CN101501570B - 光刻胶组成物及其图案化方法 - Google Patents

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Abstract

一种光刻胶组成物，该组成物具有理想的光感度、解析度、残膜率(residual film ratio)及涂布特性等物理性质，且因其具有绝佳的光透射率，而可在一半导体工艺或一平面显示器工艺中，利用波长为248nm(氟化氪)或更短的光源，来形成具有理想的显影轮廓及聚焦深度(Depth ofFocus)的图案，即使该光刻胶组成物应用于一非化学增幅型光刻胶。该光刻胶组成物包括一酚醛型树脂(novolac-based resin)A、一光感剂(photosensitizer)B及一具有低吸光度的低分子物质C，该具有低吸光度的低分子物质在248nm、193nm和157nm的一或多种光源波长时的吸光度低于该酚醛型树脂的吸光度，且该光刻胶组成物是在光源波长为248nm或更短时被使用。

Description

光刻胶组成物及其图案化方法
技术领域
本发明是关于一种光刻胶组成物，其可在一利用波长如氟化氪(248nm)或更短的光源的半导体及一平面显示器工艺中，被用来形成一图案，以及其一形成图案的方法。本申请案是主张公园2006年8月4日在韩国智慧财产局(KIPO)申请，申请案号第10-2006-0073900号专利案的优先权，其所公开的事项会被完整地并入本文中。 
背景技术
一般来说，当在制造半导体时，使用光刻胶(或称为光阻)组成物的微影过程期间，会进行微处理。在微影过程中，依照雷利方程式(RayleighEquation)对于一绕射极限所示，可藉由降低光源波长来增进解析度，因此，被使用来制造半导体的微影过程的光源波长，会按照g-line(波长436nm)、i-line(波长为365nm)、氟化氪准分子激光(波长248nm)及氟化氩准分子激光(波长193nm)的顺序被降低。 
在最近几年中，集成电路的整合已经被提高，因此，对亚微米(submicron)级图案的要求亦同样地被提高。特别是因为藉由使用光微影方法可以制造64M至1G的动态随机记忆体(DRAMs)，所以使用氟化氪准分子激光或氟化氩准分子激光(或称为镭射)光源的光微影工艺方法受到瞩目。同时，彩色滤光片同样地和光刻胶一起被使用，并且需要微图案。然而，相较用于曝光光源的已知的镜片，用于短波长的准分子激光曝光装置的镜片的生命周期较短。因此，镜片可在短时间内对准分子激光曝光是较佳的。 
在相关的技术中，酚醛型树脂是光刻胶组成物的主要成分，其可用在使用g-line(436nm)及i-line(365nm)光源的曝光工艺。 
依照朗伯-比尔定律(Lambert-Beer Law)，吸光度是与穿透距离(transmission length)及吸光物质的浓度成正比，因此，如果降低吸光物质的浓度，则可降低整体的吸光度，而使光刻胶的透射率提高。 
图1是说明一包括酚醛型树脂及光感剂的已知非化学增幅型光刻胶的光透射率对应于波长的曲线图，其x轴是代表波长(单位：nm)及y轴是代表光透射率(单位：％)。 
请参照图1所示，该光透射率在248nm或更短的光源波长时呈等比级数的降低。由于已知的非化学增幅型光刻胶在248nm或更短的光源波长时，具有不佳的光透射率，因此不适用于248nm或更短的光源波长上。 
因此，在使用已知的非化学增幅型光刻胶作为g-line光刻胶和i-line光刻胶时，则因其高吸光度和低光感度，而在主要使用于现今产业领域的氟化氪半导体曝光过程中，形成半导体微图案会有困难。因此，在现今产业领域中，g-line光刻胶和i-line光刻胶不能用于氟化氪或更短的短波长光源的曝光上。 
