CN1605939A - 排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物以及抗蚀图案的形成方法 - Google Patents

排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物以及抗蚀图案的形成方法 Download PDF

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Abstract

一种排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，用于具有通过使排出喷嘴和基板进行相对移动而在基板的整个涂敷面上涂敷正型光致抗蚀剂组合物的工序的排出喷嘴式涂敷法，其中含有(A)碱溶性酚醛清漆树脂、(B)分子量在1000以下的含酚性羟基化合物、(C)含萘醌二迭氮基化合物、以及(D)有机溶剂，所述(D)有机溶剂中含有丙二醇单甲醚乙酸酯。其中，(B)含酚性羟基化合物优选为下式(I)所示的化合物。根据本发明可以提供一种适合用于排出喷嘴式涂敷法的正型光致抗蚀剂组合物。

Description

排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物以及抗蚀图案的形成方法
技术领域
本发明涉及一种适用于排出喷嘴式涂敷法的正型光致抗蚀剂组合物以及抗蚀图案的形成方法。
背景技术
以往，在使用小型玻璃基板的液晶显示元件制造领域中，作为抗蚀剂涂敷方法，使用的是在基板的中央滴下后进行旋转的方法(下述非专利文献1)。滴在中央后旋转的涂敷法当中，尽管可以获得良好的涂敷均匀性，但是例如在1m×1m级的大型基板的情况下，旋转(spin)时被甩掉而废弃的抗蚀剂量相当多，而且还出现因高速旋转而产生基板破裂或难以确保生产节拍时间(tact time)的问题。
再有，滴在中央后旋转的方法中，由于涂敷性能依赖于旋转时的旋转速度和抗蚀剂的涂敷量，因此如果将该方法适用于进一步大型化的第5代基板(1000mm×1200mm～1280mm×1400mm左右)，则找不到能获得必要的加速度的通用电动机，而如果特别定购上述的电动机就存在零件成本增多的问题。
另外，即使基板尺寸和装置尺寸大型化，例如对±3％的涂敷均匀性、60～70秒/张的生产节拍时间等涂敷工序中的性能的要求大致不变，因此利用滴在中央后旋转的方法，很难满足涂敷均匀性以外的要求。
从如上所述的现状考虑，作为能够适用于第4代基板(680mm×880mm)以后的、特别是第5代基板以后的大型基板的新型抗蚀剂涂敷方法，有人提出了采用排出喷嘴式的抗蚀剂涂敷法。
采用排出喷嘴式的抗蚀剂涂敷法，是通过使排出喷嘴和基板相对地移动，在基板的整个涂敷面上涂敷正型光致抗蚀剂组合物的方法。作为该方法，提供了例如：使用具有由多个喷嘴孔排列成列状的喷出口或狭缝状的喷出口并能够将光致抗蚀剂组合物喷成带状的排出喷嘴的方法。另外，还提供了采用排出喷嘴式在基板的整个涂敷面上涂敷光致抗蚀剂组合物后使该基板旋转以调整膜厚的方法。
非专利文献1：电子期刊(Electronic Journal)2002年8月号，121～123页
有关排出喷嘴式涂敷法，最近不断有合适的涂敷装置被研发并公开，而今后的主要问题是如何优化用于这种涂敷法的光致抗蚀剂组合物。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供能够适用于排出喷嘴式涂敷法的正型光致抗蚀剂组合物以及使用该组合物的抗蚀图案的形成方法。
本发明人等发现，如果用排出喷嘴式涂敷法在基板的整个涂敷面上涂敷光致抗蚀剂组合物，涂敷膜上有时会形成条痕。而且，特别是在使基板旋转的情况下，基板的中央部分容易形成条状的痕。于是还发现，该条痕的产生可以通过较厚地形成旋转前的涂敷膜来抑制，可是这样一来抗蚀剂涂敷量将增加，特别在严格要求控制抗蚀剂消耗量(省抗蚀剂化)的近年来的液晶显示元件制造领域中，很难得到实用。
