半导体装置的生产方法制造方法及图纸

水不溶性、含水碱溶性可溶可熔酚醛树脂，该树脂的制备方法，含有该树脂的光刻胶以及制备半导体装置的方法，其中该树脂通过液面下强制水蒸汽蒸馏法得到分离。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的生产方法本申请是申请日为1995年12月21日、申请号为95197186.7、专利技术名称为“借助低温液面下强制水蒸汽蒸馏法分离可溶可熔酚醛树脂”的专利申请的分案申请。本专利技术涉及通过采用这些光敏组合物涂敷基底，以及在基底上对这些光敏混合物进行涂敷、成象和显影生产半导体装置的方法。光刻胶组合物被用于生产小型电子元件(如生产计算机芯片和集成电路)的微石板印刷术方法。通常，在这些方法中首先把光刻胶组合物的薄层涂敷膜用于基底材料(如用于制造集成电路的硅片)。然后烘烤有涂层的基底以蒸发光刻胶组合物中的所有溶剂和把涂层固定于基底上。随后使烘烤过的有涂层的基底表面受到辐射成影像曝光。这种辐射曝光在有涂层的表面的外露面积上引起化学变化。现在，通常用于微石板印刷术方法的辐射种类是可见光，紫外(UV)光，电子束和X-射线辐射能。在成影像的曝光后，用显影液处理有涂层的基底，以溶解和除去基底上有涂层表面的辐射曝光面积或未曝光面积。存在两类光刻胶组合物：负性与正性。当负性光刻胶组合物以成影像方式受到辐射时，该组合物的辐照面积溶于显影剂溶液(例如发生交联反应)的能力减弱，而未曝光的光刻胶涂层对该溶液保持较高的可溶性。因此，用显影剂处理经过曝光的负性光刻胶可以脱除光刻胶涂层中未曝光区域并且在涂层中产生负象。这样该方法便使得其上面沉积有光刻胶组合物的基底表面的所需部分暴露出来。另外，当正性光刻胶组合物以成影像方式被暴露于辐射时，则该光刻胶组合物中暴露于辐射的区域会更易溶于显影剂溶液(例如发生重排反应)。那些未曝光区域对于该显影剂溶液保持较低的可溶性。这样，用显影剂处理经过曝光的正性光刻胶可以脱除光刻胶涂层中曝光区域并且在涂层中产生正象。同样，使处在下面的基底表面的所需部分暴露出-->来。显影操作完成后，可以用基底蚀刻剂溶液或等离子体气体等处理目前部分未得到保护的基底。蚀刻剂溶液或等离子气体蚀刻其上面的光刻胶涂层在显影期间被脱除的基底部分。其上仍保留有光刻胶涂层的基底区域得到保护。这样在该基底材料上形成与用于以成影像方式辐射曝光的光掩模对应的蚀剂图案。此后，可以在汽提操作期间脱除抗光蚀涂层的残余部分，剩下清洁的蚀剂基底表面。在某些情况下，有必要在显影步骤之后与蚀刻步骤之前热处理残余的光刻胶层以便提高其与下面的基底的粘合能力及其耐蚀刻溶液性。正性光刻胶组合物目前比负性光刻胶组合物受欢迎，其原因在于前者在分辨率与图案变换能力方面优于后者。光刻胶的分辨率被定义为在曝光与显影后光刻胶组合物能够由光掩模转移至具有高度的图象边缘敏锐度的基底的最小特征。在目前的许多制造应用场合，光刻胶的分辨率需为约1μm或小于1μm。此外，几乎总是需要已显影的光刻胶壁外形近乎垂直于基底。这种已显影的光刻胶涂层与其未显影部分之间的区别表现为蒙罩影象的确定图案转移至基底。本专利技术涉及通过苯酚与甲醛缩合而成的水不溶性、含水碱溶性成膜可溶可熔酚醛树脂的分离方法，采用低温(100-160℃、优选100-150℃、以100-140℃为最佳)液面下强制水蒸汽蒸馏进行该分离过程以制成这类成膜可溶可熔酚醛树脂，本专利技术还涉及它们在光刻胶组合物中的应用方法。本专利技术还涉及含有水不溶性、含水碱溶性成膜可溶可熔酚醛树脂与光敏剂的正性光刻胶的生产方法，及其将该光刻胶应用于生产半导体装置的方法。本专利技术提供一种通过在酸性催化剂存在下在适宜的有机反应溶剂或该有机溶剂混合物中缩合一种或多种甲基酚与甲醛制备水不溶性、含水碱溶性、成膜可溶可熔酚醛树脂以及采用低温(100-约160℃)液面下强制水蒸汽蒸馏分离该可溶可熔酚醛树脂的方法。本专利技术还提供正性光刻胶组合物的制备方法，其中包括：a)在酸性催化剂存在下在适宜的有机溶剂中或有机溶剂混合物中缩合一种或多种甲基酚与甲醛，从而得到水不溶性、含水碱溶性成膜可溶-->可熔酚醛树脂，在100-160℃采用低温液面下强制水蒸汽蒸馏分离可溶可熔酚醛树脂；b)混合下列组分：1)其数量足以对光刻胶组合物产生均匀的光敏作用的光敏组分2)其数量足以形成基本上均匀的光刻胶组合物的处于光刻胶组合物中的可溶可熔酚醛树脂和3)适宜的光刻胶溶剂。