敏射线组合物制造技术

一种敏射线组合物，包含抗蚀剂物质如醌二叠氮基光活化化合物和碱性可溶性树脂，及一种混合溶剂，该混合溶剂包含（Ａ）１－２５％（重量）的由下通式Ⅰ表示的丙二醇衍生物：Ｒ↓［１］－Ｏ－ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－Ｏ－Ｒ↓［２］ 其中，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］分别为氢原子、２－５个碳原子的烷基和乙酰基，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］的碳原子总数小于８，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］不同时为氢原子；（Ｂ）７５－９９％（重量）的至少一种选自丙二醇单甲基醚乙酸酯及乳酸乙酯的溶剂。该敏射线组合物可用于生产半导体装置和液晶显示元件。该溶剂对人体安全，在抗蚀剂膜中的残留溶剂量小。（*该技术在2017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】专利技术涉及一种对紫外线、远紫外线、X射线和颗粒束如电子束敏感的敏射线组合物(本文中将其称之为“抗蚀剂组合物”)，更具体地说，本专利技术涉及具有使用安全性、良好涂加性、显影时膜厚损失小、显影后图案线宽度均匀及显影过程中对基底具有优良抗蚀粘附性的抗蚀剂组合物。在集成电路、滤色器及液晶显示器元件的生产过程中，需要很精确或精密的生产技术，为满足这种需要，通常采用抗蚀剂组合物。抗蚀剂组合物通常包括正性和负性组合物两种。通过溶剂将抗蚀剂溶解于溶液中。通过已知的涂加技术如旋涂和滚涂法将这种抗蚀剂组合物涂加至基底如硅基底和玻璃基底上，然后将其预烘干形成抗蚀剂膜。根据抗蚀剂材料的感光波长范围，将抗蚀剂膜置于紫外线、远紫外线、X射线和颗粒束如电子束下照射，而使其显影。此后，如果需要的话，进行干蚀，形成所需抗蚀剂图案。各种类型的溶剂为通常公知用作上述抗蚀剂组合物所用的溶剂，适宜的溶剂根据溶解性、涂加性、敏感性、显影性形成的图案的特征等性能进行选择及使用。另一方面，除了诸如抗蚀剂形成特性外，在考虑对人体的安全性时许多溶剂均存在问题。此问题近年来已引起人们的特别关注，事实上，选择溶剂必须考虑安全性。例如，乙二醇单乙基醚乙酸酯为公知的在溶解性、涂加性及抗蚀剂形成特性方面优良的溶剂。但是，在考虑对人体安全性之后，乙二醇单乙基醚乙酸酯根本不适于作抗蚀剂组合物的溶剂。而丙二醇单甲基醚乙酸酯则可成为主要的安全溶剂。除了丙二醇单甲基醚乙酸酯外，已知的其它安全溶剂为乳酸乙酯和甲基正戊基酮等。但是，这些与乙二醇单乙基醚乙酸酯相比具体安全性的溶剂则存在着性能如抗蚀剂形成特性较差的问题。例如，就丙二醇单甲基醚乙酸酯而言，当将抗蚀剂组合物涂加至基底上以形成抗蚀剂膜时，在形成膜时膜中的残留溶剂量太大，从而会使膜厚度减少，速度、线宽度上的均匀性及显影时抗蚀剂膜的粘附性等性能变差。其原因在于，虽然丙二醇单甲基醚乙酸酯本身为具有高挥发速度的溶剂，但是，如果将其用作抗蚀剂组合物中的溶剂时，它仅在涂层表面上的溶剂会蒸发，在涂层的表面上会形成所谓的膜；从而使表面下面的溶剂不能蒸发。因此，仍然需要同时具有优良安全性与良好抗蚀剂形成特性的溶剂。本专利技术旨在考虑安全性的同时解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种抗蚀剂组合物，其中，在形成抗蚀剂膜时膜中的残留溶剂量降低，而膜厚度减少，速度、线宽度上的均匀性及显影时抗蚀剂膜的粘附性等性能得到了改善。本专利技术的目的是通过提供下述的抗蚀剂组合物而实现的，所述的组合物使用一种混合溶剂作为溶剂，该混合溶剂包含(A)1-25％(重量)的由下通式I表示的丙二醇衍生物R1-O-CH2CH(CH3)-O-R2其中，R1和R2分别为氢原子、2-5个碳原子的烷基和乙酰基，R1和R2的碳原子总数小于8，R1和R2不同时为氢原子；(B)75-99％(重量)的至少一种选自丙二醇单甲基醚乙酸酯及乳酸乙酯的溶剂。上述通式I中所示的丙二醇衍生物的实例为丙二醇单丙基醚、丙二醇单正丁基醚、丙二醇单叔丁基醚、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯等。其中，优选丙二醇单正丁基醚。现已从这些物质的MSDS(物质安全数据表)证实，这些溶剂的毒性低，安全性高。丙二醇衍生物可以单独使用，或以两种或多种组合使用。进而，就溶剂中上述通式I所示的丙二醇衍生物的用量而言，如果其在溶剂中的用量小于1％(重量)，则抗蚀剂形成特性的改进将不大；而如果用量大于25％(重量)时，根据主溶剂的类型不同，与单独采用主溶剂时的抗蚀剂形成特性相比，此时的抗蚀剂形成特性会变差。因此，溶剂中通式I所示丙二醇衍生物的用量优选为1-25％(重量)，更优选为1-20％(重量)。另一方面，构成溶剂主成分的溶剂实例包括丙二醇单甲基醚乙酸酯或乳酸乙酯。