因此，经进一步深入研究后发现，通过使用含有丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)的有机溶剂，特别是含有丙二醇单甲醚乙酸酯和沸点高于PGMEA的有机溶剂的有机溶剂来调制光致抗蚀剂，当从排出喷嘴喷出光致抗蚀剂并涂敷在基板上时，可以防止条痕的产生，还能同时控制抗蚀剂涂敷量，从而完成了本发明。
即本发明的正型光致抗蚀剂组合物，用于具有下述工序的排出喷嘴式涂敷法，即通过使排出喷嘴和基板进行相对移动而在基板的整个涂敷面上涂敷正型光致抗蚀剂组合物的工序，其中上述的组合物含有(A)碱溶性酚醛清漆树脂、(B)分子量在1000以下的含酚性羟基化合物、(C)含萘醌二迭氮基化合物、以及(D)有机溶剂，上述的(D)有机溶剂中含有丙二醇单甲醚乙酸酯。
另外本发明还提供抗蚀图案的形成方法，其特征是具有如下工序：使用通过使排出喷嘴和基板进行相对移动而在基板的整个涂敷面涂敷正型光致抗蚀剂组合物的排出喷嘴式涂敷法，在基板上涂敷本发明的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物。
通过本发明，能够得到适用于排出喷嘴式抗蚀剂涂敷法的正型光致抗蚀剂组合物、及使用该组合物的抗蚀图案的形成方法。
具体实施方式
下面详细说明本发明。
本说明书中的“排出喷嘴式涂敷法”，是指具有通过使排出喷嘴和基板进行相对移动而在基板的整个涂敷面涂敷正型光致抗蚀剂组合物的工序的方法，具体而言，作为这些方法有：使用具有由多个喷嘴孔排列成列状所形成的喷出口的喷嘴的方法、或使用具有狭缝状喷出口的喷嘴的方法等。另外，还包括如上所述地在基板的整个涂敷面上涂敷光致抗蚀剂组合物之后，使该基板旋转以调整膜厚的方法。
本说明书中的“构成单元”是指构成聚合物(树脂)的单体单元。
本说明书中的“基板的涂敷面”是指基板中需要涂敷抗蚀剂组合物的区域，通常是基板的整个面。
(A)成分
本发明中所使用的碱溶性酚醛清漆树脂(A)可以从正型光致抗蚀剂组合物中作为被膜形成物质而通常被使用的物质中任意地选择利用。
特别是若使用(A)成分整体的聚苯乙烯换算重均分子量(以下，记为“Mw”)被调制成6000以上的物质，可更有效地防止排出喷嘴式涂敷法中的条痕的出现，所以优选。
(A)成分的Mw的更优选范围是6000～10000。
作为碱溶性酚醛清漆树脂(A)的具体例可以列举出使下列的酚类和下列的醛类在酸催化剂条件下进行反应而得到的酚醛清漆树脂。
作为上述酚类的例子，可列举出如下的物质：苯酚；m-甲酚、p-甲酚、o-甲酚等甲酚类；2，3-二甲苯酚、2，5-二甲苯酚、3，5-二甲苯酚、3，4-二甲苯酚等二甲苯酚类；m-乙基苯酚、p-乙基苯酚、o-乙基苯酚、2，3，5-三甲基苯酚、2，3，5-三乙基苯酚、4-叔丁基苯酚、3-叔丁基苯酚、2-叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-甲基苯酚、2-叔丁基-5-甲基苯酚等烷基酚类；p-甲氧基苯酚、m-甲氧基苯酚、p-乙氧基苯酚、m-乙氧基苯酚、p-丙氧基苯酚、m-丙氧基苯酚等烷氧基酚类；o-异丙烯基苯酚、p-异丙烯基苯酚、2-甲基-4-异丙烯基苯酚、2-乙基-4-异丙烯基苯酚等异丙烯基酚类；苯基苯酚等芳基酚类；4，4′-二羟基联苯、双酚A、间苯二酚、对苯二酚、1，2，3-苯三酚等多羟基酚类等。它们可以单独使用，或者也可以组合2种以上使用。在上述酚类中，特别优选m-甲酚、p-甲酚。
作为上述醛类的例子，可列举出如下的物质：甲醛、伸甲醛、三噁烷、乙醛、丙醛、丁醛、三甲基乙醛、丙烯醛、丁烯醛、环己醛、糠醛、呋喃基丙烯醛、苯甲醛、对苯二甲醛、苯基乙醛、α-苯基丙醛、β-苯基丙醛、o-羟基苯甲醛、m-羟基苯甲醛、p-羟基苯甲醛、o-甲基苯甲醛、m-甲基苯甲醛、p-甲基苯甲醛、o-氯代苯甲醛、m-氯代苯甲醛、p-氯代苯甲醛、肉桂醛等。它们可以单独使用，或者也可以组合2种以上使用。上述的醛类中，从容易获得的方面考虑，优选甲醛。
