本发明专利技术提供了一种显影液，它能以简便方式显影光敏组合物，同时保持令人满意的感光度和分辨率，还提供了一种使用所述显影液形成图案的方法。这种显影液包含一种含选自由胺－Ｎ－氧化物基、磺酸根、硫酸根、羧酸根和磷酸根组成的组中的亲水基的化合物，它特别适合用于含有含硅聚合物的光敏组合物的显影。本发明专利技术还涉及使用所述显影液形成图案的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于光敏组合物显影的显影液、和使用该显影液形成图案的方法。
技术介绍
众所周知，正性或负性光致抗蚀剂业已用于包括半导体器件或液晶显示装置制造在内的广泛领域中的微加工或图案化。迄今为此，业已有多种光致抗蚀剂用作这类常规光致抗蚀剂，包括含有酚醛清漆树脂和醌二叠氮光敏剂的正性光敏组合物、化学放大型正性或负性光敏组合物、聚乙烯醇肉桂酸酯光敏组合物、双叠氮-橡胶光敏组合物和如光聚合型光敏组合物之类的负性抗蚀剂。根据使用目的，这类光致抗蚀剂具有多种不同的性质。例如，在加工半导体器件时，需要诸如高灵敏度、高分辨率和耐蚀刻性。另一方面，在生产半导体器件、液晶显示装置、印刷电路板之类时，包括层间介电膜在内的多种元件要被图案化。这些元件要暴露在400℃以上的高温，例如，在半导体器件等的生产工艺中(如通过CVD法的气相沉积布线工艺)。因此，从耐热性角度来说，有机材料作为用作暴露于高温的层间介电膜等的材料，是不能令人满意的，人们希望使用无机材料。关于这类无机材料，二氧化硅陶瓷膜业已用作例如在半导体器件、液晶显示装置和印刷电路板中使用的图案化膜，因为它们具有优良的耐热性、以及耐磨损性、耐腐蚀性、绝缘性、透明性等。上述图案化二氧化硅陶瓷膜一般是通过使用图案化光致抗蚀剂作为蚀刻掩模蚀刻陶瓷膜而形成的。另一方面，例如，业已提出了一种用于形成陶瓷膜图案的方法(专利文献1)。这种方法包括，例如，涂敷一种含聚硅氮烷的涂布液到基片上形成涂膜、在氧化气氛下将涂膜以图案方式曝光于紫外线中固化紫外线曝光区域、然后除去紫外线未曝光区域接着转化图案化的聚硅氮烷膜为陶瓷膜从而形成陶瓷膜图案。关于半导体器件等的加工，对于更高水平的微加工存在着日益提高的需求。为此，人们希望能有一种具有高分辨率正性和如耐氧等离子体的高耐蚀刻水平的材料作为抗蚀剂类型。而且，当图案化膜在被留作层间介电膜时，该膜材料除了满足微加工的要求之外，还应当满足层间介电膜所需要的多种性质要求，例如，高的耐热水平，低的介电常数和透明性。为了满足上述要求，本申请专利技术人已经提出了一种方法，在此方法中，图案化聚硅氮烷膜是通过使用一种含聚硅氮烷和光酸产生剂的光敏聚硅氮烷组合物而形成的，接着使之在环境大气中静置或烧结，以转化聚硅氮烷膜为二氧化硅陶瓷膜(专利文献2和3)。在这种方法中，聚硅氮烷中的Si-N键被在光敏聚硅氮烷组合物膜的曝光区域产生的酸打开，与H2O分子反应的结果是形成硅烷醇(Si-OH)键，从而导致聚硅氮烷分解。关于这种被提议方法，需要说明的是，为了分解聚硅氮烷，曝光的光敏聚硅氮烷组合物膜与水进行接触。但是，在这些方法中，可能是因为聚硅氮烷分解仅在光敏聚硅氮烷组合物膜的表面附近进行，当分解处理是在一些分解处理条件下进行时，该曝光区域在随后的采用碱性水溶液的显影步骤不能令人满意地被除去，其结果是，在某些情形中，在显影之后，有一部分曝光区域未被除去仍留在图案中。本申请专利技术人为了解决这些问题作了进一步研究，并提出了一种方法，在该方法中，曝光的光敏聚硅氮烷组合物膜在聚硅氮烷的分解处理中被增湿(专利文献4和5)。根据这种方法，聚硅氮烷可在短时间中被分解，而且，没有任何显影残余物残留在显影后的图案中。专利文献1日本专利公开号88373/1993专利文献2日本专利公开号181069/2000专利文献3日本专利公开号288270/2001专利文献4日本专利公开号72502/2002专利文献5日本专利公开号72504/2002
技术实现思路
