CN1173928A - 光敏化合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光敏剂,它包括一种三羟苯基乙烷2,1,5—/2,1,4(80/20到50/50)重氮萘醌磺酸酯和一种三羟苯基·苯基酮2,1,5—/2,1,4(0/100到20/80)重氮萘醌硫酸酯;本发明还提供一种含该光敏剂和非水溶性但可溶于碱水溶液的线型酚醛树脂的光致抗蚀剂组合物,在光致抗蚀剂组合物中,该光敏剂含量应足以使光致抗蚀剂组合物均匀感光敏化,线型酚醛树脂的含量应足以形成基本均匀的光致抗蚀剂组合物。
Description
本发明领域
本发明涉及新型光敏化合物，还涉及在谱带的i-线范围内特别敏感的含此光敏化合物的正性光致抗蚀剂组合物，其基本组分为一种重氮萘醌敏化剂、一种线型酚醛树脂和一种溶剂。
先有技术说明
光致抗蚀剂是一些当其经光源照射如365nm光照射曝光后在显影剂溶液中改变其溶解性的材料。光致抗蚀剂组合物包括一种光敏化合物(PAC)(有时称为光敏剂)、一种成膜聚合物树脂和一种溶剂。也可有其它类型的组合物，如一种溶于适当溶剂如丙二酸甲基醚乙酸酯(PGMEA)中的光敏剂组合物。光致抗蚀剂组合物涂布于一个待刻出图形的基材上，然后例如用加热的方法基本脱除溶剂，留下的光致抗蚀剂以一薄层胶膜覆盖在该基材上。由于光致抗蚀剂经光照曝光后，使得抗蚀膜曝光和未曝光部分(其上有蔽光物)的溶解速度不同，经显影后得到一个表面凸起的图形。曝光区域在显影液中变得更易溶解的那些光致抗蚀剂称为“正性”光致抗蚀剂，而曝光区域的溶解性较小的那些则称为“负性”光致抗蚀剂，本发明涉及一类适用于正性光致抗蚀剂组合物的那些化合物。
正性光致抗蚀剂可以包括一种可溶于碱性水溶液的树脂诸如线型酚醛树脂或聚(对-羟基苯乙烯)和一种光敏剂。树脂和敏化剂可通过例如滚涂、喷涂或其它适用的方法从一种有机溶剂或溶剂混合物中涂覆到一种诸如硅片或镀铬玻璃板的基材上。用于处理正性光致抗蚀剂的显影剂是碱性水溶液，例如硅酸钠、氢氧化钾、氢氧化四甲铵和氢氧化铵。涂布光致抗蚀剂胶膜后经灯光或其它形式光源照射曝光的区域用显影剂脱除，使光致抗蚀剂胶膜产生一个凸版图形。
在各种基材上涂覆一层光致抗蚀剂胶膜是制造集成电路的一个基本步骤，这些基材一般是硅片，可以有一薄氧化物涂层或例如四氮化三硅或铝的其它涂层。采用一系列步骤，将光敏胶膜用于在基材上刻出图形，这些步骤包括曝光(穿过一个掩膜图形)，显影后在抗蚀层上得到一个凸版图形，和基材刻蚀步骤，使该图形转移到基材上。最基本的一点是基材刻蚀图形要精确复制掩膜图形，为达到这样高的精确度，光致抗蚀剂层必须很好地解象掩膜图形，常规光致抗蚀剂可以采用线型酚醛树脂作为碱可溶的成膜聚合物。
本发明背景
本发明涉及光照敏感的组合物(光敏剂)，还涉及含这类光敏剂的正过程光致抗蚀剂组合物，特别涉及含一种线型酚醛树脂(如1992年9月28日递交的美国专利申请号07/952,451中所公开的线型酚醛树脂)和一种光敏剂混合物(三羟苯基乙烷2，1，5-、2，1，4-重氮萘醌磺酸酯和三羟苯基·苯基酮2，1，5-、2，1，4-重氮萘醌硫酸酯)的光致抗蚀剂组合物。
本专业技术人员熟知制备正性光致抗蚀剂组合物的方法，例如在美国专利号3,666,473、4,115,128和4,173,470中所述的方法，这些方法包括将不溶于水、可溶于碱性水溶液的苯酚-甲醛线型酚醛树脂与光敏材料，通常是一种取代萘醌重氮化合物组合。树脂和敏化剂溶解于一种有机溶剂和混合溶剂中，并且涂布于一种适合所需特殊用途的基材上成一薄胶膜或涂层。