所以，对于应用在氟化氪或更短的短波长光源上，而具有高光透射率的酚醛型树脂，其需求则日渐成长。同时，包含光酸产生剂(photoacidgenerator)的化学增幅型光刻胶，亦被使用在氟化氪或更短的短波长光源的曝光。该化学增幅型光刻胶的主要成分包含聚羟基苯乙烯(PHS)聚合物及光酸产生剂和一用来改良对比和控制溶解度的反应抑制剂(reactionprohibitor)。在光刻胶材料的发展上，化学增幅(Chmical amplification)在光刻胶的化学机制及使用上是被导入的一新的概念。化学增幅意指藉由光子所激发的活性物质，所产生的化学连锁反应，来显著地增加量子产量。在化学增幅过程中，藉由单一光化学反应所激发的活性物质来担任一催化剂的作用，以连续地产生如断链(deprotection)或交联(crosslinking)的化学反应，因此，相较于早期催化剂所产生的量子产量，上述化学反应的总量子产量是被显著性地增加。 
当使用化学增幅型光刻胶时，由曝光部分的光酸产生剂所被激发的酸质，藉由曝光后的烘烤(PEB，Post Exposure Bake)过程而被扩散。在此情况下，曝光部分对于碱性显影溶液的溶解度藉由使用该酸质作为催化剂的化学反应而改变，以形成正型或负型的图案。同时，因为化学增幅型光刻胶包括作为催化剂的酸质，如果一基板具有一碱基的特性，则会因酸的钝化(deactivation)，而在其显影轮廓的较低部份产生拖尾(tailing)。 
上述的问题可藉由加入大量的移除碱基物质(base-removingsubstance)避免，然而，使用大量的移除碱基物质会降低光感度。当使用一准分子激光作为一曝光用光源时，可使用一具有低反射率的基板，以显著地改良维度的均等性(dimensional uniformity)，然而光刻胶图案是具有一锥形的显影轮廓。因此，化学增幅型光刻胶的问题在于其效果与显影轮廓需取决于所使用的基板类型。 
在正型化学增幅型光刻胶中，用于氟化氪准分子激光光微影术的正型光刻胶是由聚羟基苯乙烯树脂所组成。通常，用于氟化氪准分子激光光微影术的正型光刻胶包含一树脂，该树脂是被酚羟基群组(phenolic hydroxygroup)的一部分所保护，而该酚羟基群组是被光酸产生剂所产生的的酸所分解。在解析度或光感度方面，藉由酸而分解的群组会与酚羟基群组所产生的氧原子一起形成缩醛键。在此情况中，包括四氢-2-哌喃基(tetrahydro-2-pyranyl)、四氢-2-呋喃基(tetrahydro-2-furyl)或 和氧原子键结在一起的1-乙氧基乙基(1-ethoxy ethyl)的树脂受到重视。然而，在金属和布植工艺中使用该树脂时，则会因为薄膜较厚且是在一特殊基板的条件下所形成的图案，所以会有显影轮廓不理想的问题。 
通常，在一半导体工艺中，会进行一氢氟酸蚀刻工艺。然而，倘若使用化学增幅型聚羟基苯乙烯(PH)光刻胶，则会因其低电阻的原因，而无法使用于氢氟酸蚀刻工艺。因此，发展适用于使用氟化氪或更短波长的光源的半导体工艺中的一非化学增幅型光刻胶是有其需要的。 
发明内容
本发明的目的是提供一非化学增幅型光刻胶，其对于氢氟酸蚀刻具优越的电阻。本发明的另一目的是提供一光刻胶，该光刻胶具有理想的光感度、解析度、残膜率(residual film ratio)及涂布特性等物理性质，且因其绝佳的光透射率，故可在一半导体工艺或一平面显示器工艺中，使用氟化氪或更短波长的光源，形成具有理想显影轮廓及聚焦深度的图案。 
为了完成上述目的，本发明提供一光刻胶组成物，该组成物包含一酚醛型树脂A、一光感剂B、及一具有低吸光度的低分子物质C。在248nm、193nm和157nm的一或多种光源波长时，该具有低吸光度的低分子物质具有低于该酚醛型树脂的吸光度，且该光刻胶组成物是在光源波长为248nm或更短时被使用。 
该光刻胶组成物包括100重量等份的酚醛型树脂A、30到60重量等份的光感剂B及10到30重量等份的具有低吸光度的低分子物质C。 
该具有低吸光度的低分子量物质C包括以分子结构式1作代表的一化合物： 
<分子结构式1> 
其中R1及R2是一各自独立的氢、羟基或一具有1到10个碳原子的烷基，且n1是一1到5范围间的自然数。 