但是，与常规方法不同，这种方法需要提供增湿曝光膜的步骤和用于增湿的装置。在实际生产过程中，关于附加提供的这个步骤和装置，从收率角度来说，存在着改进的余地。考虑到现有技术的上述问题，用于本专利技术光敏组合物显影的显影液包含一种化合物和水，该化合物含有至少一个选自由胺-N-氧化物基、磺酸根、硫酸根、羧酸根、磷酸根组成的组中的亲水基。而且，本专利技术的图案化光敏抗蚀膜的形成方法，包括涂敷光敏组合物到基片上、曝光涂层、和显影曝光的涂层形成图案化抗蚀膜，其特征在于显影是采用包含一种化合物和水的显影液进行的，该化合物含有至少一个选自由胺-N-氧化物基、磺酸根、硫酸根、羧酸根、磷酸根组成的组中的亲水基。根据本专利技术，不需要在光敏组合物特别是含有含硅共聚物的光敏组合物显影中使用特别步骤和装置，就能形成具有优良性质的抗蚀图。附图说明图1为说明本专利技术显影工艺的概念图。标记符号说明1 基片2 光敏组合物3 掩模4 浮渣具体实施方式用于本专利技术光敏组合物显影的显影液，包含一种化合物和水，该化合物含有至少一个选自由胺-N-氧化物基、磺酸根、硫酸根、羧酸根、磷酸根组成的组中的亲水基。所述含有至少一个选自由胺-N-氧化物基、磺酸根、硫酸根、羧酸根、磷酸根组成的组中的亲水基的化合物，可合适地选自不会牺牲本专利技术效果的化合物。一般地，选用水溶性化合物，且显影液本身通常呈水溶液形式。在这些化合物中，由通式(I)-(V)表示的化合物是优选的。R11R12R13N→O (I)R2SO3M(II)R3OSO3M (III)R4COOM (IV)R5OPO3M′2(V) 其中，R11、R12、R13、R2和R4每个独自表示取代或未取代的烷基、链烯基或芳基；R3和R5表示取代或未取代的烷基、链烯基、芳基、聚氧乙烯烷基或聚氧乙烯烷基苯基；M和M′表示碱基。通式(I)化合物是含胺-N-氧化物基的化合物。由于存在胺-N-氧化物基，这类化合物通常能溶于水。在本专利技术中，R11、R12和R13每个独自表示取代或未取代的烷基、链烯基或芳基。在这种情形中，R11、R12和R13中至少一个更优选表示赋予亲油性有机基团。更具体地说，所述赋予亲油性有机基团优选是具有2-26个碳原子的烷基、具有2-26个碳原子的链烯基、或具有6-10个碳原子的芳基。特别优选的是其中R11、R12和R13中至少一个是烷基的烷基胺-N-氧化物化合物。作为传统表面活性剂，所述含赋予亲油性基团的化合物含有亲水基和亲油基。此处，R11、R12和R13每个独自选择，而且，如果需要，可被多种不同取代基取代。这类取代基包括烷基、芳基、羟基、卤素原子、胺-N-氧化物、磺酸根、硫酸根、羧酸根和磷酸根。这类化合物的具体实例包括氧化月桂基二甲胺、氧化月桂基酰胺基丙胺、氧化三乙胺和O←N(CH3)2-(CH2)12-(CH3)2N→O。当本专利技术显影液含有一种含胺-N-氧化物基的化合物时，该化合物浓度优选为0.005-2mol/L，更优选为0.01-1.5mol/L。在通式(I)表示的化合物中，由通式(Ia)表示的化合物是优选的。R-(CH3)2N→O(Ia)其中，R表示烷基，特别优选地是具有6-22个碳原子的直链烷基。氧化月桂基二甲胺是特别优选的。通式(II)表示的化合物是含磺酸根的化合物。由于存在磺酸根，这类化合物溶于水。当基团R2是亲油性时，这类化合物可用作表面活性剂。优选地，基团R2表示具有2-26个碳原子的烷基、具有2-26个碳原子的链烯基、或具有6-10个碳原子的芳基，而且，如果需要，它可被酰胺基、氨基、羟基、胺-N-氧化物基、磺酸根、硫酸根、羧酸根或磷酸根取代。M表示碱基，其优选实例包括碱金属如钠和钾、碱土金属如钙和镁、和铵基化合物如铵。其它金本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于光敏组合物显影的显影液，其特征在于包含一种化合物和水，该化合物含有至少一种选自由胺－Ｎ－氧化物基、磺酸根、硫酸根、羧酸根和磷酸根组成的组中的亲水基。
【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：长原达郎，武藤正，林昌伸，
申请(专利权)人：AZ电子材料日本株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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