光致抗蚀剂放置时，可用夹具或真空将光掩模固定在光致抗蚀剂上。然而，通常在图案或光掩模中产生缺陷，特别是当重复使用光掩模以在不清洁光掩模的情况下连续印刷多个基层时。从而，必须检查并有规律地清洁光掩模。如果不能消除缺陷，这极大地影响光刻技术的生产能力，并增加成本，且必须替换光掩模。常规的光掩模通常包含铬和玻璃区域。光通过玻璃区域但通不过铬区域。玻璃和铬都是高表面能材料，其可以导致光致抗蚀剂颗粒或粉尘粘附至光掩模。当颗粒粘到玻璃上时，光被吸收，从而不能达到光致抗蚀剂。这可能导致指定区域的曝光不充分，从而产生缺陷。此外，粘附至光掩模的颗粒可能在光掩模和光致抗蚀剂表面间产生缝隙，从而降低所得图像的分辩率。专利技术概括本专利技术的一种实施方式提供了一种对元件布图的方法，使用具有透明部分和第一与第二表面的光掩模，该方法包括(a)将包含氟化磷(膦)酸酯材料的层涂布至光掩模的第一表面；(b)将光掩模被涂布的第一表面紧靠元件放置，使得氟化磷(膦)酸酯层与元件接触；和(c)施加辐照能至光掩模的第二表面，以在元件中产生图案。本专利技术的另一个实施方式提供了一种在可布图材料中形成图案的方法，包括(a)将氟化磷(膦)酸酯材料层涂布至光掩模的第一表面；(b)将光致抗蚀剂涂布至可布图材料的表面；(c)将光掩模的第一表面与光致抗蚀剂接触；(d)施加辐照能至光掩模，使得在光致抗蚀剂中产生图案；(e)除去部分光致抗蚀剂，以对部分可布图材料表面进行曝光；和(f)修饰除去光致抗蚀剂的可布图材料被曝光的表面。本专利技术的另一个实施方式提供了一种制品，其包含具有透明部分和不透明部分且具有第一和第二表面的光掩模，并在第一表面上具有氟化磷(膦)酸酯层。本专利技术至少一个实施方式的优点是提供具有低表面能的耐久涂层的光掩模。本专利技术至少一个实施方式的另一个优点是通过降低清洁要求延长光掩模的使用寿命。本专利技术至少一个实施方式的另一个优点是提高电路制备产率，特别是小间距电路的制备。在本申请中使用的″氟化磷(膦)酸酯″是指任何具有氟碳尾部基团和磷酸酯、膦酸或膦酸酯(酯、盐或酸)头部基团的物种。″光掩模″是指与辐射曝光结合使用，以通过阻挡辐照能至层的部分，从而对幅照敏感性材料的层进行布图的任何类型的掩模。 简要附图说明图1是简单光刻法装置的横截面视图。图2a是已标记永久性标记的未涂布光掩模的光显微图像。图2b是其上已标记永久性标记且涂布有氟化磷(膦)酸酯/硅烷共混物的光掩模的光显微图像。图3图解比较在未涂布光掩模和涂布氟化磷(膦)酸酯/硅烷共混物光掩模上，去离子水在玻璃和氧化铬区域的接触角。图4图解比较在油墨摩擦测试期间，去离子水在涂布氟化磷(膦)酸酯/硅烷共混物的光掩模上玻璃和氧化铬区域的接触角。图5是说明使用涂布和未涂布光掩模情况下，重复缺陷发生的数量。详细说明本专利技术的一个方面是薄的涂层，其包含被涂布到光掩模表面上以提供极低表面能的氟化磷(膦)酸酯材料。这些低表面能的表面可以抑制污物和其它颗粒粘附至光掩模表面。这降低例如用于生产柔性电路的光刻工艺期间图像缺陷的发生。能防止颗粒粘附至光掩模的性能使得小间距柔性电路的产率更高。柔性电路的制造包括形成多个紧密接触的介电材料和导电材料层。可通过有选择地引入材料进入层或从层除去材料来对这些层的至少一个进行布图，以在介电层中形成电路线路或特征，例如窗口、孔(vias)等。可以用光刻工艺产生所述图案。