这些光致抗蚀剂配方中的线型酚醛树脂组分可溶于碱性水溶液，但在曝光前敏化剂是不溶性的。被涂覆的基材部分按照影像图形经光源照射曝光后，敏化剂变成碱溶性，涂层的曝光区域比未曝光区域更易溶解。这种溶解速度的差异导致在基材被浸渍于或以其它方式与一种碱性显影溶液接触时光致抗蚀剂的曝光区域将被溶解，而未曝光区域则基本上未受影响，这样就在基材上产生一个正性凸版图形。此后该曝光和显影后的基材通常要经刻蚀处理。光致抗蚀剂涂层保护基材上被涂覆的区域不被刻蚀剂刻蚀，刻蚀剂仅能刻蚀基材上未被涂覆的区域，即经光源照射曝光的相应区域。这样，可在基材上形成一个与掩膜、模版、样板等一致的刻蚀图形，这些掩膜、模版、样板常用于在显影前于被涂覆的基材上形成选择性曝光图形。通过该方法在基材上产生的光致抗蚀剂凸版图形适用于各种用途，包括制造微型集成电路。
光致抗蚀剂组合物的特性包括感光速度、反差、解象力(边缘锐度)、在处理过程中影像的热稳定性、处理范围、线宽控制、清晰显影和未曝光胶膜损失，这些在工业应用上都是很重要的特性。
光致抗蚀剂的反差是在保持固定的显影条件下由曝光剂量的对数对归一化的膜厚作图所得曲线直线部分斜率。在应用中，涂覆有抗蚀剂的基材曝光后持续显影直到曝光区域的涂层基上已完全溶解下来。解象力是指抗蚀剂体系能够复制曝光过程中所用掩膜的最小等间距线对和中间空白区，在显影后的曝光空白区具有高边缘锐度的能力。在制造微型电子元件时，对于通常在1微米或更小数量级的极小线和空白区宽度来说一种光致抗蚀剂需要提供很高的解象力。这种极小尺寸的复制能力，对于在硅片或类似元件上制造大规模集成电路是极其重要的。假如采用光刻工艺的话，只有通过增加抗蚀剂的解象能力来增加这种硅片上的电路密度。负性光致抗性剂中抗蚀剂涂层的曝光区域变成不溶性而未曝光区域用显影剂溶解下来，尽管半导体工业已将它们广泛用于此项用途，但正性光致抗蚀剂本身具有更高的解象力，可用来代替负性抗蚀剂。
在光刻工艺中，通常希望增加抗蚀剂反差，当在如分档器和投影对准器的标准设备中进行曝光操作时，高反差正过程抗蚀剂形成呈现高边缘锐度的显影影像。在大多数半导体平版印刷应用中，显影影像的高边缘锐度是很重要的，这样就可以允许硅片图形上的线宽有各种小的变化，因而就有可能在各向异性的等离子刻蚀过程中较好地控制刻蚀，并且同时有较好的处理范围。
发明概要
本发明提供一种光敏剂和含该光敏剂的正性光致抗蚀剂组合物。这样的光致抗蚀剂组合物具有很好的感光速度、高反差、很好的解象力、处理过程中很好的影像热稳定性、较宽的处理范围、很好的线宽控制、清晰的显影和较低的未曝光胶膜损失。
光敏剂包括：二从约25％到85％(重量)的三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50，优选为从约60/40到70/30)重氮萘醌磺酸酯和从约15％到75％(重量)的三羟苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4-(0/100到20/80)重氮萘醌酸酯
光致抗蚀剂组合物包括下列化合物的混合物：
a)一种光敏剂，包括从约25％(重量)到约85％(重量)的三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50，优选从约60/40到约70/30)重氮萘醌磺酸酯，和从约15％(重量)到约75％(重量)的三羟苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4(0/100到20/80)重量氮萘醌硫酸酯，在光致抗蚀剂组合物中光敏剂的含量应足以使光致抗蚀剂组合物均匀感光敏化；
