使用超高耐热性正型感光组合物的图案形成方法技术

一种图案形成方法，其特征在于它包括以下步骤：　　　　［１］涂敷一种感光组合物到基板材料之上以形成感光层的步骤，该感光组合物含有（ａ）碱溶性树脂、（ｂ）具有醌二叠氮基的感光剂、（ｃ）光酸产生剂、（ｄ）交联剂和（ｅ）溶剂，　　　　［２］透过掩模使该感光层曝光的步骤，　　　　［３］通过显影除去所述曝光区域以形成正型图像的步骤，和　　　　［４］使该正型图像的整个区域曝光的步骤。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造半导体装置、平板显示器(FPD)等的光致抗蚀图案形成方法，特别涉及一种用于形成超高耐热性光致抗蚀图案的方法，它适合用于使用半色掩模(half tone mask)的4掩模工艺(一种使用减少数目的光掩模的抗蚀图案形成方法)，它是要求高耐热性抗蚀剂的TFT(薄膜晶体管)活性基质制造工艺的方法之一，或用于形成反射型TFT的保留有波状的材料。
技术介绍
在如半导体集成电路如LSI的制造、FPD显示屏的生产、感热头的电路基板的制造等多种领域中，光刻技术迄今为止被采用来形成微型元件或用于进行精细加工。在光刻技术中，一种正型或负型的感光组合物被用来形成抗蚀图案。在这些感光组合物中，一种含有碱溶性树脂和含醌二叠氮基化合物的组合物，广泛地被用作正型抗蚀剂。这种化合物在一些文献中(例如下述引用的专利文献1-4)与多种不同化合物被描述为“酚醛清漆树脂/醌二叠氮化合物”。研究和开发工作迄今是针对那些含有碱溶性树脂和含醌二叠氮基的化合物的组合物，从酚醛清漆树脂和感光剂角度进行的。日本第54-23570号专利公报(第1页)日本第56-30850号专利公报(第1页) 日本第55-73045号专利公开(第1-4页)日本第61-205933号专利公开(第1，3，5页)另一方面，迄今为此，一共有5块或更多光掩模用于TFT活性基质基板的排列基板制造工艺中。但是，更多数目掩模的使用，会引发高制造成本的倾向、要求更长加工时间的倾向、和更低的制造收率。为了解决这个问题，正在检验一种使用小数目掩模的工艺，即4-掩模工艺。而且，一种为使用小数目光掩模的高孔径比液晶显示器的制造方法业已经被提出，例如，下述专利文献5。日本第2002-98996号专利公开(第2-5页)在上述掩模节约工艺中，一般地，需要通过采用一个半色曝光步骤形成抗蚀图案和制造干蚀的步骤。因此，要对光致抗蚀图案进行热处理，以改善在干蚀时抗蚀膜的耐干蚀性。在此阶段要求的耐热温度，一般为130℃或更高，但是，在迄今采用的正型光致抗蚀剂的热处理中，会存在图案损坏的问题。为此，需要一种改善方法，如通过采用温和蚀刻条件方法制造，或改善正型光致抗蚀剂的耐热性。对于反射型TFT来说，需要制备一种保留有形状如波状形的材料，接着溅射以在其上覆盖一种高光反射金属如铝。在这种工艺中，为了控制水吸收或金属离子迁移，或在反射型TFT板的制造工艺中，保留了波状形的材料暴露于有机溶剂如MIBK(甲基异丁基酮)、THF(四氢呋喃)、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)等之中。因此，为了提供具有耐这些溶剂能力的这种保留材料，需要进行后烘焙处理。但是，迄今采用的正型光致抗蚀剂当在130℃或更高温度进行后烘焙时很容易流动，从而存在去除所需要的原先波状形的问题。参照以上所述的现状，本专利技术一个目的是提供一种使用正型感光组合物的图案形成方法，通过这种方法，一种良好且超高耐热性的正型图案，可以在一种其中需要高耐热性的光致抗蚀图案的工艺如制造TFT活性基质基板工艺中形成。本专利技术还有一个目的是提供一种使用正型感光组合物的图案形成方法，通过这种方法，一种随着步长或波状图案具有良好且超高耐热性的图案，可使用半色掩模通过在一种其中需要高耐热性的光致抗蚀图案的工艺如制造TFT活性基质基板工艺中形成。专利技术公开作为深入研究和检验的结果，本专利技术人发现，上述目的可通过使用一种特定正型感光组合物、在对其曝光和显影后使整个区域曝光和如果需要的热处理(后烘焙处理)而实现以达到本专利技术目的。