[發明專利]用于厚膜成像的光致抗蝕劑組合物

有效

• 申請號: 200680025340.3
• 申請日: 2006-07-07
• 公開（公告）號: CN101218541A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: M·A·托克西;盧炳宏;S·K·穆倫
• 申請（專利權）人: AZ電子材料美國公司
• 主分類號: G03F7/039
• 分類號: G03F7/039;G03F7/022;G03F7/023;G03F7/105
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 任宗華

技術領域

本發明涉及特別地可用于使厚膜成像的光敏光致抗蝕劑組合物，它包括成膜的堿不溶性樹脂、生產強酸的光致產酸劑、溶劑和可光漂白的染料，所述可光漂白的染料在與光致產酸劑相同的輻射下吸收且優選具有與光致產酸劑類似或比其低速的光漂白。優選地，光致抗蝕劑膜的厚度大于2微米(μm)。本發明進一步提供涂布本發明的光敏組合物并使之成像的方法。

背景技術

光致抗蝕劑組合物用于制造小型化電子組件的微型平版印刷(microlithography)方法，例如用于制造計算機芯片和集成電路。一般地，在這些方法中，首先施加光致抗蝕劑組合物的涂布膜到基底材料，例如制造集成電路所使用的硅片上。然后烘烤涂布的基底，以蒸發在光致抗蝕劑組合物內的任何溶劑并在基底上固定涂層。接下來將烘烤過的基底的涂布表面成像式曝光于輻射線下。

這一輻射曝光引起在涂布表面的曝光區域內的化學轉變。可見光、紫外(UV)光、電子束和X射線輻射能是當今在微型平版印刷方法中常用的輻射線類型。在這一成像式曝光之后，用顯影劑溶液處理涂布的基底，溶解并除去或者輻射線曝光或者未曝光的基底的涂布表面。

存在兩類光致抗蝕劑組合物，即負性工作和正性工作的光致抗蝕劑組合物。當負性工作的光致抗蝕劑組合物成像式曝光于輻射線下時，曝光于輻射線下的抗蝕劑組合物區域不那么可溶于顯影劑溶液(例如發生交聯反應)，而光致抗蝕劑涂層的未曝光區域保持相對可溶于這一溶液中。因此，用顯影劑處理曝光的負性工作的抗蝕劑引起除去光致抗蝕劑涂層的未曝光區域并在涂層內產生負性圖像。于是露出光致抗蝕劑組合物在其上沉積的下部基底表面的所需部分。

另一方面，當正性工作的光致抗蝕劑組合物成像式曝光于輻射線下時，曝光于輻射線下的光致抗蝕劑組合物的那些區域更加可溶于顯影劑溶液(例如，發生重排反應)，而沒有曝光的那些區域保持相對不溶于顯影劑溶液。因此，用顯影劑處理曝光的正性工作的光致抗蝕劑將引起除去涂層的曝光區域并在光致抗蝕劑涂層內產生正性圖像。再次露出下部基底表面的所需部分。

在這一顯影操作之后，可用基底蝕刻劑溶液、等離子體氣體處理新的部分未受保護的基底，或者使金屬或金屬復合材料沉積在其中顯影期間除去光致抗蝕劑涂層的基底空間內。其中光致抗蝕劑涂層仍然保留的基底區域受到保護。隨后，可在汽提操作過程中除去光致抗蝕劑涂層的剩余區域，從而留下構圖的基底表面。在一些情況下，希望在顯影步驟之后和蝕刻步驟之前，熱處理其余的光致抗蝕劑層，以增加它對下部基底的粘合性。

在構圖結構的制造，例如晶片級包裝中，當互連密度增加時，使用電化學沉積的電連接點。例如，參見Solomon，ElectrochemicallyDeposited?Solder?Bumps?for?Wafer-Level?Packaging，Packaging/Assembly，Solid?State?Technology。在晶片級包裝中用于再分配的金隆起焊盤、銅柱(copper?post)和銅線要求抗蝕劑模具，在高級互連技術中，所述抗蝕劑模具隨后被電鍍，形成最終的金屬結構。與在臨界層(critical?layer)的IC制造中所使用的光致抗蝕劑相比，抗蝕劑層非常厚。特征尺寸和抗蝕劑厚度二者典型地在2微米-100微米范圍內，以便在光致抗蝕劑中必須構圖高的長徑比(抗蝕劑厚度與線尺寸之比)。

作為微電子機械機器使用而制造的器件也使用非常厚的光致抗蝕劑膜來確定機器的組件。

含可溶可熔酚醛樹脂和重氮醌化合物作為光活性化合物的正性作用的光致抗蝕劑是本領域中眾所周知的。典型地在酸催化劑，例如草酸存在下，通過縮合甲醛和一種或更多種多取代的酚類，生產可溶可熔酚醛樹脂。通常通過使多羥基酚類化合物與重氮萘醌酸或其衍生物反應，獲得光活性化合物。可溶可熔酚醛樹脂也可與重氮醌反應并與聚合物結合。已發現，基于僅僅可溶可熔酚醛樹脂/重氮化物的光致抗蝕劑不具有光敏性或者一些類型的工藝所需的側壁陡峭度，特別是對于厚膜來說。