线性酚醛清漆树脂混合物和包含它的光敏组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种碱溶性成膜线性酚醛清漆树脂混合物，其包含至少两种线性酚醛清漆树脂，每种线性酚醛清漆树脂包含由至少一种酚类化合物与至少一种醛源生成的加成缩合反应产物，其中用于第一线性酚醛清漆树脂的酚类化合物包含９０－１００摩尔％间甲酚，和用于第二线性酚醛清漆树脂的酚类化合物包含低于５０摩尔％的间甲酚。还公开了一种光敏组合物，其包含以下物质的掺混物：ａ）上述线性酚醛清漆树脂混合物；ｂ）至少一种邻醌光活性化合物；和ｃ）至少一种光刻胶溶剂。还公开了一种通过在基材上形成图像而生产微电子器件的方法，其包括：ａ）提供上述光敏组合物；ｂ）然后用步骤ａ）得到的光刻胶组合物涂覆合适的基材；ｃ）然后，热处理涂覆基材直至基本上所有的溶剂被去除；成像式曝光涂覆基材；并随后用合适的显影剂去除涂覆基材的成像式曝光或未曝光区域。（*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】
本专利技术涉及成膜线性酚醛清漆树脂领域，并涉及包含所述线性酚醛清漆树脂的光敏组合物，还涉及一种采用所述光敏组合物在基材上形成图像的方法。
技术介绍
光刻胶组合物用于微平版印刷工艺以制造微型化电子元件如用于制造计算机芯片和集成电路。一般在这些工艺中，首先将光刻胶组合物的薄涂膜施用到用于制造集成电路的基材，如硅晶片上。随后烘烤涂覆基材以蒸发光刻胶组合物中的任何溶剂并将涂层固定到基材上。涂覆在基材上的光刻胶然后经受成像式辐射曝光。辐射曝光引起涂覆表面的曝光区域中的化学转化。可见光、紫外(UV)光、电子束和X-射线辐射能是目前常用于微平版印刷工艺中的辐射类型。在该成像式曝光之后，涂覆基材用显影剂溶液处理以溶解和去除光刻胶的辐射曝光或未曝光区域。半导体器件微型化的趋势已经导致使用对越来越低波长的辐射敏感的新型光刻胶，而且还已经导致使用高级的多级体系以克服与这种微型化相关的困难。有两种光刻胶组合物，负性作用的和正性作用的。如果负性作用光刻胶组合物成像式辐射曝光，则光刻胶组合物的辐射曝光区域变得较不可溶于显影剂溶液(如发生交联反应)，而光刻胶涂层的未曝光区域保持相对可溶于这种溶液。因此，用显影剂处理经曝光的负性作用光刻胶导致光刻胶涂层的非曝光区域的去除和在涂层中产生负像，这样暴露出其上沉积光刻胶组合物的位于下方的基材表面的所需部分。另一方面，如果正性作用光刻胶组合物成像式辐射曝光，则光刻胶组合物的那些辐射曝光区域变得更可溶于显影剂溶液(如发生去保护反应)，而没有曝光的那些区域保持相对不可溶于显影剂溶液。因此，用显影剂处理经曝光的正性作用光刻胶导致涂层的曝光区域的去除和在光刻胶涂层中产生正像。同样，暴露出位于下方的表面的所需部分。正性作用光刻胶组合物目前相对负性作用光刻胶有利，因为前者一般具有更好的分辨能力和图案转印特性。光刻胶分辨率定义为光刻胶组合物在曝光和显影之后可在高图像边缘锐度下从光掩模转印至基材的最小特征。目前在许多制造业应用中，需要低于一个微米级的光刻胶分辨率。另外，几乎总是期望的是，经显影的光刻胶壁面轮廓相对基材是近似垂直的。光刻胶涂层的显影和未显影区域之间的这样的分界意味着掩模图像向基材上的精确图案转印。随着微型化推进降低器件的临界尺寸，这变得更加重要。许多常规(如，i-线)正性作用光刻胶组合物中的基本成分是作为成膜成分的碱溶性线性酚醛清漆树脂和作为可光分解或光敏成分的醌二叠氮化物化合物，其形式为两者的混合物或缩合产物。因为形成图案的作用中的敏感度、分辨力等很大程度上取决于这两种成分的种类和比例和它们在光刻胶组合物中结合的方式以及在曝光之后的显影步骤，迄今已经对光刻胶组合物的制造和在照相平版印刷中使用光刻胶组合物的方式进行各种尝试和提出方案。例如，日本专利Kokai No.58-17112教导，包含甲酚线性酚醛清漆树脂作为成膜成分的正性作用光刻胶组合物的敏感度可通过合适地选择甲酚异构体在用于制备甲酚线性酚醛清漆树脂的甲酚中的比例而改进。通常在光敏组合物中，具有良好热稳定性的树脂通常得到具有差的分辨率的图案。同样，具有良好的分辨率的树脂具有差的热稳定性。同时具有高热稳定性和高分辨率两种性能的树脂体系是期望的。本专利技术提供了这种树脂体系。本专利技术已经导致发现，用于高热稳定性的树脂与用于高分辨率的树脂的组合共同产生一种在用于光刻胶时导致保持这两种关键性能(热稳定性和高分辨率)的树脂。U.S.