正型光刻胶组合物及形成光刻胶图案的方法技术

本发明专利技术提供一种正型光刻胶组合物，其能够形成具有优异分辨率、优异的耐离开基材的反射性和优异垂直度的图案。该正型光刻胶组合物包含：（Ａ）碱溶性酚醛清漆树脂，其中所有酚式羟基的部分氢原子被１，２－萘醌二叠氮磺酰基所取代，和（Ｂ）由下面所示的通式（ｂ－１）和／或通式（ｂ－１１）表示的溶解促进剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本专利技术要求于2003年7月16日提交的日本专利申请No.2003-197873和于2003年7月16日提交的日本专利申请No.2003-197874的优先权，其内容通过引用而结合在此。
技术介绍
常规地，使用i-线辐射线(365nm)的光刻技术主要使用正型光刻胶组合物，所述的正型光刻胶组合物包含碱溶性化合物和作为光敏剂的含醌二叠氮基的化合物，用于生产半导体元件和液晶元件等。这些正型光刻胶组合物具有要求等于在半导体元件或液晶元件生产领域中实际用途的特性类型。但是，在需要厚膜工艺的领域，例如涉及磁头如巨磁阻(GMR)磁头或磁阻(MR)磁头的领域中，特别是在记录头(磁头)的上磁极形成中，必须在至少3μm的厚膜条件下，能够形成具有高纵横比的空间图案，所述的图案具有良好的垂直度，并且通过使用常规的i-线正型光刻胶组合物，在这种厚膜条件下难以形成具有良好垂直度的光刻胶图案。另一方面，还提出了向正型光刻胶组合物中加入溶解促进剂(含有酚式羟基的低分子量化合物)。例如，专利参考文献1公开了一种正型光刻胶组合物，其包含碱溶性树脂、作为辐射线敏感组分的醌二叠氮化合物和含有酚式羟基的特定化合物。此外，专利参考文献2公开了一种正型光刻胶组合物，其包含具有降低量的分子量低于1000的组分的碱溶性酚醛清漆树脂，醌二叠氮化合物和含有酚式羟基的特定化合物。但是，由这些光刻胶组合物，在至少3μm的厚膜条件下，难以形成具有优异分辨率和良好垂直度的图案。此外，专利参考文献3至6公开了正型光刻胶组合物，其包含作为在厚膜条件下适宜于曝光工艺的材料的碱溶性酚醛清漆树脂，其中所有酚式羟基的部分氢原子已经被1，2-萘醌二叠氮磺酰基所取代。但是，根据由本专利技术的专利技术人所进行的研究，这种类型的含有加入的溶解促进剂如典型的三苯酚基溶解促进剂的光刻胶组合物具有下面的缺点耐热性显著恶化，或不能获得不充分曝光边缘，从而使得难以相对于曝光剂量控制尺寸。此外，这些溶解促进剂没有显示出完全满意的溶解促进作用，从而不能达到满意的显影率。(专利参考文献1)日本专利(授权)公开No.2,629,990(专利参考文献2)日本专利(授权)公开No.3,391,471(专利参考文献3)日本未审专利申请，第一次公开No.2001-312052(专利参考文献4)日本未审专利申请，第一次公开No.2001-312059(专利参考文献5)日本未审专利申请，第一次公开No.2001-312060(专利参考文献6)日本未审专利申请，第一次公开No.2001-312066
技术实现思路
因而，本专利技术的一个目的在于提供一种正型光刻胶组合物，其在用于在至少3μm的厚膜条件下在基材上形成光刻胶图案时，能够形成具有优异分辨率、优异的耐由离开具有水平差别的基材的曝光光的反射而导致的光刻胶图案的恶化性，和优异的光刻胶图案侧壁的截面形状的垂直度(以下，有时简称为″垂直度″)，以及优良水平的耐热性和溶解性，或者大的曝光边缘，并且还提供一种形成光刻胶图案的方法。作为深入研究的结果，本专利技术的专利技术人发现一种包含特定碱溶性酚醛清漆树脂和特定溶解促进剂的正型光刻胶组合物能够达到上面所述的目的，因此能够完成本专利技术。换言之，本专利技术提供一种正型光刻胶组合物，其包含(A)碱溶性酚醛清漆树脂，其中所有酚式羟基的部分氢原子被1，2-萘醌二叠氮磺酰基所取代，和(B)溶解促进剂，所述的溶解促进剂包含至少一种选自由下面所示的通式(b-1)和通式(b-11)表示的化合物中的化合物 其中R1至R9各自独立地表示氢原子、烷基、卤素原子或羟基，尽管R1至R9中的至少一个表示羟基；且10至R15各自独立地表示氢原子、烷基、链烯基、环烷基或芳基； 其中R41至R43各自独立地表示低级烷基、环烷基或低级烷氧基；p和q各自表示1至3的整数；且r、s和t各自表示0，或1至3的整数。本专利技术中，上面所述的组分(A)优选是分级树脂，其中将分级处理用来将低分子量部分降低至不超过分级前的值的80重量％。