b)一种非水溶性但可溶于碱性水溶液的成膜线型酚醛树脂，在光致抗蚀剂组合物中线型酚醛树脂的含量应足以形成一个基本均匀的光致抗蚀剂组合物；和
c)一种适当的溶剂，优选PGMEA；
本发明还进一步提供一种光敏元件，它包括涂布于基材上并干燥的上述混合物。
本发明还提供一种在一种基材上产生光致抗蚀剂影像的方法，包括用一个正过程光敏剂组合物涂布一种基材，该组合物包括下列组分：
a)一种光敏剂，包括从约25％(重量)到约85％(重量)的三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50，优选从约60/40到约70/30)重氮萘醌磺酸酯，和从约15％(重量)到约75％(重量)的三羟苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4(0/100到20/80)重量氮萘醌硫酸酯，在光致抗蚀剂组合物中光敏剂的含量应足以使光致抗蚀剂组合物均匀感光敏化；
b)一种非水溶性但可溶于碱性水溶液的成膜线型酚醛树脂，在光致抗蚀剂组合物中线型酚醛树脂的含量应足以形成一个基本均匀的光致抗蚀剂组合物；和
c)一种溶剂组分如PGMEA；
和将涂布后的该基材进行热处理直到基本上脱除所述溶剂组分；按影像图形对光致抗蚀剂组合物光照曝光；并且用一种碱性显影剂水溶液脱除按影像图形曝光区域的该组合物。可任选在紧靠脱除步骤之前或之后对基材进行烘干操作。优选实施方案的说明。
在本发明形成凸版影像的过程中，要将上述光致抗蚀剂组合物涂覆于一种适当的基材上并干燥。
在生产光致抗蚀剂的工艺中常用到线型酚醛树脂，例如“酚类树脂的化学和应用”(Konp A.和Scheib，W；Springer Verlag，NewYork，1979)第4章中所述。类似地，邻-醌重氮化物也是本专业人士非常熟悉的，如“光敏体系”(Kosar，J.；John Wiley &sons，New York，1965)第7.4章所示。
本发明的特殊光敏剂，同时又是本发明光致抗蚀剂的一个组分，它包括从约25至85％(重量)的三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4--(80/20到50/50，优选从约60/40到70/30)重氮萘醌磺酸酯和从约15到75％的三羟苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4-(0/100到20/80)重氮萘醌硫酸酯。光致抗蚀剂组合物还包括一种非水溶性但与溶于碱性水溶液的成膜线型酚醛树脂和一种适当的溶剂如PGMEA。
通过将各组分在适当溶剂中混合来形成光致抗蚀剂组合物。在一个优选的实施方案中，按固体重量，即光致抗蚀剂非溶剂部分重量为基准，光致抗蚀剂组合物中线型酚醛树脂的量在从65％到约99％，更优选为从约70％到95％的范围。在优选的实施方案中，光致抗蚀剂中存在的光敏剂量为光致抗蚀剂固体组分重量的从约1％到35％，更优选从约5％到30％。在生产光致抗蚀剂组合物的过程中，要将线型酚醛树脂和光敏剂与诸如丙酮、氯苯、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、乳酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、2-庚酮，乙二醇单乙醚乙酸酯的溶剂混合，更优选的溶剂为PGMEA或3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)。