通过使紫外线透过具有所需图案的光掩模照射到与待布图层接触的合适受体材料例如光致抗蚀剂上，形成所需图案的影像。光掩模包含透紫外线的基材，例如玻璃、石英等，和在透紫外线基材表面上具有不透紫外线的材料，例如铬、氧化铬等。根据本专利技术的一个方面，用常规涂布法，例如喷涂、旋涂、浸涂等，将稀释在合适溶剂中的低表面能材料层涂布于光掩模表面，其中低表面能材料包含一种或多种氟化磷(膦)酸酯，例如全氟聚醚磷酸酯或全氟聚醚膦酸酯(酯、盐或酸)。施加的涂层中可以包含全氟聚醚硅烷。然后可以空气干燥涂层以除去溶剂，随后在烘箱中烘烤，通常在约100℃至约150℃下进行约30分钟，以除去任何剩余的溶剂，引发全氟聚醚硅烷的交联，并增强涂层与光掩模表面的键合。这些被涂布的光掩模可用于光刻工艺，例如用于对柔性电路的金属和介电层进行布图的光刻工艺。光刻工艺中，光掩模的布图侧接触紫外线受体材料。当紫外线朝着被布图的光掩模传输时，光通过透明区域，但被不透明区域反射，从而对紫外线受体材料的选择部分曝光。曝光后，从紫外线受体材料的表面提起光掩模，优选没有紫外线受体材料或其它异物粘附至光掩模。紫外线受体材料通常是光致抗蚀剂。例如，在待被布图的柔性电路层表面上施加光致抗蚀剂材料层。透过光掩模的紫外线被光致抗蚀剂吸收。光会导致光致抗蚀剂的曝光部分发生交联反应，如在负性光致抗蚀剂情况下，或者导致解聚反应，从而破坏曝光区域中聚合物的结构，如在正性光致抗蚀剂情况下。然后可以用合适的溶剂除去光致抗蚀剂的所需部分。然后可以用常规方法加工柔性电路，例如描述于美国专利号5,227,008；6,177,357；或6,403,211的常规方法。例如，在负过程或介电体布图的情况下，可以蚀刻除去曝光的底层区域，或在正过程情况下可以加入材料。图1是简单光刻蚀法装置100的横截面视图。光刻蚀法装置100包括至少一个光掩模110，含至少一层光致抗蚀剂120和基层140的层叠电路底材130。基层140由聚合物(通常为聚酰亚胺)层142和金属(通常为铜)层144构成。光掩模110包含通常为玻璃或石英的透明材料112，其上具有不透明材料114的涂布区域，所述不透明材料通常为具有氧化物表面的铬，并以本领域技术人员公知的方式分布在透明材料112表面上。按照本专利技术，将低表面能氟化磷(膦)酸酯材料118层施加至透明材料112(包含不透明材料114)的表面116。氟化磷(膦)酸酯材料通常具有400至5000的分子量，更优选1000至3000，并在氟化链段中具有3个或更多单体单元。合适的氟化磷(膦)酸酯材料包括全氟聚醚膦酸和氟化单磷酸酯，因它们能够在广泛的金属(氧化物)表面上形成坚固的单层薄膜，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用光掩模对元件布图的方法，包括：（ａ）将包含氟化磷（膦）酸酯材料的层施加至光掩模的第一表面；（ｂ）将光掩模被涂布的第一表面紧靠元件放置，使得氟化磷（膦）酸酯层与元件接触；和（ｃ）对光掩模的第二表面施加辐照能，以在元件中产生图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢道隆，马克J佩莱里特，理查德M弗林，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]