根据将形成的光刻胶图案膜的厚度，本专利技术的正型光刻胶组合物优选还包含光敏剂(C)。本专利技术的正型光刻胶组合物优选同时包含(b-1)和(b-11)作为溶解促进剂。此外，本专利技术还提供一种形成光刻胶图案的方法，该方法包括以下步骤将上述的正型光刻胶组合物涂布至基材上，进行预烘焙，进行选择性曝光，然后进行碱性显影，形成光刻胶图案。附图简述附图说明图1是描述基材界面和一条直线之间的角度θ的视图，所述的直线连接在基材界面和光刻胶图案侧壁之间的交点(点a)和光刻胶图案的顶部的拐角(点b)。实施本专利技术的最佳方式下面是本专利技术的更详细描述。(正型光刻胶组合物)本专利技术的正型光刻胶组合物包含组分(A)和组分(B)。通过将组分(B)与组分(A)组合，在至少3μm的厚膜条件下在基材上形成光刻胶图案时，可以形成具有优异分辨率和垂直度的图案。此外，通过将组分(B)与组分(A)组合，得到了具有优良耐热性和溶解度水平的正型光刻胶组合物，或当使用该组合物形成光刻胶图案时，获得大的曝光边缘，从而使相对曝光剂量的尺寸控制明显更容易。<组分(A)> 组分(A)是碱溶性酚醛清漆树脂，其中所有酚式羟基的部分氢原子被1，2-萘醌二叠氮磺酰基所取代。组分(A)可以通过正常的方法来合成，所述的方法如在日本未审专利申请，第一次公开No.H 10-97066中所公开的方法，其中将通过苯酚化合物和缩合剂之间的脱水缩合反应而合成的缩聚产物用1，2-萘醌二叠氮磺酸化合物进行酯化反应。可以使用的1，2-萘醌二叠氮磺酸化合物的实例包括醌二叠氮化合物的卤化物，如1，2-萘醌二叠氮-4-磺酰氯和1，2-萘醌二叠氮-5-磺酰氯。上面所述的苯酚化合物的实例包括符合由下面所示的通式(a-1)至(a-5)表示的结构单元的苯酚化合物 符合由上面的通式(a-1)表示的结构单元的苯酚化合物的一个实例为间-甲酚，符合由上面的通式(a-2)表示的结构单元的苯酚化合物的一个实例为对-甲酚，符合由上面的通式(a-3)表示的结构单元的苯酚化合物的一个实例为3，4-二甲苯酚，符合由上面的通式(a-4)表示的结构单元的苯酚化合物的一个实例为2，3，5-三甲基苯酚，和符合由上面的通式(a-5)表示的结构单元的苯酚化合物的一个实例为3，5-二甲苯酚。此外，还可以使用除了上面所述的那些之外的苯酚类，尽管考虑到避免本专利技术的正型光刻胶组合物特性的任何恶化，优选将这种其它的苯酚化合物的比例限制为不超过总苯酚含量的10mol％。缩合剂的实例包括在酚醛清漆树脂常规合成中使用的醛类和酮类类型，并且在这些中，优选醛类，特别是甲醛。组分(A)根据凝胶渗透色谱(GPC)测定的聚苯乙烯等价重均分子量(Mw)优选为1000至50,000，再更优选为2000至20,000。如果Mw低于1000，那么在显影过程中发生未曝光部分的显著膜薄化，从而使得特别更难以形成光刻胶图案。相反，如果Mw超过50,000，显影率和分辨率倾向显著恶化。此外，优选组分(A)是分级树脂，其中将分级处理用来将低分子量部分降低至不超过分级前的值的80重量％，并且优选不超过50重量％。此低分子量部分指的是苯酚化合物，例如上面所述的那些，即苯酚基单体，以及由这种苯酚基单体的两个分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正型光刻胶组合物，其包含：（Ａ）碱溶性酚醛清漆树脂，其中所有酚式羟基的部分氢原子被１，２－萘醌二叠氮磺酰基所取代，和（Ｂ）溶解促进剂，所述的溶解促进剂包含至少一种选自由下面所示的通式（ｂ－１）和通式（ｂ－１１）表示的化合物中的化合物：＊＊＊…（ｂ－１）＊其中Ｒ↑［１］至Ｒ↑［９］各自独立地表示氢原子、烷基、卤素原子或羟基，尽管Ｒ↑［１］至Ｒ↑［９］中的至少一个表示羟基；且Ｒ↑［１０］至Ｒ↑［１５］各自独立地表示氢原子、烷基、链烯基、环烷基或芳基；＊＊＊…（ｂ－１１）其中Ｒ↑［４１］至Ｒ↑［４３］各自独立地表示低级烷基、环烷基或低级烷氧基；ｐ和ｑ各自表示１至３的整数；且ｒ、ｓ和ｔ各自表示０，或１至３的整数。

【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：增田靖男，奥井俊树，
申请(专利权)人：东京应化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]