在由线型酚醛树脂、光敏剂和溶剂形成的溶液涂覆于基材上之前，可以将其它一些任选组分如着色剂、染料、抗条纹剂、均化剂、增塑剂、增粘剂、速度增强剂、溶剂和诸如非离子型表面活性剂的表面活性剂加入到该溶液中。可与本发明光致抗蚀剂组合物一起使用的染料添加剂例如包括甲基紫2B(C.I.No.42535)、晶体紫(C.I.42555)、孔雀绿(C.I.No.42000)、维多利亚蓝B(C.I.No.44045)和中性红(C.I.No.50040)，其含量为线型酚醛树脂与光敏剂合并重量的1％到10％(重量)，染料添加剂通过阻止光线反向散射出基材上而有助于解象力提高。
抗条纹剂的用量可达到线型酚醛树脂与光敏剂合并重量的5％。可用的增塑剂例如包括磷酸三(β-氯乙基)酯、硬脂酸、二樟脑、聚丙烯、缩醛树脂、苯氧基树脂和烷基树脂，其含量为线型酚醛树脂与光敏剂合并重量的1％到10％，增塑剂可提高材料的涂布性能且能使涂覆于基材上的膜光滑和厚度均匀。可用的增粘剂例如包括β-(3，4-环氧-环己基)-乙基三甲氧基甲硅烷、甲基丙烯酸对甲基乙硅烷甲酯、乙烯基三氯甲硅烷、和γ-氨基丙基三乙氧基甲硅烷，其含量可达到线型酚醛树脂与光敏剂合并重量的4％。可用的显影速度增强剂例如包括苦味酸、烟酸或硝基肉桂酸，其含量可达到线型酚醛树脂与光敏剂合并重量的20％，这些增强剂往往会使光致抗蚀剂涂层的曝光和非曝光区域的溶解性都增大，因此当它们应用于显影速度为首要考虑因素的情况时，甚至会牺牲一些反差度，也就是说，虽然光致抗蚀剂的曝光区域能更快地被显影剂溶解，但速度增强剂也会引起光致抗蚀剂未曝光区域的更大损失。
在总组合物中涂料溶剂的含量可高达组合物固体重量的95％。当然，在将光致抗蚀剂溶液涂布于基材上并烘干后，这些溶剂基本上都被脱除。可以使用的非离子表面活性剂包括例如壬基苯氧基聚(乙烯氧基)乙醇、辛基苯氧基乙醇，其含量可高达线型酚醛树脂与敏化剂合并重量的10％(重量)。
制成的抗蚀剂溶液可通过光刻胶领域所用的任何常规方法涂覆于基材上，包括浸涂、喷涂、旋转涂布和滚涂。例如在滚涂时，为保证所用类型滚涂设备和滚涂处理所需的时间给出理想涂层厚度，可根据固含量百分比调整抗蚀剂溶液。适用的基材包括硅、铝、聚合物树脂、二氧化硅、掺杂型二氧化硅、四氮化三硅、钽、铜、多晶硅、陶瓷、铝/铜混合物、砷化镓和其它这样的III/V族化合物。通过上述方法制成的光致抗蚀剂涂层特别适合涂覆例如制造微处理器和其它微型集成电路元件所用的热增长型硅/二氧化硅涂覆片基。铝/氧化铝片基也可使用。基材还可包括各种聚合物树脂，特别是透明的聚合物，例如聚酯。基材可以有一个有适当组成的增粘层，例如一种含六烷基乙硅烷的增粘层。
然后将抗蚀剂组合物溶液涂布在基材上，于从约80℃到110℃下，在加热板上热处理基材约30秒到180秒，或者在一个对流烘箱内处理约15到40分钟。选择该处理温度是为了降低光致抗蚀剂中残留溶剂浓度同时又基本上不会引起光敏剂热降解。通常都希望溶剂浓度尽可能少，因此第一次热处理要进行到基本上所有的溶剂都蒸发掉，而微米数量级厚度的光致抗蚀剂涂层留在基材上。在一个优选的实施方案中，进行热处理的温度为从约80℃到95℃。处理过程一直要持续到溶剂脱除速度变化变得相对很小。根据使用者所需抗蚀剂的性能以及所用设备和工业生产所需涂布次数来选择该温度和时间。然后按用适当的掩膜、底版、模版、样板产生的任何所需图形，将涂布后的基材经波长约从300nm到450nm(优选365nm)光源照射、X-射线、电子束、离子束或激光照射曝光。
然后，曝光后的抗蚀剂可任选在显影前或显影后进行第二次烘干或热处理。热处理温度范围约从90℃到150℃，更优选约从110℃到150℃。在加热板上进行加热的时间约从10秒到30分钟，更优选约从45秒到90秒，或者用对流烘箱加热约10到30分钟。
