正型抗蚀剂组合物以及抗蚀图案的形成方法技术

一种抗蚀剂组合物，是具有以下特征的系统ＬＣＤ用正型抗蚀剂组合物：含有（Ａ）碱溶性树脂、（Ｂ）含苯醌二叠氮基化合物、（Ｃ）分子量（Ｍ）为１０００以下的含酚性羟基化合物、以及（Ｄ）有机溶剂，该抗蚀剂组合物所含固体成分的通过凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算重均分子量（Ｍｗ）在５０００～３００００的范围内。根据本发明专利技术可以提供在不使感度下降的情况下，能够将用于制造在１个基板上形成有集成电路和液晶显示部分的系统ＬＣＤ时所要求的耐热性、分辨力、线性度、和ＤＯＦ特性提高的抗蚀剂组合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在一个基板上形成有集成电路和液晶显示部分的基板制造用的正型抗蚀剂组合物以及使用它的抗蚀图案的形成方法。
技术介绍
以往作为使用玻璃基板的液晶显示元件制造领域中的抗蚀剂材料，大多使用的是以酚醛清漆树脂作为碱溶性树脂、以含有苯醌二叠氮基的化合物作为感光成分的正型抗蚀剂组合物，这是因为它适合ghi线曝光且比较廉价，而且能够形成感度、分辨力及形状良好的抗蚀图案，对此已有报道(下述专利文献1～4)。至今，由于目的在于形成显示器的象素部分，因此只要能形成非常粗糙的图案(如3-5微米左右)即可，所使用的是由凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算重均分子量(Mw)在4000以下的正型抗蚀剂组合物。专利文献1特开2000-131835号公报专利文献2特开2001-75272号公报专利文献3特开2000-181055号公报专利文献4特开2000-112120号公报目前，作为下一代的LCD，对于在1张玻璃基板上同时形成驱动器、DAC(数字模拟转换器)、画像处理器、录像控制器、RAM等集成电路部分和显示部分的、被称作为所谓“系统LCD”的高功能LCD的技术开发非常活跃(Semiconductor FPD World 2001.9，pp.50-67)。以下，本说明书中，将如上所述的在1个基板上形成有集成电路和液晶显示部分的基板简称为系统LCD。在上述的系统LCD中，代替无定形硅作为基板使用的是在600℃以下的低温处理中所形成的低温多晶硅，这是因为与无定形硅相比其电阻小并且迁移率高。因此，希望开发出适合使用于以低温多晶硅作为基板的系统LCD的制造的抗蚀剂组合物，但直到现在还没有有关系统LCD用的抗蚀剂材料报道例。若要制造由低温多晶硅所形成的TFT，在玻璃基板上通过低温处理形成多晶硅膜后，在往该低温多晶硅膜中打入P和B的工序、即所谓的“埋入(inplantation)工序」中，要求打入非常高浓度的杂质。该埋入工序中，是在玻璃基板上形成有低温多晶硅膜的低温多晶硅玻璃基板上形成了抗蚀图案的状态下，于高真空度条件下进行的，其中存在下述问题，当由杂质的打入所导致的发热作用使得基板上的抗蚀图案被加热时，抗蚀图案形状会发生变化，或抗蚀图案中的某些成分发生气化，使处理室内的真空度下降。作为解决该问题的手段，较有效的是在埋入工序前进行被称作“后烘干”的加热处理工序，但由于该后烘干是在与埋入时被加热的温度相近的温度条件下，例如200℃以上的高温下进行的，因而必须形成该加热处理中图案形状不发生变化的高耐热性的抗蚀图案。因此，若要实现系统LCD的制造，作为用于其中的抗蚀剂组合物，要求具有良好的耐热性。另外，在系统LCD中，显示部分的图案尺寸为2～10μm，而与之相对，集成电路部分却以0.5～2.0μm的微细尺寸形成。因此，对于系统LCD制造用的抗蚀剂组合物而言，除了要求具有能够同时以良好的形状形成微细的图案和粗糙的图案的能力(线性度)之外，还严格要求其比以往的LCD制造用抗蚀剂材料具有更高的分辨度，并且微细图案的焦深幅(DOF)特性良好等。但是，液晶元件的制造领域中，抗蚀剂材料的感度下降会导致严重的生产率下降，因而不太理想，因此希望在不引起感度下降的情况下使上述的特性得到提高。
技术实现思路
本专利技术的课题是提供在不使感度下降的情况下，能够将用于制造在1个基板上形成有集成电路和液晶显示部分的系统LCD时所要求的耐热性、分辨力、线性度、和DOF特性提高的抗蚀剂组合物以及使用它的抗蚀图案的形成方法。为了解决所述课题，本专利技术的系统LCD用正型抗蚀剂组合物的特征在于含有(A)碱溶性树脂、(B)含苯醌二叠氮基化合物、(C)分子量(M)为1000以下的含酚性羟基化合物、以及(D)有机溶剂，且该抗蚀剂组合物中所含有的固体成分的通过凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算重均分子量(Mw)在5000～30000的范围内。另外本专利技术还提供抗蚀图案的形成方法，它包括以下工序(1)在基板上涂布上述的正型光致抗蚀剂组合物，形成涂膜的工序；(2)对形成有所述涂膜的基板进行加热处理(预烘干)，在基板上形成抗蚀剂被膜的工序；(3)使用描绘有2.0μm以下的抗蚀图案形成用掩膜图案和超过2.0μm的抗蚀图案形成用掩膜图案这两者的掩膜，对所述抗蚀剂被膜进行选择性的曝光的工序；(4)对所述选择性曝光后的抗蚀剂被膜实施加热处理(曝光后烘干)的工序；(5)用碱水溶液对经所述加热处理(曝光后烘干)后的抗蚀剂被膜进行显影处理，在所述基板上同时形成图案尺寸为2.0μm以下的集成电路用的抗蚀图案和超过2.0μm的液晶显示部分用的抗蚀图案的工序。