该光刻胶组成物进一步地包括至少一具有低吸光度的树脂D，其是选自一具有低吸光度且至少一分子结构式2或分子结构式3的结构单元的酚醛型树脂，及一具有低吸光度且分子结构式4的结构单元的聚羟基苯乙烯型(polyhydroxystyrene-based)树脂，所组成的群组： 
<分子结构式2> 
Figure DEST_PATH_G51058153150138000D000011
其中R3是一具有1到15个碳原子数的烷基或烷氧基、酯、醚、羰基、缩醛或醇基，而R4是一具有1到5碳原子数的烷基。 
<分子结构式3> 
Figure DEST_PATH_G51058153150138000D000012
其中R5是一具有1到5碳原子数的烷基。 
<分子结构式4> 
Figure DEST_PATH_G51058153150138000D000013
其中R6是氢或一具有1到15碳原子数的烷基。 
该光刻胶组成物包含一具有低吸光度的树脂D，若以基底树脂为100重量等份为准，则该树脂D为5到50重量等份。 
当该光刻胶组成物以甲醇稀释浓度至4×10-5％且使用紫外线/可见光光谱仪(UV-Vis spectroscope)量测吸光度时，其在光源波长为248nm时的光透射率，比在相同的条件下，使用紫外线/可见光光谱仪量测不含具有低吸光度的低分子物质的光刻胶组成物的吸光度，增加了10到35％。 
该光刻胶组成物是一非化学增幅型光刻胶。 
再者，本发明提供一光刻胶组成物的图案化方法。该方法包含涂布该光刻胶组成物；将一部份的光刻胶组成物层对具有主要波长为248nm或更短的光源曝光；及移除该光刻胶组成物层的已曝光或未曝光的部份。 
本发明的光刻胶组成物具有理想的光感度、解析度、残膜率及涂布特 性等物理性质，即使应用该光刻胶组成物于一非化学增幅型光刻胶，在利用波长为248nm或更短的光源的半导体工艺或平面显示器工艺中，仍能形成一具理想显影轮廓及聚焦深度(Depth of Focus)的图案。 
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。 
附图说明
图1是说明已知酚醛型光刻胶组成物的吸光度的曲线图。 
图2和图3是说明本发明的范例在光源波长为248nm及193nm时的光透射率的曲线图。 
图4a至图4e是本发明的对照范例1及范例1至4的光刻胶组成物图案的扫描式电子显微镜画面。 
图5是说明本发明的范例的光感度的曲线图。 
具体实施方式
下文中，将对本发明作一详细的说明。 
本发明的一种光刻胶组成物是包含一酚醛型树脂、一光感剂和一具有低吸光度的低分子物质。该具有低吸光度的低分子物质在248nm、193nm和157nm的一或多种光源波长时的吸光度，是低于该酚醛型树脂的吸光度。该光刻胶组成物是在光源波长为248nm或更低时被使用。 
为了满足一用来降低吸光物质的浓度的光刻胶的物理性质，本发明的该光刻胶组成物包含该具有低吸光度的低分子物质来作为一必要的成分，该具有低吸光度的低分子物质具有的吸光度，在248nm、193nm和157nm的一或多种光源波长时低于该酚醛型树脂的吸光度。 
(A)酚醛型树脂(novolac-based resin) 
在相关文献中，该酚醛型树脂是光刻胶的一基底树脂，而本发明中是使用一种典型的酚醛型树脂。关于制造该酚醛型树脂A的方法，是在具有一酸催化剂的条件下，将酚化合物和醛进行缩和反应，即可制造该酚醛型树脂A。 
酚化合物的范例包括酚，邻-、间-或对-甲酚，2，3-、2，5-、3，4-或3，5-二甲酚，2，3，5-三甲酚，2-、3-或4-三元(terna ry)-丁基酚，2-三元-丁基-4-或5-甲基酚，2-，4-或5-甲间苯二酚，2-、3-或4-甲氧基酚，2，3-、2，5-或3，5-二甲氧基酚，2-甲氧基间苯二酚，4-三元-丁基儿茶酚，2-、3-或4-乙基酚，2，5-或3，5-二乙基 酚，2，3，5-三乙基酚，2-苯酚，1，3-、1，5-或1，7-二羟基萘，及一藉缩和二甲酚和羟基苯甲醛而得到的多羟基三苯甲烷(polyhydroxytr iphenylmethane)化合物。酚化合物可单独或以二或多种混合被使用。 