涂布抗蚀剂的基材曝光后用一种碱性显影溶液通过喷雾显影，脱除按影像图形曝光后非影像区域。优选例如通过氮气鼓动搅拌方法对该溶液进行搅拌。使基材留在显影剂内直到所有或基本上所有曝光区域的抗蚀剂涂层都溶解下来。显影剂可以包括氢氧化铵或碱金属氢氧化物的水溶液。优选的一种氢氧化物是氢氧化四甲铵，一种适用的显影剂是从Hoechst Celanese公司(Somerville，New Jersey)AZ光致抗蚀剂产品部购得的AZ显影剂。涂布片基从显影液中取出后，可任选进行显影后的热处理或烘干，以增加涂层粘合力和抗刻蚀溶液和其它物质化学腐蚀的能力。显影后的热处理过程可包括涂层和基材在涂层软化点以下的温度下烘箱烘干。在工业应用中，特别是制造硅/二氧化硅型基材的微型电路元件时，显影后的基材可以用一种含缓冲剂的氢氟酸基刻蚀溶液处理。本发明的抗蚀剂组合物可抗酸基刻蚀溶液，并且对基材上未曝光的抗蚀剂涂层区域提供有效的保护。
下列一些特定实施例将提供本发明组合物制备和使用方法的详细说明。这些实施例并不以任何方式限定和约束本发明范围，并且也不能认为所提供的条件、参数或数值是实际应用本发明时必须专门采用的。实施例1配方：1)三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(70/30)重氮萘醌磺酸酯＝4克2)三羟苯基·苯基酮2，14-重氮萘醌硫酸酯＝0克3)非水溶性但可溶于碱性水溶液的成膜线型酚醛树脂混合物，是按1992年9月28日申请的共同未决的美国专利申请号07/952,451中实施例1所列方法制备的，混合物的第一线型酚醛树脂组分是通过将0.9摩尔100％甲醛与1.33摩尔间甲酚和3，5-二甲酚(6.3/3.0)的混合物在1.25克马来酸酐催化剂存在下于100g二亚丙基二醇甲醚(DPGME)中进行反应来制得的，第二组分是通过将0.97摩尔100％甲醛与1.33摩尔间甲酚和3，5-二甲酚(6.3/3.0)的混合物在1.125克马来酸酐催化剂存在下于100克DPGME中进行反应来制得的。第一组分的相对分子量(RMW)为8.8，解象速度(DR)为5.0μm/分钟，第二组分的RMW为11.3，DR为2.0μm/分钟。两组分按第 一组分/第二组分为0.40/0.60的比例混合在一起。甲酚混合物＝21克4)PGMEA＝75克实施例2配方：1)三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(70/30)重氮萘醌磺酸酯＝0克2)三羟苯基·苯基酮2，1，4-重氮萘醌硫酸酯＝4克3)实施例1的非水溶性但可溶于碱性水溶液的线型酚醛树脂组合物＝21克4)PGMEA＝75克实施例3配方：1)三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(70/30)重氮萘醌磺酸酯＝3.23克2)三羟苯基·苯基酮2，1，4-重氮萘醌硫酸酯＝0.77克3)实施例1的非水溶性但可溶于碱性水溶液的线型酚醛树脂组合物＝21克4)PGMEA＝75克实施例4配方：1)三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(70/30)重氮萘醌磺酸酯＝1.23克2)三羟苯基·苯基酮2，1，4-重氮萘醌硫酸酯＝2.77克3)实施例1的非水溶性但可溶于碱性水溶液的线型酚醛树脂组合物＝21克4)PGMEA＝75克实施例5配方：1)三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(70/30)重氮萘醌磺酸酯＝2.45克2)三羟苯基·苯基酮2，1，4-重氮萘醌硫酸酯＝1.55克3)实施例1的非水溶性但可溶于碱性水溶液的线型酚醛树脂组合物＝21克4)PGMEA＝75克