作为上述酸性催化剂可以使用盐酸、硫酸、甲酸、草酸、对甲苯磺酸等。
本发明中，(A)成分可以由1种酚醛清漆树脂构成，也可以由2种以上的酚醛清漆树脂构成。由2种以上的酚醛清漆树脂构成时，对每种酚醛清漆树脂的Mw不作特别限定，优选作为(A)成分整体的Mw在6000以上的范围内。
(A1)、(A2)成分
本发明中，碱溶性酚醛清漆树脂(A)中含有选自以下(A1)和(A2)树脂中的至少1种时，适合于高感度的抗蚀剂组合物的调制，有利于提高未曝光部的残膜性，所以优选。(A1)树脂是对于m-甲酚/p-甲酚＝20/80～40/60(投入比)的混合酚类，使用甲醛作为缩合剂合成的Mw为4000～6000的酚醛清漆树脂，(A2)树脂是对于m-甲酚/p-甲酚＝20/80～40/60(投入比)的混合酚类，使用甲醛作为缩合剂合成的Mw为5000～10000的、分子量高于A1的酚醛清漆树脂。在上述的(A1)、(A2)中，m-甲酚/p-甲酚之比特别优选为25/75～35/65。其中，用于反应的p-甲酚的一部分作为未反应物或2核体存在于反应体系中，合成反应结束后，在进行以除掉低分子量体为目的的分离操作时会被除去，因此最终得到的酚醛清漆树脂中的m-甲酚构成单元/p-甲酚构成单元的单体比为25/75～45/55，特别是30/70～40/60。
关于(A1)、(A2)成分的Mw，从抗蚀剂组合物的高感度化和提高残膜率方面考虑，前者(A1)的Mw优选为4000～6000，特别优选4500～5500。后者(A2)优选为5000～10000，特别优选5500～6500。
当使用选自(A1)和(A2)成分中的至少1种成分(酚醛清漆树脂)时，(A)成分中的(A1)和(A2)成分的优选含量为10～60质量％，更优选45～55质量％。(A)成分中的(A1)和(A2)的含量在上述范围以外时，很难获得高感度化和残膜率的改善效果。
(A3)
另外，从可以有效地抑制条痕的产生的角度考虑，碱溶性酚醛清漆树脂(A)中优选含有以下树脂，即：对于m-甲酚/p-甲酚＝50/50～70/30(投入比)的混合酚类，使用甲醛作为缩合剂合成的Mw为9000以上的酚醛清漆树脂(A3)。上述m-甲酚/p-甲酚之比优选为55/45～65/35。其中，用于反应的p-甲酚的-部分作为未反应物或2核体存在于反应体系中，合成反应结束后，在进行以除掉低分子量体为目的的分离操作时可被除去。因此在最终得到的酚醛清漆树脂中的m-甲酚构成单元/p-甲酚构成单元的单体比为55/45～75/25，特别是60/40～70/30。
(A3)成分的Mw如果太大，有可能使抗蚀剂组合物的感度下降，有可能对抗蚀图案剥离工序中的抗蚀图案的剥离性带来不良影响，而太小时，抑制条痕产生的效果较差，因此Mw优选在9000以上，更优选9500～15000。
使用(A3)成分时，(A)成分中的(A3)成分的优选含量为40～90质量％，更优选45～55质量％。(A)成分中(A3)的含量如果大于上述范围，有可能使抗蚀剂组合物的感度下降，对抗蚀图案剥离工序中的抗蚀图案的剥离性产生不良影响，而太小时，则抑制条痕产生的效果较差。
本发明中，(A)成分中优选含有上述(A1)成分和(A2)成分和(A3)成分这3种。这时(A1)成分和(A2)成分和(A3)成分的含量以质量比计优选在[(A1)+(A2)]/(A3)＝10/90～60/40的范围内，更优选在45/55～55/45的范围内。
另外根据需要，还可以使(A)成分含有除(A1)、(A2)、(A3)成分之外的酚醛清漆树脂。(A)成分中的(A1)和(A2)和(A3)的优选总含量为50质量％以上，更优选90质量％以上。也可以是100质量％。