醛的范例包括脂肪族醛类，如甲醛、乙酰乙醛(acetoaldehyde)、丙醛、正丁醛、异丁醛、三甲基乙醛(pivalaldehyde)、正己醛、丙烯醛乙醛(acroleinaldehyde)及巴豆醛；脂环族化合物(alicyclic compounds)，如环己醛(cyclohexyaldehyde)、环戊(cyclopentanealdehyde)、喃甲醛(furfural)及呋喃基丙烯醛(furyl acrolein)；芳香族醛类，如苯甲醛、邻-、间-或对-甲基苯甲醛、对-乙基苯甲醛、2，4-、2，5-、3，4-或3，5-二甲基苯甲醛、邻-、间-或对-羟基苯甲醛、邻-、间-或对-大茴香醛(anisaldehyde)及香草醛(vanillin)；及芳香脂肪族醛类，如苯乙醛及桂皮醛(cinnamaldehyde)。醛可单独或以二或多种混合被使用。使用可轻易购得的甲醛是较佳的。 
可用来进行酚化合物和醛的缩和反应的酸催化剂，其范例包括无机酸，如盐酸、硫酸、过氯酸、和磷酸；有机酸，如甲酸、乙酸、草酸、三氯乙酸和对-甲苯磺酸；及二价金属盐类，如醋酸锌、氯化锌、及乙酸锰。该酸催化剂可被单独或以二或多种混合被使用。 
该缩和反应可依据典型的方法，在如60至120℃的温度范围中进行2至30小时。 
(B)光感剂(Photosensitizer) 
光感剂B的范例包括一典型使用在光刻胶领域中的光感剂，尤其，可以使用一醌重氮(quinine diazo)型放射性光感剂(radiation-Photosensitizer)，且其范例包括重氮萘醌(diazonaphthoquinone)。 
再者，可以使用具有一或多个酚羟基(phenolic hydroxyl groups)的邻醌重氮磺酸酯(o-quinone diazosulfonic acid ester)化合物，而使用具三或多个酚羟基，如1，2-萘醌重氮(naphthoquinone diazo)-5-或4-磺酸酯(sulfonic acid ester)或1，2-苯醌重氮-4-磺酸酯(1，2-benzoquinone diazo-4-sulfonic acid ester)的多羟基化合物是较佳的。 
具有羟基及邻醌重氮磺酸卤化物(o-quinone diazosulfoni cacidhalides)的化合物，可以在如三乙胺这类的碱存在的条件下，波比互相进行反应，以生产上述的酯。在邻醌重氮磺酸卤化物中，使用1，2-萘醌重氮-5-磺酸氯化物(1，2-naphthoquinone diazo-5-sulfonic acidchloride)是较佳的。 
该醌重氮型放射性光感剂可单独或一或二种药剂混合市被使用。 
该光感剂B的量并无限制，但较佳的是，以该酚醛型树脂A为100重 量等份为准，该光感剂B为30至60重量等份。当光感剂B在30至60重量等份时，则在曝光期间可维持理想的显影速度，以形成所需的图案。 
本发明藉由加入该光感剂B于光刻胶中，而可用于得到一不包含光酸产生剂的非学增幅型光刻胶。因此，可以避免化学增幅型光刻胶的缺点。然而，在本发明中并不排除该光酸发生剂的添加。 
(C)具有低吸光度的低分子物质 
具有低吸光度的低分子物质C的较佳范例包括一以下列分子结构式1作代表的化合物。 
<分子结构式1> 
Figure G2007800291537D00071
其中R1及R2是一各自独立的氢、羟基或一具有1到10个碳原子的烷基，且n1是一1到5范围间的自然数。 
当具有低吸光度的低分子物质C的R1及R2是氢、羟基或一具有1到10个碳原子的烷基时，包含具有低吸光度的低分子物质C的光刻胶的光透射率和光感度会被增加，因此可确保形成理想的图案。 