实施例1到5的光致抗蚀剂溶液用标准技术以恒定速度滚涂到4”硅片上，得到干燥的光致抗蚀剂胶膜层，用一个Rudolf膜厚监测仪测定其最初厚度约为1.0mm。在110℃下烘干硅片1分钟，然后经365nm光照曝光，然后将曝光后的硅片在110℃下烘干1分钟。用AZ300-MIF显影剂(可由Hoechst Celanse Corporation的AZ光致抗蚀剂产品部购得)，在21℃下，将光致抗蚀剂显影1分钟。
用五个实施例和前面列出的条件处理硅片，扫描电子显微照片取0.6μm密的线和空白区，评价依据为照片曝光量、解象力和焦深。
照片曝光量：＝在最佳焦点处所测光致抗蚀剂特性尺寸与相应的标
| 0.6μm/s的照片曝光量mJ/cm2 | 解象力(μm) | 曝光范围0.6μm/s | 焦深(0.6μm/s) | |
| 实施例1 | 111 | 0.38 | 34％ | 1.8 |
| 实施例2 | 26 | 0.50 | 27％ | 1.6 |
| 实施例3 | 80 | 0.40 | 35％ | 1.8 |
| 实施例4 | 44 | 0.45 | 29％ | 1.6 |
| 实施例5 | 59 | 0.40 | 35％ | 1.8 |
线板特性尺寸一致时每平方厘米(cm2)所需的能量
毫焦尔(mj)。解 象 力：＝在图案轮廓可接受的情况下解析的最小特性尺寸微
米(μm)(图案边缘锐度＞80℃)。焦 深：＝曝光系统的散焦范围(微米)，在此范围抗蚀剂能
维持可接受的图案轮廓且在规定尺寸(CD)的10％
内。曝光范围 ：在规定尺寸的10％范围内印制给定特性尺寸图案的
抗蚀剂所耐受的曝光量范围的百分数。其它试验方法：1)溶液粘度-相对分子量(RMW)：
在一个100ml容积的烧瓶中用环己酮溶剂溶解7克线型酚醛树脂，制成粘性溶液，用一个5微米压力注射管过滤器过滤此溶液，用一个Cannon-fenske#200粘度仪于25℃下测定粘度，相对分子量(RMW)用下式来确定：式中C＝树脂浓度g/ml，
n＝树脂于环己酮中的溶液粘度
n0＝环己烷的粘度2)测量溶解速度配方：
将26％的树脂固体溶于PGMEA，经一个0.2μm一次性Acrodisc过滤器过滤。参比标样：
由Hoechst Celanse Corporation生产的S-树脂线型酚醛树脂货号#D9922A(溶于PGMEA溶剂中供货)。测量溶解速度的方法：1.在一个SVG涂布一展开轨道系统上，将每种样品以适当速度涂覆于一个4英寸硅片上，然后在90℃的热板上烘干60秒，得到l.29μm厚膜；2.在一个膜厚自动测量系统Autonanospc(NANOMETRICS，215型)上确定膜厚，在整个硅片上横向测量10个点；3.通过用一个激光端点探测系统测量膜厚随时间的变化来确定溶解速度，该探测系统是由一个He-Ne激光器(634nm，3mV，ORIEL CORP.，79202型)和一个光敏二极管构成；在23℃下，用AZ300MIF TAH显影剂进行显影，溶解速度用下式计算：Δt＝λ/2n式中λ为激光的波长，n为膜材料在此波长时的反射指数，Δt为溶解过程中与膜的最大(或最小)干涉间每隔一段时间内产生的膜厚变化。分子量数据