如果需要的话，它们作为主溶剂可以单独使用或组合使用。考虑到特性的改进，优选采用丙二醇单甲基醚乙酸酯作为主溶剂。根据抗蚀剂及所使用的主溶剂的类型，可以改变抗蚀剂中由主溶剂及通式I所示丙二醇衍生物组成的溶剂的量。以100重量份抗蚀剂组合物固体含量计，溶剂的用量通常为50-3000重量份，优选为70-2000重量份，更优选为100-1000重量份。在本专利技术的抗蚀剂组合物中，抗蚀剂组分可以为正性抗蚀剂或负性抗蚀剂。可用作本专利技术抗蚀剂的正性抗蚀剂的典型实例为包含醌二叠氮基光活化化合物和碱性可溶性树脂的抗蚀剂，及化学改性的抗蚀剂。负性抗蚀剂的典型实例为包含具有感光基团的聚合物如聚肉桂酸乙烯酯的抗蚀剂，包含芳族叠氮基化合物的抗蚀剂，包含含有环化橡胶和双叠氮基化合物的叠氮基化合物的抗蚀剂，包含重氮基树脂的抗蚀剂，包含其它聚合不饱和化合物的光聚合组合物，包含碱性可溶性树脂、交联剂及光致酸发生剂的改性的抗蚀剂。用于本专利技术的抗蚀剂物质的优选实例为包含醌二叠氮基光活化化合物和碱性可溶性树脂的抗蚀剂。有各种已知的包含醌二叠氮基光活化化合物和碱性可溶性树脂的正性抗蚀剂，它们中的任何一种均可用于本专利技术，这种抗蚀剂的类型没有限制。包含醌二叠氮基光活化化合物和碱性可溶性树脂的用于正性抗蚀剂中的醌二叠氮基光活化化合物的实例为1，2-苯醌二叠氮基-4-磺酸、1，2-萘醌二叠氮基-4-磺酸、1，2-萘醌二叠氮基-5-磺酸，上述磺酸的酯或酰胺。磺酸的酯或酰胺可以这样制得使醌二叠氮基磺酸或醌二叠氮基磺酰氯与包含羟基的化合物或包含氨基的化合物进行缩合反应。包含羟基的化合物的实例为二羟基苯醌、三羟基苯醌、四羟基苯醌、苯酚、萘酚、对甲氧基苯酚、双酚A、邻苯二酚、1，2，3-苯三酚、1，2，3-苯三酚甲基醚、焦没食子酸、α，α′，α″-三(4-羟基苯基)-1，3，5-三异丙基苯、三(羟基苯基)甲烷等。包含氨基的化合物的实例为苯胺、对氨基二苯基胺等。醌二叠基光活化化合物可以单独使用或以两种或多种的混合物组合使用。另一方面，碱性可溶性树脂的实例是线型酚醛清漆树脂、聚乙烯基酚、聚乙烯醇、丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物。线型酚醛清漆树脂的实例是醛如甲醛或低聚甲醛等与一种或多种酚如苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、二甲酚、三甲基苯酚、叔丁基苯酚、乙基苯酚、2-萘酚、1，3-二羟基萘等的缩聚产物。如果需要的话，碱性可溶性树脂如线型酚醛清漆树脂可以单独使用或以两种或多种组合使用。进而，为了改进膜形成特性，可以添加其它树脂。此外，由酚和醛或酮的缩聚产物与醌二叠氮基磺酸制备的酯可用作醌二叠氮基磺酸的酯。虽然可以根据光活化化合物及实际使用的碱性可溶性树脂的种类来改变醌二叠氮基光活化化合物与碱性可溶性树脂间适宜的混合物比值，但优选其重量比为1∶1-1∶20。本专利技术并不限制该范围。化学改性型抗蚀剂也是优选可用于本专利技术的正性抗蚀剂之一。随着将化学改性型抗蚀剂进行辐照，在其中形成酸，酸起到催化剂的作用，改变了抗蚀剂对显影剂的溶解性。然后，通过显影剂将曝光区域的抗蚀剂溶掉，形成正图案。化学改性型抗蚀剂包括可通过进行辐照而产生酸的光致酸发生剂，及包含酸不稳定基团的树脂，这种树脂在酸存在下会分解为碱性可溶性基团如酚式羟基或羧基。光致酸发生剂的实例为双磺酰基重氮甲烷，如双(异丙基磺酰基)重氮甲烷；双磺酰基甲烷，如甲基磺酰基对甲苯磺酰基甲烷；磺酰基羰基重氮甲烷，如环己基磺酰基环己基羰基重氮甲烷；磺酰基羰基烷，如2-甲基-2-(4-甲基苯基磺酰基)苯基乙基酮；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用一种混合溶剂作为溶剂的敏射线组合物，该混合溶剂包含： （Ａ）１－２５％（重量）的由下通式Ⅰ表示的丙二醇衍生物： Ｒ↓［１］－Ｏ－ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－Ｏ－Ｒ↓［２］ 其中，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］分别为氢原子、２－５个碳原子的烷基和乙酰基，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］的碳原子总数小于８，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］不同时为氢原子； （Ｂ）７５－９９％（重量）的至少一种选自丙二醇单甲基醚乙酸酯及乳酸乙酯的溶剂。

【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：武田贵志，
申请(专利权)人：克拉瑞特国际有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]