当n1是一1到5范围间的自然数时，光透射率和光感度会被增加，因此可确保形成理想的图案。如果n1大于5，则光透射率会因光的吸收而降低，因此，很难得到该具有低吸光度的低分子物质C的效果。 
具有低吸光度的低分子物质C是一低分子化合物，当与该酚醛型树脂A比较时，该化合物在248nm、193nm及157nm的一或多种光源波长时，具有较低的吸光度。任何低分子化合物皆可使用在本发明中，只要是该化合物可满足上述的吸光度的特性。低分子物质包含寡聚合物(oligomer)，非高分子聚合物。 
该具有低吸光度的低分子物质C的量并无限制，但以该酚醛型树脂A为100重量等份为准时，则较佳的是10到30重量等份。当所包含的该低分子物质在10到30重量等份时，则光刻胶的物理特性是理想的，因此可避免在显影期间图案的损害。 
(D)具有低吸光度的树脂 
除具有低吸光度的低分子物质C之外，本发明的光刻胶组成物包含一树脂D，该树脂在248nm、193nm、及157nm的一或多种光源波长时，相较 于该酚醛型树脂A具有较低的吸光度。 
当该具有低吸光度的树脂D被加入该光刻胶组成物时，选用可满足该光刻胶组成物所需的物理性质的具有低吸光度的树脂是较佳的，尤其该具有低吸光度的树脂D最好是具有聚羟基苯乙烯型树脂(polyhydroxystyrene-based resin)或酚醛型树脂(novolac-based resin)的主结构，以增进光刻胶的物理性质。再者，该树脂D最好是包括一官能基或一接枝(sidebranch)，该官能基或旁枝是在一相对短的波长时，具有理想的光透射率。对光感剂不具反应性的聚羟基苯乙烯型树脂，可被当作具有低吸光度的聚羟基苯乙烯型树脂来使用。然而，鉴于对比的改良，使用对于光感剂具有预定的反应性的缩醛、金刚烷(adamantyl)或混合型聚羟基苯乙烯型树脂是较佳的。 
该具有低吸光度的树脂D的范例是从一具有低吸光度且至少一个分子结构式2或分子结构式3的结构单元的酚醛型树脂，与一具有低吸光度且分子结构式4的结构单元的聚羟基苯乙烯型树脂所组成的群组中选出。该光刻胶组成物可以包含至少一种具有低吸光度的树脂D。 
<分子结构式2> 
Figure DEST_PATH_G51058153150138000D000021
其中R3是任何一具有1到15碳原子数的烷基或烷氧基、酯、醚、羰基、缩醛或醇基，且R4是氢或一具有1到5碳原子的烷基。 
<分子结构式3> 
Figure DEST_PATH_G51058153150138000D000022
其中R5是一具有1到15碳原子数的烷基。 
<分子结构式4> 
Figure DEST_PATH_G51058153150138000D000031
其中R6是一氢或一具有1到15碳原子的烷基。 
在分子结构式2中，当R3是任何一具有1到15碳原子数的烷基或烷氧基、酯、醚、羰基、缩醛和醇，且R4是一氢或一具有1到5碳原子数的烷基时，光透射率和光感度会增加，因此可确保形成理想的图案。 
在分子结构式3中，当R5是一具有1到5个碳原子的烷基时，则光透射率和光感度会增加，因此可确保形成理想的图案。 
在分子结构式4中，当R6是一氢或一具有1到15个碳原子的烷基时，则光透射率和光感度会增加，因此可确保形成理想的图案。 
如果将光刻胶组成物的吸光物质，利用具有绝佳光透射率的具有低吸光度的酚醛型树脂及/或具有低吸光度的聚羟基苯乙烯型树脂，来处理二或三次，则会降低该吸光物质的浓度，而使光透射率和光感度增加。在本发明中，具有低吸光度的树脂D和不同的结构单元可以被共聚合(copolymerized)。 
该具有低吸光度的树脂D的量并无限制，以该酚醛型树脂A为100重量等份为准，则该树脂D为5到50重量等份为较佳的。当树脂D的量为5到50重量等份时，则该酚醛型树脂和该光感剂间的反应性是理想的，因此可避免在显影期间图案的损害。 