这意味着，本专利技术涉及一种图案形成方法，其特征在于包括以下步骤涂敷一种感光组合物到基板材料之上以形成感光层的步骤，该感光组合物含有(a)碱溶性树脂、(b)具有醌二叠氮基的感光剂、(c)光酸产生剂、(d)交联剂和(e)溶剂，透过掩模使该感光层曝光的步骤、通过显影除去该感光层的曝光区域以形成正型图像的步骤、和使该感光层的整个区域曝光的步骤。本专利技术还涉及一种上述的图案形成方法，其特征在于在该图案形成方法中，具有醌二叠氮基的感光剂(b)和光酸产生剂(c)在同样的曝光波长下具有吸收活性，且整个区域曝光是在所述感光剂和所述光酸产生剂具有吸收活性的曝光波长下进行的。此外，本专利技术涉及一种图案形成方法，其特征在于包括以下步骤涂敷一种感光组合物到基板材料之上以形成感光层的步骤，该感光组合物含有(a)碱溶性树脂、(f)具有醌二叠氮基并充当感光剂和光酸产生剂的化合物、(d)交联剂和(e)溶剂，透过掩模使该感光层曝光的步骤、通过显影除去该感光层的曝光区域以形成正型图像的步骤、和使该正型图像的整个区域曝光的步骤。本专利技术还涉及一种根据前述任一图案形成方法的图案形成方法，其特征在于在使感光层的整个区域曝光步骤之后，进行热处理(后烘焙)步骤。本专利技术还涉及一种根据前述任一图案形成方法的图案形成方法，其特征在于所述碱溶性树脂是至少一种选自由酚醛清漆树脂、聚乙烯基酚树脂和丙烯酸树脂组成的组中的物质。本专利技术还涉及一种根据前述任一图案形成方法的图案形成方法，其特征在于在前述曝光步骤中所用的掩模是一种具有半色区域的掩模，通过使之配置有半透明薄膜或安装具有尺寸不大于曝光装置分辨率的裂缝或网孔，它在光透射区部分地被制成具有10-90％的透光率。附图说明图1给出了一种具有半色区域的掩模的实例。专利技术的详细解释下文中，将对本专利技术作更详细的说明。用于本专利技术感光组合物中的酚醛清漆树脂，可为迄今公知的用于含有碱溶性树脂和具有醌二叠氮基的感光剂的感光组合物中的任意一种酚醛清漆树脂，并且没有特别的限定。特别优选用于本专利技术的酚醛清漆树脂可通过缩合一种酚或多种酚的混合物与醛如福尔马林而获得。至于构成所述酚醛清漆树脂的酚，举例来说，可以列举的有苯酚、对甲酚、间甲酚、邻甲酚、2，3-二甲苯酚、2，4-二甲苯酚、2，5-二甲苯酚、2，6-二甲苯酚、3，4-二甲苯酚、3，5-二甲苯酚、2，3，4-三甲苯酚、2，3，5-三甲苯酚、3，4，5-三甲苯酚、2，4，5-三甲苯酚、亚甲基双酚、亚甲基双对甲酚、间苯二酚、儿茶酚、2-甲基间苯二酚、4-甲基间苯二酚、邻氯代苯酚、间氯代苯酚、对氯代苯酚、2，3-二氯代苯酚、间甲氧基苯酚、对甲氧基苯酚、对丁氧基苯酚、邻乙基苯酚、间乙基苯酚、对乙基苯酚、2，3-二乙基苯酚、2，5-二乙基苯酚、对-异丙基苯酚、α-萘酚、β-萘酚等。这些可以单独使用，也可以其两种或多种的混合物进行使用。至于醛，除了福尔马林之外，可以列举的有多聚甲醛、乙醛、苯甲醛、羟基苯甲醛、氯代乙醛等。这些可以单独使用，也可以其两种多种的混合物进行使用。用于本专利技术感光组合物中的酚醛清漆树脂的重均分子量(采用聚苯乙烯标准测得)，优选为5,000-100,000，更优选为5,000-50,000。碱溶性树脂可以列举的除了酚醛清漆树脂之外，还有乙烯基酚型树脂或丙烯酸型树脂。至于碱溶性丙烯酸型树脂，可以列举一种不饱和羧酸如丙烯酸或甲基丙烯酸与丙烯酸酯/或甲基丙烯酸酯的共聚物。至于用于本专利技术感光组合物的含有醌二叠氮基的感光剂，任意含有醌二叠氮基的感光剂都可使用，特别优选的是一种通过醌二叠氮磺酰卤(如萘醌二叠氮磺酰氯或苯醌二叠氮磺酰氯)与一种低或高分子量化合物(它含有能够与这些酰卤进行缩合反应的官能团)间的反应制备得到的化合物。至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：井川昭彦，山本敦子，
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：