聚合物的分子量，不论是重均分子量Mw或是数均分子量Mn均以聚合物于四氢呋喃(THF)中的稀释溶液进行凝胶渗透色谱(GPC)分析来确定的。实际采用的仪器是由一个Waters(Millipore Corp.)程控自动采样器、真空泵、带加热器的色谱柱和一个与附有软件(1.1版，Shimadzu分号T/N22301309-91)的ShimadzuCR30A数据还原系统相连的差示折光仪，所用的折光仪为Waters41型，500A、1000A、10,000A和100,000A的四个色谱柱(可由Waters购得)串联在一起，用多个可购得的如下分子量范围的聚苯乙烯标样对系统进行校正：
GPC标定标样(聚苯乙烯) 分子量1 470,0002 170,0003 68,0004 34,5005 9,2006 3,2007 1,250
标样基本上是单分散性的，主要由单一分子量构成，用这样校正的系统得到按实施例所制成的聚合物的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和多分散性(Mw/Mn)。
上表示出了五个实施例的扫描电子显微镜分析结果，实施例1为纯三羟苯基乙烷(THPE)光敏化合物(PAC)，所需曝光量最高，同时解象力也最大。实施例3到5，用三羟苯基·苯基酮(THPB)PAC代替一部分THPEPAC，5的结果为最佳，仅可见解象力有极小的降低，但更重要的是曝光量却降低了约60％，与实施例1相比，还可看出实施例5的曝光范围几乎未减少。实施例2为纯THBP PAC，其所需的曝光量很低，但解象力和焦深却较差，实施例2所需的曝光量将使该光致抗蚀剂无法用于工业生产，因为在这样低的曝光量区域内，曝光手段不可能准确和再现。实施例1所需的曝光量很大，这会严重影响生产能力。实施例5的有利之处在于所需曝光量较低，同时又处于曝光手段可用的剂量范围内，且解象力、曝光范围和焦深都很好。
Claims (25)
1.一种正性光致抗蚀剂组合物，它包括下述化合物的混合物：
a)一种光敏剂，包括从约25％(重量)到约85％(重量)的三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50)重氮萘醌磺酸酯，和从约15％(重量)到约75％(重量)的三羟苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4(0/100到20/80)重量氮萘醌硫酸酯，在光敏抗蚀剂组合物中光敏剂的含量应是以使光致抗蚀剂组合均匀感光敏光；和
b)一种非水溶性但可溶于碱性水溶液的线型酚醛树脂，在光致抗蚀剂组合物中线型酚醛树脂的含量应足以形成一个基本均匀的光致抗蚀剂组合物。
2.按权利要求1的组合物，还进一步包括一种或多种溶剂。
3.按权利要求2的组合物，其中所述溶剂包括丙二醇单甲基醚乙酸酯。
4.按权利要求1的组合物，其中按组合物无溶剂组分量为基准，a)的含量为约从1到35％(重量)，b)的含量约为从65到95％(重量)
5.按权利要求1的组合物，其中所述光敏剂包括三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(60/40到70/30)重氮萘醌磺酸酯。
6.按权利要求1的组合物，还进一步包括从着色剂、均化剂、抗条纹剂、增塑剂、增粘剂、速度增强剂和表面活性剂中选择的一种或多种添加剂。
7.一种光敏剂元件，包括一种基材和涂布在该基材上的干燥的权利要求1组合物。
8.按权利要求7的元件，其中所述的基材选自硅、铝、聚合物树脂、二氧化硅、掺杂型二氧化硅、砷化镓、III/V族化合物、四氮化三硅、钽、铜、多晶硅、陶瓷和铝/铜混合物。
9.按权利要求7的元件，其中所述基材有一增粘表面。