该具有低吸光度的树脂D的重量平均分子量并无限制，但较佳的重量平均分子量是落在3,000到20,000的范围(以聚苯乙烯为基底)，且可藉由使用一凝胶穿透层析仪(GPC)方法来得到。当重量平均分子量是在3,000到20,000的范围时，光透射率是理想的，因此，即使本发明包含有该树脂D的A光刻胶是一非化学增幅型光刻胶，该树脂仍可和一氟化氪曝光光源进行反应以形成图案。 
该具有低吸光度的低分子物质C和该具有低吸光度的树脂D可以被选择性地添加到光刻胶中，以降低该酚醛型树脂A的浓度，如此，可增进在波长为248nm(氟化氪)或更短的光源时的光透射率。藉此，可在短波长光源时形成微图案，且该光刻胶的物理特性可合意地满足，再者，亦可增进光感度。 
本发明的光刻胶组成物可更进一步地包含相关文献中已知的成分，尤 其是已知可被加入酚醛型光刻胶组成物的该些成分亦可用于本发明中。例如，可以更进一步地包含一溶剂，以便可轻易地进行涂布。本发明的光刻胶组成物可作为一光刻胶溶液被涂布在一如硅晶圆的基板上。详细地说，将上述成分溶解在该溶剂中，以制作成光刻胶溶液，然后将所制作的光刻胶溶液涂布在基板上。任何溶剂只要可以溶解该些成分，并以预定的速率干燥，然后用来形成一均匀且平滑的涂层者均可以被使用。也就是说，可使用典型的溶剂如乙酸乙赛璐素(ethyl cellosolve acetate)、乙酸甲赛璐素(methyl cellosolve acetate)、丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycolmonomethyl ether acetate)和丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycolmonoethyl ether acetate)的乙二醇醚酯类；如乙基赛璐素(ethylcellosolve)、甲基赛璐素(methyl Cellosolve)、丙二醇甲醚(propyleneglycol monomethyl ether)、和丙二醇甲醚(propylene glycol monoethylether)的乙二醇醚类；如乳酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、和丙酮酸乙酯的酯类；如2-庚酮和环己酮的酮类；及如γ-丁内酯的环酯类。该溶剂可以被单独使用或以二或多种混合一起使用。 
与当利用紫外线/可见光光谱仪测量吸光度时的案例作一比较，本发明的包含具有低吸光度的树脂的光刻胶组成物，在一248nm的光源波长下增加10到35％的光透射率。再者，即使添加该具有低吸光度的树脂，仍可以确保该光刻胶组成物理想的物理性质。 
此外，本发明提供一形成光刻胶组成物图案的方法。本发明形成光刻胶组成物图案的方法包括涂布该光刻胶组成物、将一部份的光刻胶组成物层对248nm或更短的波长光源进行曝光、然后移除光刻胶组成物层的已曝光部份或未曝光部份。 
在下文中将说明在一基板上的光刻胶组成物的涂布、该基板的光固化和显影，并形成图案。 
首先，将该光刻胶组成物涂布在一基板(该基板包括玻璃或硅晶圆，而不加以限制)或一包含固体的光刻胶组成物层上，并预热移除如溶剂的挥发成分，以形成一平坦的涂布薄膜(coating film)。该涂布薄膜的厚度并无限制，但在1至3μm的范围内是较佳的。该基板可为经六甲基二硅胺烷(hexamethyldisilazane)处理且包括氮化钛(TiN)沉积在其上的一硅晶圆。此外，涂布光刻胶的方法并无限制，但是可以利用一旋转涂布机来轻易的完成，并在涂布之后进行干燥，然后在一100℃的加热板上进行预烤60秒。 
为了在所形成的该涂布薄膜上形成一所需的图案，该涂布薄膜的预定部分以一光掩膜选择性地对一放射自曝光波长为248nm或更短的光源的光线曝光。在此情况中，平行光线均匀地辐射在整个曝光部份，并利用一光掩膜对准机(Mask Aligner)或一步进照相机(stepper)将该光掩膜精准地对 位于该基板。 