专利No.4,731,319(1988年3月15日授予Kohara等人)公开了正性作用光刻胶组合物，其包含(A)100重量份甲酚线性酚醛清漆树脂作为成膜成分；和(B)25至60重量份萘醌二叠氮化物磺酸酯作为光敏成分，所述甲酚线性酚醛清漆树脂是组成如下的一种组合(A-1)具有重均分子量为至少5000且由60至80％间甲酚和40至20％对甲酚所组成的异构体混合物制成的第一甲酚线性酚醛清漆树脂；和(A-2)具有不超过5000的重均分子量且由10至40％间甲酚和90至60％对甲酚所组成的异构体混合物制成的第二甲酚线性酚醛清漆树脂，其比例使得组分(A)中的总甲酚部分由30至46.5％间甲酚部分和70至53.5％对甲酚部分组成。附图的简要描述附图说明图1是实施例1的三种配方的所去除的膜厚度对曝射量的对数的曲线图。曲线(a)采用配方A，曲线B采用配方B，和曲线(c)采用配方C。图2是实施例2的两种配方的所去除的膜厚度对曝射量的对数的曲线图。曲线(a)采用配方D，和曲线(b)采用配方E。图3显示了沿着大结构的几条0.7微米线的图像，以显示热变形。图3(a)采用配方D，和图3(b)采用配方E。专利技术概述本专利技术提供碱溶性成膜线性酚醛清漆树脂混合物，其包含至少两种线性酚醛清漆树脂，每种线性酚醛清漆树脂包含由至少一种酚类化合物与至少一种醛源生成的加成缩合反应产物，其中用于第一线性酚醛清漆树脂的酚类化合物包含90-100摩尔％间甲酚，和用于第二线性酚醛清漆树脂的酚类化合物包含低于50摩尔％的间甲酚。本专利技术还提供光敏组合物，其包含以下物质的掺混物a)上述线性酚醛清漆树脂混合物；b)至少一种邻醌光活性化合物；和c)至少一种光刻胶溶剂。本专利技术还提供通过在基材上形成图像而用于生产微电子器件的方法，所述方法包括a)提供上述光敏组合物；b)然后用步骤a)得到的光刻胶组合物涂覆合适的基材；c)然后，热处理涂覆基材直至基本上所有的溶剂被去除；成像式曝光涂覆基材；并随后用合适的显影剂去除涂覆基材的成像式曝光或未曝光区域。专利技术详述本专利技术提供碱溶性成膜线性酚醛清漆树脂混合物，其包含至少两种线性酚醛清漆树脂，每种线性酚醛清漆树脂包含由至少一种酚类化合物与至少一种醛源生成的加成缩合反应产物，其中用于第一线性酚醛清漆树脂的酚类化合物包含90-100摩尔％间甲酚，和用于第二线性酚醛清漆树脂的酚类化合物包含低于50摩尔％，且在一个实施方案中为30-45摩尔％的间甲酚。在一个实施方案中，用于第二线性酚醛清漆树脂的酚类化合物包含多于50摩尔％，且在一个实施方案中为55-75摩尔％的对甲酚。线性酚醛清漆树脂一直常用于光刻胶制造领域，例如由″酚醛树脂的化学和应用″，Knop A.和Scheib，W.；Springer出版社，纽约，1979，在第4章中例举。在一个优选实施方案中，本专利技术线性酚醛清漆树脂混合物包含10-30重量％的第一线性酚醛清漆树脂和70-90重量％的第二线性酚醛清漆树脂。本专利技术第一线性酚醛清漆树脂优选具有重均分子量(Mw)为6,000至20,000，更优选9,000至18,000和最优选12,000至15,000。本专利技术第二线性酚醛清漆树脂优选具有重均分子量(Mw)为2,000至9,000，更优选3,000至7,000和最优选3500至5000。可使用在本专利技术中的醛源包括甲醛、低聚甲醛、三噁烷、乙醛、氯乙醛和这些醛源的反应性等价物。在这些醛源中，甲醛和低聚甲醛是优选的。另外，可使用两种或多种不同的醛的混合物。用于加成缩合反应的酸催化剂包括氢氯酸、硫酸、甲酸、乙酸、草酸、对甲苯磺酸和类似物。本专利技术还提供一种光敏组合物，其包含以下物质的掺混物(a)本专利技术的前述线性酚醛清漆树脂混合物，(b)至少一种邻醌光活性化合物，和(c)至少一种光刻胶溶剂。该光敏组合物可以是正性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱溶性成膜线性酚醛清漆树脂混合物，其包含至少两种线性酚醛清漆树脂，每种线性酚醛清漆树脂包含由至少一种酚类化合物与至少一种醛源生成的加成缩合反应产物，其中用于第一线性酚醛清漆树脂的酚类化合物包含９０－１００摩尔％间甲酚，和用于第二线性酚醛清漆树脂的酚类化合物包含低于５０摩尔％的间甲酚。

【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：JN埃尔贝克，AD迪奥斯，
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]