具有高耐热性的光致抗蚀剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及具有用于ＬＣＤ生产方法的耐高温性的光致抗蚀剂组合物，且更具体地说，本发明专利技术涉及具有耐高温性的能够减少工艺的策略（一种方式）、工艺简化和节约费用的光致抗蚀剂组合物。本发明专利技术的组合物通过使跳过５步工艺成为可能而有利于这一特性，诸如形成金属薄膜的Ｃｒ金属沉积和整个金属表面的光／蚀刻／ＰＲ剥离／蚀刻步骤；通过用本发明专利技术的组合物取代常用的金属薄膜，使得ＴＦＴ－ＬＣＤ生产过程中的Ｎ↑［＋］离子掺入可以因其耐高温性而进行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
(a)专利
本专利技术涉及光致抗蚀剂组合物，且更具体地说，本专利技术涉及可以在LCD-TFT板生产过程中光处理渐进图案形成中的高耐热的光致抗蚀剂组合物。(b)相关领域的描述按照暴露部分和非暴露部分的溶解特性将用于LCDs的光致抗蚀剂中的聚合物分成阴型和阳型。光致抗蚀剂的具体特征在于作为因对分子量分布、间/对甲酚的比例、亚甲基的共轭位置、光活性化合物的酯键、成分比例等的各种研究而导致的溶解特性改善的结果的0.3μm或0.3μm以上的分辨率。LCD-TFT板生产过程中光处理渐进图案形成中所用的光致抗蚀剂(PR)的特性研究是确定生产流水线产量中的极为重要的因素。目前，N+离子掺入法和大规模生产流水线上低温下的多步骤金属和氮化物干蚀刻法将金属薄膜和光致抗蚀剂用作掩模(mask)。就N+离子掺入法而言，如果在加工前用掩模中将所用的金属薄膜代替所用的PR，那么金属薄膜的沉积过程就会消除且由此可以获得工艺简化和生产能力的改善。然而，由于光致抗蚀剂具有约130℃的耐热性，所以如果将光致抗蚀剂应用于干蚀刻法，那么PR就会因热度极高和因干蚀刻设备的高功率进行的等离子体加工而导致燃烧，且甚至在完全抛光过程后，适当的剥离仍然不会发生，而就金属干蚀刻的情况而言，会发生损坏。为了解决这一难题，相关领域中在光处理后再次应用了硬烘烤工艺且然后进行抛光和干蚀刻。也就是说，目前所用的阳性光致抗蚀剂不会在高温下进行离子掺入过程且由此存在对有关流动的关注。此外，如上所述，当诸如使用金属、氮化硅和第三层薄膜(SiNx/a-Si/n+a-Si)的氮化物干蚀刻法进行时，它因光致抗蚀剂的燃烧现象而不会作为掩模起有效作用。因此，为了解决燃烧现象，对光处理法进行了改进且然后再次实施硬烘烤法，不过，该方法因在玻璃边缘上出现PR图象的断续残留物而难以实施，且因PR甚至在多层金属干蚀刻法(Mo/Al-Nd或Mo/Al-Nd/Mo)中也存在燃烧现象而不可能使工艺进行。因此，需要研制具有能够耐高温热量(约160℃)的优良耐热性的新光致抗蚀剂。专利技术概述考虑到现有技术的难题而完成本专利技术且本专利技术的一个目的是提供具有耐高温和用于LCD-TFT板生产过程中图案形成的光处理中的优良性能的光致抗蚀剂组合物。本专利技术的另一个目的是提供光致抗蚀剂组合物，用该组合物可以省略硬烘烤工艺，且其中在抛光工艺后，甚至可以在干蚀刻后进行剥离而没有光致抗蚀剂的燃烧现象。为了实现这些目的，本专利技术提供了光致抗蚀剂组合物，包括(a)10-50重量％的酚醛清漆树脂；(b)1-20重量％的环氧丙烯酸酯树脂；(c)3-15重量％的光活性化合物；和(d)50-80重量％的溶剂。本专利技术还提供了光致抗蚀剂组合物，包括(a)10-50重量％的酚醛清漆树脂；(b)0.05-20重量％的对甲苯磺酸盐/吡啶；(c)3-15重量％的光活性化合物；和(d)50-80重量％的溶剂。此外，本专利技术提供了半导体器件，包括作为低温多晶硅方法(low polyprocess)中N+离子掺入工艺的掩模的光致抗蚀剂组合物。此外，本专利技术提供了半导体器件，包括作为金属和氮化物干蚀刻工艺中的掩模的光致抗蚀剂组合物。附图简述附图说明图1表示添加本专利技术光致抗蚀剂组合物的PPTS(对甲苯磺酸盐/吡啶)的高灵敏度现象机理。图2表示对在相关领域的对比例1的光致抗蚀剂组合物(a)无硬烘烤和(b)硬烘烤120秒的结果。图3表示对本专利技术实施例1的光致抗蚀剂组合物(a)无硬烘烤和(b)硬烘烤120秒的结果。