该曝光波长为248nm或更短的光源的类型并无限制，但至少一光源是自氟化氪(248nm)、氟化氩(ArF，193nm)、氟(F2，157nm)及远紫外线(EUV，65nm)光源中选出，例如，使用一光源波长为248nm(氟化氪)的扫描式曝光装置(scan type exposing device)[商品名：NSR-S203B，由Nikon公司所制造，NA＝0.55，s＝0.75]来进行曝光，同时曝光剂量是缓慢的改变，以形成线形及空白间隔的图案。 
接着，使用一碱性显影溶液来进行显影，如果需要的话，可以在100℃的加热板上，进行预烤60秒。在相关文献中，已知多种类型的碱性溶液均可以被用来做为该碱性显影溶液。通常，是以一水溶液的形式来使用氢氧化四甲铵和(2-羟乙基)氢氧化三甲铵(另名：胆碱Choline)。显影之后，如果需要的话，可在一150至230℃的温度范围间进行10到60分钟的曝光后烘烤。 
在显影之后，就聚焦深度及显影轮廓方面以一扫描式电子显微镜来分析0.4μm的线形及空白间隔图案，本发明的光刻胶组成物的图案的聚焦深度、显影轮廓与光感度经评估过是理想的。 
按照下列范例，可以对本发明得到一较佳的了解，发表该些范例是为了说明，而不是用来限制本发明的范围。 
范例1到4及对照范例1和2：一光刻胶组成物的制备。 
依照表1中所描述的组成物比例混合该些组成物以制备该光刻胶组成物。 
<表1> 
Figure G2007800291537D00111
a-1：间/对甲酚酚醛型树脂(Sumitomo Chemical公司制造) 
a-2：聚羟基苯乙烯型树脂(Sumitomo Chemical公司制造) 
b-1：重氮萘醌(diazonaphthoquinone)型光感剂(Sumitomo Chemical公司制造) 
c-1：1，4-环己二醇(Sigma-Aldrich公司制造) 
d-1：具有低吸光度的树脂，是以分子结构式4做代表，其中R6是氢 
e-1：重氮型光酸发生剂(Wako公司制造) 
实验范例1：吸光度的评估 
以甲醇将对照范例1和范例1到4的光刻胶组成物稀释至浓度为4×10-5％之后，再利用紫外线/可见光光谱仪测量其光透射率，并且将结果显示在图2和图3中。该图2及图3的x轴是代表光源波长(单位：nm)，而y轴是代表光透射率(单位：％)。 
参照图2所示，该对照范例1的酚醛型光刻胶组成物，在光源波长为248nm时的光透射率是15.87％。在范例1到4中，其光透射率分别是28.49％、31.79％、34.99％和35.72％，因此，比较该对照范例1，可以观察到范例1到4的光透射率分别增加了179.52％、200.31％、220.47％及225.07％。 
参照图3所示，该对照范例1的酚醛型光刻胶组成物，在光源波长为193nm时的光透射率是14.82％。在范例1到4中，其光透射率分别是18.1％、19.35％、20.9％和21.25％。因此，比较该对照范例1，可以观察到范例1到4的光透射率分别增加了149.32％、206.2％、276.85和292.78％。 
实验范例2：图案的形成 
以一利用旋转涂布机的方式，将对照范例1和范例1到4的光刻胶组成物涂布在一基板上，该基板是以六甲基二硅氮烷(HMDS)处理6”硅晶圆而得到的。再将上述基板在一100℃的加热板上预烤60秒加以干燥，以形成一具有350nm厚度的光刻胶层。 
将该具有光刻胶薄膜的晶圆，利用一具有248nm(氟化氪)曝光波长的扫描式曝光装置[商品名：NSR-S203B，Nikon公司制造，NA＝0.55，s＝0.75]，来进行曝光，同时缓慢调整曝光剂量以形成一线形及空白间隔的图形。接着，所产生的薄膜被放在一加热板上，并且以90℃的温度进行一曝光后烘烤(post exposure bake)60秒，再使用2.38％氢氧化四甲铵(TMAH)水溶液进行桨式显影(paddle development)60秒，接续使用纯水进行清洗，以形成一0.4μm的线形及空白间隔(1∶1)图形。 