本专利技术还提供通过用正性光刻胶组合物涂敷适宜基底而在基底上形成光刻胶影像来生产半导体装置的方法，其中包括：a)在酸性催化剂存在下在适宜的反应溶剂或溶剂混合物中缩合一种或多种甲基酚与甲醛，从而得到水不溶性，含水碱溶性成膜可溶可熔酚醛树脂，在100-约160℃采用低温液面下强制水蒸汽蒸馏分离可溶可熔酚醛树脂；b)混合下列组分：1)其数量足以对光刻胶组合物产生均匀的光敏作用的光敏组分；2)其数量足以形成基本上均匀的光刻胶膜的处于光刻胶组合物中的成膜可溶可熔酚醛树脂和3)适宜的溶剂，c)在适宜的基底上涂敷光刻胶组合物；热处理经过涂敷的基底直至基本上所有溶剂均被脱除为止；以成影像的方式使光刻胶组合物曝光；用含水碱性显影剂脱除该组合物中经过成影像曝光区域。视需要而定可以在脱除步骤之前或之后烘烤基底。如“Chemistry and Applicatim of Phenolic Resins”Knop a.与Scheib,W.；Springer Verlag,New York,1979中第4章所述在光刻胶制造领域通常采用可溶可熔酚醛树脂。类似地，邻醌二嗪农属于本领域专业人员公知的化合物，如“Light Sensitive Systems”Kosar,J.,Iohn wiley& Sons,New York,1965第4章所述。一般情况下，通过初始大气压蒸馏随后在如220-230℃、20-30mm下进行高温减压蒸馏来分离可溶可熔酚醛树脂。蒸馏期间，可溶可熔酚醛树脂结构及其性能发生变化。然而，按照本专利技术，与先有技术所述内容相反，采用通过低温液面下强制水蒸汽蒸馏得到的成膜可溶可熔酚醛树脂能够产生具有较高化学稳定性、基本上恒定的分子量与始终如一的良好特性的光刻胶。当温度高于160℃时，-->该可溶可熔酚醛树脂发生化学变化并且会开始实质性分解。在温度为140℃或更低时，这种化合物基本上不存在。若不采用这种液面下强制水蒸汽蒸馏法，便无法在低至160℃或更低的温度下分离这种稳定的可溶可熔酚醛树脂。诸如未反应的甲基酚之类污染物无法被有效地脱除。本专利技术的具体的成膜可溶可熔酚醛树脂为通过一种或多种甲基酚与甲醛在酸性催化剂存在下在适宜的有机溶剂或其混合物中缩合而成并且在低于约160℃、优选约100-150℃、以约100-140℃为最佳的温度下通过液面下强制水蒸汽蒸馏分离产生的水不溶性、含水碱溶性树脂。所得到的稳定的水不溶性、含水碱溶性成膜可溶可熔酚醛树脂具有基本上恒定的分子量，其优选范围约为3000-8000、以约4000-5000为最佳。含有本专利技术光刻胶组合物中光敏组分的敏化剂可以是多羟基酚或醇化合物、优选为三羟基苯基乙烷或羟基苯酮与磺酸或磺酸衍生物如2,1,4或2,1,5-磺酰氯所形成的酯如被结合在此供参考的US3106465与4719167所述。通过使各组分在适宜的溶剂中混合来制备光刻胶组合物。在优选实施方案中，光刻胶组合物中可溶可熔酚醛树脂用量以固体即非溶剂光刻胶组分重量为基准计优选为约60-90％、更优选约75-85％。在优选实施方案中，光刻胶组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的生产方法，其中通过用正性光刻胶组合物涂敷适宜的基底来在该基底上形成光刻胶图象；对该经过涂敷的基底进行热处理直至几乎全部溶剂均被脱除为止；以成影像的方式使光敏组合物曝光；用含水碱性显影剂脱除该组合物中成影像曝光区域；该组合物包括下列组分的混合物：１）其数量足以对光刻胶组合物产生均匀的光敏作用的光敏组分；２）其数量足以形成基本上均匀的光刻胶组合物的处于光刻胶组合物中的通过一种或多种甲酚与甲醛在酸性催化剂存在下在适宜有机溶剂中缩合而成并且通过在１００－１５０℃于 液面下强制水蒸汽蒸馏分离得到的含水碱溶性、水不溶性可溶可熔酚醛树脂和３）适宜的溶剂。

【技术特征摘要】
US 1994-12-30 3666341．一种半导体装置的生产方法，其中通过用正性光刻胶组合物涂敷适宜的基底来在该基底上形成光刻胶图象；对该经过涂敷的基底进行热处理直至几乎全部溶剂均被脱除为止；以成影像的方式使光敏组合物曝光；用含水碱性显影剂脱除该组合物中成影像曝光区域；该组合物包括下列组分的混合物：1)其数量足以对光刻胶组合物产生均匀的光敏作用的光敏组分；2)其数量足以形成基本上均匀的光刻胶组合物的处于光刻胶组合物中的通过一种或多种甲酚与甲醛在酸性催化剂存在下在适宜有机溶剂中缩合而成并且通过在100-150℃于液面下强制水蒸汽蒸馏分离得到的含水碱溶性、水不溶性可溶可熔酚醛树脂和3)适宜的溶剂。2．按照权利要求1的方法，其中所述光敏组分为醇或酚残基与磺酸或磺酸衍生物形成的酯。3．按照权利要求1的方法，其中所述溶剂选自丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、乙酸丁酯、二甲苯、乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：MD拉曼，DP奥宾，
申请(专利权)人：科莱恩金融BVI有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]