图4表示在60kev能量条件下对相关领域的对比例1的光致抗蚀剂组合物进行(a)离子掺入前和(b)离子掺入后的照片。图5表示在60kev能量条件下对本专利技术实施例1的光致抗蚀剂组合物在(a)离子掺入前和(b)离子掺入后的照片。图6表示对本专利技术实施例2的光致抗蚀剂组合物(a)无硬烘烤和(b)硬烘烤120秒的结果。图7表示对本专利技术实施例3的光致抗蚀剂组合物(a)无硬烘烤和(b)硬烘烤120秒的结果。图8表示对本专利技术实施例9的光致抗蚀剂组合物在(a)干蚀刻前和(b)干蚀刻120秒后的结果。图9表示对相关技术对比例1的光致抗蚀剂组合物剥离后的(a)图案类型和(b)溶于剥离溶液的生成物。图10表示对本专利技术实施例9的光致抗蚀剂组合物剥离后的(a)图案类型和(b)溶于剥离溶液的生成物。详细说明和优选实施方案现在更详细地说明本专利技术。为了解决相关领域中的难题，本专利技术者争取通过将环氧丙烯酸酯树脂导入包括基于酚醛清漆的碱性可溶性树脂的相关技术光致抗蚀剂组合物中而获得耐热性的改善。他们特别通过添加PPTS(对甲苯磺酸盐/吡啶)制备了具有经设定的敏感性而改善的耐热性和一般光致抗蚀剂组合物的保留水平的光致抗蚀剂组合物，从而防止了低敏感性和保留水平下降。因此，与一般技术相比，本专利技术提供了既可维持光速又可维持涂敷均匀性的光致抗蚀剂组合物，且其中耐热性得到改善。本专利技术中所用的第一种树脂是碱性可溶性树脂且优选(a)基于酚醛清漆的树脂。通过对基于酚和基于醛的化合物进行缩聚来制备基于酚醛清漆的树脂。可以使用至少一种选自苯酚、间甲酚和对甲酚等组成的组的基于酚的化合物。可以使用诸如甲醛、苯甲醛、乙醛等这样基于醛的化合物。在基于酚与基于醛的化合物的缩合反应中可以使用一般为酸性的催化剂。在本专利技术中，可以通过按照间甲酚与对甲酚的混合比例制备的另一种类型的混合酚醛清漆树脂可以使酚醛清漆树脂增加保留性和敏感性。优选使用具有3,000-15,000的平均分子量的酚醛清漆树脂(酚醛清漆树脂A)和具有5,000-15,000的平均分子量的酚醛清漆树脂(酚醛清漆树脂B)或其混合物。更优选所述的酚醛清漆树脂是酚醛清漆树脂A和酚醛清漆树脂B的混合物。酚醛清漆树脂A是按照50-100∶20-80的重量比聚合的间甲酚与对甲酚。酚醛清漆树脂B是按照30-100∶40-100的重量比聚合的间甲酚与对甲酚。酚醛清漆树脂A与酚醛清漆树脂B的混合重量比优选为1∶1-9。酚醛清漆树脂的含量优选为10-50重量％，且如果含量超过这一范围，则不可能获得保留性和敏感性。此外，本专利技术的光致抗蚀剂组合物通过包括(b)环氧丙烯酸酯树脂作为第二种树脂而改善了耐热性。环氧丙烯酸酯树脂具有快速溶解性和优良的耐热性，且由此它可以改善光致抗蚀剂的性能。环氧丙烯酸酯树脂的含量为1-20重量％，且如果含量低于1重量％，则耐热效力不足，而如果含量超过20重量％，则保留性和敏感性可能会降低。此外，本专利技术可以通过使用(b)PPTS(对甲苯磺酸盐/吡啶)代替基于环氧丙烯酸酯树脂作为第二种树脂来维持一般酚醛清漆树脂A和B的耐热性改善，且还可以通过解决敏感性显著下降的难题来维持添加PPTS前的耐热性。即PPTS在防止低敏感性和保留性下降以及维持耐热性(160℃)方面起作用。此外，PPTS通过在暴露过程中产生酸(H+)而在提高酚醛清漆树脂溶解性方面起作用，且它具有低分子量和由于因极限(stone wall)作用使溶解性增加而增加的高敏感性作用。此外，PPTS的最强点在于尽管具有高敏感性、但仍然可以维持保留性。这一结果因其高分子量低分子量比而解决了保留性改变的难题(如果保留性增加，则敏感性下降)，而这一难题是研制具有高耐热的光致抗蚀剂过程中的常见问题。对甲苯磺酸盐/吡啶本文档来自技高网...

【技术保护点】
光致抗蚀剂组合物，包括：　　　　（ａ）１０－５０重量％的酚醛清漆树脂；　　　　（ｂ）１－２０重量％的环氧丙烯酸酯树脂；　　　　（ｃ）３－１５重量％的光活性化合物；和　　　　（ｄ）５０－８０重量％的溶剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李东基，姜圣哲，李有京，周振豪，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]