使用一SEM(扫描式电子显微镜)来观察对照范例1及范例1到4的图形，并且将结果显示于图4a到图4e中。 
如图4a到图4e中所示，范例中所形成的具有0.4μm线宽的矩形图案不具有溢出的间隔部或损坏的线形。此外，在范例1到4中，当具有低吸光度的树脂的量增加时，由于其高光透射率，故可形成一具有良好外观旳图案。然而，参照图4a所示，如果使用氟化氪(248nm)的光源对对照范例1的酚醛型光刻胶进行曝光，由于其低光透射率的缘故，而难以形成一合意的图案。 
实验范例3：光感度的评估 
依照上述步骤来利用对照范例1及该些范例的光刻胶组成物来形成图案。当在该光刻胶薄膜的底部上形成图案时，改变曝光能量以得到最小曝光能量，并测量其光感度，所得结果显示于图5中。其中x轴代表光感度(单 位：mJ/cm2)，y轴代表对照范例1和范例1到4。 
参照图5所示，该对照范例1的光刻胶的最小曝光能量为200mJ/cm2。然而在该范例1到4的光刻胶的光感度分别增进为49mJ/cm2、36mJ/cm2、34mJ/cm2及31mJ/cm2。 
实验范例4：氢氟酸湿蚀刻 
依照上述步骤，利用范例4及对照范例2的光刻胶组成物，将图案形成在一沉积有氧化硅薄膜的硅晶圆上，于23℃时将该晶圆浸入氧化物蚀刻缓冲液(BOE)的蚀刻液(以40％氟化铝为100重量等份为准，50％氢氟酸为0.5重量等份)中440秒。 
接续使用纯水进行清洗60秒之后，利用氮气进行干燥，再利用一SEM(扫描式电子显微镜)来观察图案。从观察中，可以看到对照范例2的图案虽然被完整的蚀刻，但范例4的具有0.4μm线宽的图案则没有被破坏。 

Claims (6)

1.一种光刻胶组成物，其特征在于该组成物包含一酚醛型树脂A、以该酚醛型树脂A为100重量等份为准，一30至60重量等份的重氮萘醌型光感剂B及以该酚醛型树脂A为100重量等份为准，一10至30重量等份的低分子物质C，其中该低分子物质C在光源为248nm、193nm和157nm的一或多种波长时，具有吸光度低于该酚醛型树脂A的吸光度，
其中，该光刻胶组成物可在光源波长为248nm或更短时被使用，且其中该低分子物质C是一以分子结构式1表示的化合物：
<分子结构式1>
Figure FSB00000777389900011
其中R1及R2分别为羟基，
且n1是一1到5范围间的自然数。
2.根据权利要求1所述的光刻胶组成物，其特征在于所述的光刻胶组成物进一步包含一树脂D，在光源为248nm、193nm和157nm的一或多种波长时，该树脂D具有吸光度低于该酚醛型树脂A的吸光度，且该树脂D是一具有如分子结构式4所示的结构单元的聚羟基苯乙烯型树脂且以聚苯乙烯为基准的重量平均分子量是落在3,000到20,000的范围：
<分子结构式4>
Figure FSB00000777389900012
其中R6是氢。
3.根据权利要求2所述的光刻胶组成物，其特征在于其中所述的光刻胶组成物以该酚醛型树脂A为100重量等份为准时，包含具有低吸光度的树脂D的量为5至50重量等份。
4.根据权利要求1所述的光刻胶组成物，其特征在于其中所述的光刻胶组成物以甲醇稀释浓度至4×10-5％且使用紫外线/可见光光谱仪量测吸光度时，其在光源波长为248nm时的光透射率，比在相同的条件下使用紫外线/可见光光谱仪量测不含具有低吸光度的低分子物质的光刻胶组成物的吸光度时其在光源波长为248nm时的光透射率，增加了10到35％。
5.根据权利要求1所述的光刻胶组成物，其特征在于所述的光刻胶组成物为一非化学增幅型光刻胶。
6.一种光刻胶组成物的图案化方法，其特征在于其包括以下步骤：
涂布权利要求1至5中任何一项的该光刻胶组成物；将一部份的光刻胶组成物层对具有主要波长为248nm或更短的光源曝光；以及移除该光刻胶组成物层的已曝光部分或未曝光部分。
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