本说明书中重均分子量(Mw)的值是使用下面的GPC系统所测定的值。装置名SYSTEM11(制品名、昭和电工社制)预柱KF-G(制品名、Shodex社制)柱KF-805、KF-803、KF-802(制品名、Shodex社制)检测器UV41(制品名、Shodex社制)，在280nm测定。溶剂等以1.0ml/分的流量流下四氢呋喃，在35℃测定。测定试样调制方法调整要测定的光致抗蚀剂组合物以使固体成分浓度达到30质量％，用四氢呋喃稀释它，作成固体成分浓度为0.1质量％的测定试样。将20微升该测定试样打入所述装置进行测定。具体实施例方式以下详细说明本专利技术。对(A)成分没有特别限制，可以从在正型抗蚀剂组合物中通常可用作被膜形成物质的碱溶性树脂中任意地选择1种或2种以上来使用。例如使酚类(苯酚、间甲酚、对甲酚、二甲苯酚、三甲基苯酚等)和醛类(甲醛、甲醛前体、丙醛、2-羟基苯甲醛、3-羟基苯甲醛、4-羟基苯甲醛等)或/和酮类(甲乙酮、丙酮等)在酸性催化剂存在下缩合而得到的酚醛清漆树脂；羟基苯乙烯的均聚物、以及羟基苯乙烯和其它的苯乙烯系单体的共聚物、羟基苯乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸或其衍生物的共聚物等羟基苯乙烯系树脂；丙烯酸或甲基丙烯酸和其衍生物的共聚物即丙烯酸或甲基丙烯酸系树脂等。特别优选的是使含有间甲酚、对甲酚、3，4-二甲苯酚以及2，3，5-三甲基苯酚的酚类和含有甲醛的醛类进行缩合反应而得到的酚醛清漆树脂，这是因为其耐热性良好，并且其价格低廉。(A)成分可以按照常法制造。通过凝胶渗透色谱法测定的(A)成分的聚苯乙烯换算重均分子量(以下有时只记为Mw)根据其种类而不同，从感度和图案形成方面考虑，优选2000～100000，更优选3000～30000。(B)成分是含苯醌二叠氮基化合物。(B)成分只要是在正型抗蚀剂组合物中通常可作为感光性成分使用的含苯醌二叠氮基化合物就可以使用，没有特别限制，可以任意选择1种或2种以上来使用。其中特别是使用非二苯甲酮系的化合物时，适合于用i线的光刻法，并且在高分辨度及线性度方面也较理想。作为该非二苯甲酮系的(B)成分，优选下述通式(I)所表示的酚化合物和萘醌二叠氮基磺酸化合物的酯化物。作为萘醌二叠氮基磺酸化合物优选1，2-萘醌二叠氮基-5-磺酰化合物。 [式中，R1～R8各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～6的烷氧基、或碳原子数3～6的环烷基；R10、R11各自独立地代表氢原子或碳原子数1～6的烷基；R9可以是氢原子或碳原子数1～6的烷基，这时，Q1为氢原子、碳原子数1～6的烷基、或下述化学式(II)所示的残本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正型抗蚀剂组合物，是在一个基板上形成有集成电路和液晶显示部分的基板制造用正型抗蚀剂组合物，其特征在于：其中含有（Ａ）碱溶性树脂、（Ｂ）含苯醌二叠氮基化合物、（Ｃ）分子量（Ｍ）在１０００以下的含酚性羟基化合物、以及（Ｄ）有机溶剂，该抗蚀剂组合物所含固体成分的通过凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算重均分子量（Ｍｗ）在５０００～３００００的范围内。

【技术特征摘要】
JP 2003-5-19 2003-1405761.一种正型抗蚀剂组合物，是在一个基板上形成有集成电路和液晶显示部分的基板制造用正型抗蚀剂组合物，其特征在于其中含有(A)碱溶性树脂、(B)含苯醌二叠氮基化合物、(C)分子量(M)在1000以下的含酚性羟基化合物、以及(D)有机溶剂，该抗蚀剂组合物所含固体成分的通过凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算重均分子量(Mw)在5000～30000的范围内。2.根据权利要求1所述的正型抗蚀剂组合物，其中所述(B)成分中含有下式(I)所表示的含酚性羟基化合物和1，2-萘醌二叠氮基-5-磺酰化合物的酯化反应生成物， [式中，R1～R8各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～6的烷氧基、或碳原子数3～6的环烷基；R10、R11各自独立地代表氢原子或碳原子数1～6的烷基；R9可以是氢原子或碳原子数1～6的烷基，这时，Q1为氢原子、碳原子数1～6的烷基、或下述化学式(II)所示的残基 (式中，R12及R13各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～6的烷氧基、或碳原子数3～6的环烷基；c表示1～3的整数)，Q1还可以和R9的末端结合，这时，Q1和R9以及Q1和R9之间的碳原子一起表示碳链3～6的环烷基；a、b代表1～3的整数；d代表0～3的整数；n表示0～3的整数]。3.根据权利要求1所述的正型抗蚀剂组合物，其中所述(C)成分中含有下式(III)所表示的含酚性羟基化合物， [式中，R21～R28各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山一彦，高木勇，
申请(专利权)人：东京应化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]