[發明專利]納米復合正型光敏性組合物及其用途

無效

• 申請號: 201280052881.0
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103907058A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 盧炳宏;陳春偉;S·梅耶
• 申請（專利權）人: AZ電子材料美國公司
• 主分類號: G03F7/004
• 分類號: G03F7/004;G03F7/027;G03F7/038;G03F7/40;G03F7/039
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 宓霞

技術領域

本發明涉及適合于作為正型光致抗蝕劑成像式曝光和顯影的新型光敏性組合物，該光敏性組合物包含正型光致抗蝕劑組合物和具有等于或小于100納米的平均粒子尺寸的無機顆粒材料，其中由所述組合物形成的光致抗蝕劑涂膜的厚度優選小于5μm。本發明還涉及形成圖案的方法。

背景技術

光致抗蝕劑組合物用于光刻方法，這些方法用于例如在計算機芯片、集成電路、發光二極管、顯示器件等的制造中制造小型化電子元件。一般而言，在這些方法中，首先將光致抗蝕劑組合物的膜的涂層施加于基材材料上，然后，烘烤該經涂覆基材以使該光致抗蝕劑組合物中的任何溶劑蒸發并將涂層固定到基材上。讓該基材的經烘烤的涂覆表面接下來經歷暴露在輻射下的成像式曝光。這種輻射曝光引起涂覆表面的曝光區域發生化學轉變。可見光、紫外(UV)光、電子束和X射線輻射能是光刻方法中當今常用的輻射類型。在這一成像式曝光之后，用顯影劑溶液處理已涂覆的基材以溶解和除去基材的經涂覆表面的已輻射曝光或未曝光的區域。

當正作用光致抗蝕劑組合物在輻射下成像式曝光時，會使該光致抗蝕劑組合物受輻射曝光的那些區域變得更加可溶于顯影劑溶液，而沒有曝光的那些區域保持相對不溶于顯影劑溶液。因此，用顯影劑對經曝光的正作用光致抗蝕劑的處理使得涂層的曝光區域被除去并在光致抗蝕涂層中產生正像。露出下層基材表面的所需部分。

在這種顯影操作后，可以用基材蝕刻劑溶液、等離子氣體處理此時部分未受保護的基材，或讓金屬或金屬復合材料沉積在基材的其中在顯影期間除去了光致抗蝕劑涂層的空間中。該基材的其中光致抗蝕劑涂層仍保留的區域受到保護。隨后，可以在剝離操作期間除去該光致抗蝕劑涂層的保留區域，留下圖案化的基材表面。在某些情況下，在顯影步驟后且在蝕刻步驟之前熱處理保留的光致抗蝕劑層是合乎需要的，以提高其與下層基材的粘附。

包括酚醛清漆樹脂和醌二疊氮化物化合物作為光活性化合物的正作用光致抗蝕劑在本領域中是公知的。酚醛清漆樹脂典型地通過在酸催化劑(例如草酸)的存在下將甲醛和一種或多種多取代酚縮合來制備。光活性化合物通常通過使多羥基酚類化合物與萘醌二疊氮化物酸類或它們的衍生物反應來獲得。也可以使酚醛清漆與奎寧二疊氮化物反應并與聚合物結合。

經常將添加劑，例如表面活性劑，添加到光致抗蝕劑組合物中以改進其中膜厚度小于5μm的光致抗蝕劑膜的涂層均勻性，特別是以除去膜內的條痕。通常按大約5ppm-大約200ppm的水平添加各種類型的表面活性劑。

在發光二極管(LED)的制造中，采用表面織構的產生(粗糙化)以改進光從高指數LED向外部的提取。表面織構產生或粗糙化(表面上的波狀起伏)通過為射出的光提供更多表面而改進光從高折射率介質射出的機率，在該表面處光與該表面的角度滿足不發生全內反射。通常，采用如下三種方法達到這一點：化學或機械誘導的LED的表面粗糙化；通過使用位于下方的化學氣相沉積的氧化物的光刻和濕法或反應性離子蝕刻以產生尺寸為1-5μm與節距為5-10μm的突出部而將基材圖案化；和在LED的表面處形成光子晶體并通過光刻和反應性離子蝕刻的組合形成光子晶體以形成具有周期式或半周期式圖案的小于1μm的孔。

具體實例是制造由突出部的密實陣列構成的PSS(圖案化藍寶石基材)發光二極管(LED)，該突出部需要通過使用在氧化硅的CVD(化學氣相沉積)層上涂覆的正型光致抗蝕劑進行圖案化。通常，使用光致抗蝕劑產生CVD硬掩模，然后使用該硬掩模將圖案轉移到位于下方的藍寶石基材中，導致粗糙化。以此方式將其它基材圖案化，例如Si、SiC和GaN。

本發明申請人預料不到地發現，向正型光致抗蝕劑中添加納米顆粒可以提供對氯基等離子的耐等離子蝕刻性的顯著提高，該氯基等離子用來蝕刻藍寶石基材。含提高耐等離子蝕刻性的納米顆粒的光致抗蝕劑可以按薄于5微米的膜使用以提高制造PSS?LED(發光二極管)的生產量和通過消除對CVD氧化物硬掩模的需要而降低制造成本。相似地，基材例如藍寶石、GaN、Si和SiC的構圖，和光子晶體的制造，也會看到通過消除對作為獨立步驟的二氧化硅的化學氣相沉積的需要而導致生產量的提高。

發明內容

發明概述