10.按权利要求7的元件，其中的组合物还进一步包括从非芳香族着色剂、染色剂、抗条纹剂、均化剂、增塑剂、增粘剂、速度增强剂和表面活性剂中选择的一种或多种组分。
11.按权利要求7的元件，其中按组合物无溶剂组分量为基准，a)的含量约为1到35％(重量)，b)的含量约为65到99％(重量)。
12.一种在一种基材上产生光致抗蚀剂影像的方法，包括用一个正过程光敏剂组合物涂布一种基材，该组合物包括下述组分：
a)一种光敏剂，包括从约25％(重量)到约85％(重量)的三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50)重氮萘醌磺酸酯，和从约15％(重量)到约75％(重量)的三羟苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4(0/100到20/80)重量氮萘醌硫酸酯，在光致抗蚀剂组合物中光敏剂的含量应足以使光致抗蚀剂组合物均匀感光敏化；和
b)一种非水溶性但可溶于碱性水溶液的线型酚醛树脂，在光致抗蚀剂组合物中线型酚醛树脂的含量应足以形成一个基本均匀的光致抗蚀剂组合物，和一种溶剂组分；和将涂布后的该基材进行热处理直到基本上脱除所述溶剂组分；按影像图形对光致抗蚀剂组合物光照曝光；并且用一种碱性显影剂水溶液脱除按影像图形曝光区域的该组合物。
13.按权利要求12的方法，还进一步包括在曝光步骤后但在脱除步骤前将所述的涂布后基材于从约90℃到150℃下在加热板上加热约30秒到180秒，或者在一个烘箱内加热约15分钟到40分钟。
14.按权利要求12的方法，还进一步包括在脱除步骤后将所述的涂布后基材于从约90℃到150℃下在加热板上加热约30秒到180秒，或者在一个烘箱内加热约15分钟到40分钟。
15.按权利要求12的方法，其中所述基材包括一种或多种选自硅、铝、聚合物树脂、二氧化硅、掺杂型二氧化硅、砷化镓、III/V族化合物、四氮化三硅、钽、铜、多晶硅、陶瓷和铝/铜混合物。
16.按权利要求12的方法，其中用光源、X-射线或离子束照射实施曝光步骤。
17.按权利要求12的方法，其中所述的光敏剂包括三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(60/40)重氮萘醌磺酸酯。
18.按权利要求12的方法，其中用氢氧化钠、氢氧化钾或四甲基氢氧化铵实施显影步骤。
19.按权利要求12的方法，其中的组合物还进一步包括从非芳香族着色剂、染色剂、抗条纹剂、均化剂、增塑剂、增粘剂、速度增强剂和表面活性剂中选择的一种或多种组分。
20.按权利要求12的方法，其中按组合物无溶剂组分量为基准，a)的含量约为1到35％(重量)，b)的含量约为65到99％(重量)。
21.按权利要求12的方法，其中的溶剂组分包括一种或多种溶剂。
22.按权利要求12的方法，其中的溶剂包括丙二醇单甲基醚乙酸酯。
23.按权利要求12的方法，其中的溶剂包括3-乙氧基丙酸乙酯。
24.一种光敏剂，包括从约25％(重量)到约85％(重量)的三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(80/20到50/50)重氮萘醌磺酸酯，和从约15％(重量)到约75％(重量)的三羟苯基·苯基酮2，1，5-/2，1，4(0/100到20/80)重量氮萘醌硫酸酯。
25.按权利要求24的光敏剂，包括三羟苯基乙烷2，1，5-/2，1，4-(60/40到70/30)重氮萘酯磺酸酯。
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