(B)成分
本发明的正型光致抗蚀剂组合物，因含有分子量为1000以下的含酚性羟基化合物(B)，能够获得提高感度的效果。特别是在液晶显示元件的制造领域中，提高生产能力是非常重要的问题，而且抗蚀剂的消费量往往较多，因此希望抗蚀剂组合物具有高感度并且廉价的特性。使用该(B)成分时，能够以较低的成本实现高感度化，因此优选。另外，如果含有(B)成分，则在抗蚀图案中能牢固地形成表面难溶化层。因此在这种情况下，显影时未曝光部分的抗蚀剂膜的膜收减量较少，可以抑制因显影时间之差所产生的显影不均，因而较理想。
(B)成分的分子量如果超过1000，感度的下降幅度有可能增大，因而不太理想。
作为该(B)成分，可以适宜地使用以往制造液晶显示元件用的正型光致抗蚀剂组合物中所使用的分子量在1000以下的含酚性羟基化合物，用下述通式(III)表示的含酚性羟基化合物能够有效提高感度，因而更加优选。
[式中，R1～R8各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～6的烷氧基、或碳原子数3～6的环烷基；R10～R11各自独立地代表氢原子、或碳原子数1～6的烷基；R9可以是氢原子、或碳原子数1～6的烷基；此时，Q为氢原子、碳原子数1～6的烷基、或用下述化学式(IV)表示的基团
(式中，R12及R13各自独立地代表氢原子、卤素原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数1～6的烷氧基、或碳原子数3～6的环烷基；c表示1～3的整数)；或者，Q能和R9结合，此时Q和R9以及Q与R9之间的碳原子一同代表碳原子数3～6的环烷基；a、b代表1～3的整数；d代表0～3的整数；当a、b或c是3时，R3、R6或R8分别视为不存在，n表示0～3的整数]。
可以使用这些物质中的任1种，也可以并用2种以上。
在上面列举的含酚性羟基化合物中，用下述式(I)表示的化合物具有优良的高感度化和高残膜率化，因而特别优选。
相对于作为(A)成分的碱溶性酚醛清漆树脂100质量份，(B)成分的配合量为1～25质量份，优选5～20质量份的范围。当光致抗蚀剂组合物中(B)成分的含量太少时，不能充分获得高感度化和高残膜率化效果，而太多时，显影后的基板表面上容易产生残渣物，而且原料成本会增加，因而不优选。
(C)成分
本发明中的(C)含萘醌二迭氮基化合物是感光性成分。作为该(C)成分可以使用例如：以往作为制造液晶显示元件用的正型光致抗蚀剂组合物的感光性成分所使用的物质。
例如，作为(C)成分，下述式(II)所示的含酚性羟基化合物和1，2-萘醌二迭氮基磺酸化合物的酯化反应产物因其非常廉价并且能够调制高感度的光致抗蚀剂组合物，因而优选。
该酯化反应产物的平均酯化率为50～70％，优选55～65％，如果低于50％，容易发生显影后的膜收减，并且残膜率会变低，而超过70％时，保存稳定性有可能下降，因而不优选。
上述1，2-萘醌二迭氮基磺酸化合物优选为1，2-萘醌二迭氮基-5-磺酰化合物。
Figure A20041008338400111
另外，作为(C)成分，除了上述感光性成分以外，还可以使用其它的醌二迭氮基酯化物，不过它们的使用量优选为(C)成分中的30质量％以下，特别优选25质量％以下。
作为其它的醌二迭氮基酯化物，可以使用例如，上述通式(III)所表示的含酚性羟基化合物和1，2-萘醌二迭氮基磺酸化合物、优选是和1，2-萘醌二迭氮基-5-磺酰化合物或1，2-萘醌二迭氮基-4-磺酰化合物的酯化反应产物。
关于本发明的光致抗蚀剂组合物中(C)成分的配合量，相对于碱溶性酚醛清漆树脂(A)和含酚性羟基化合物(B)的总量100质量份，优选15～40质量份，更优选20～30质量份的范围。(C)成分的含量少于上述范围时，转印性的下降显著，不能形成所需形状的抗蚀图案。另一方面，如果大于上述范围，感度和分辨率会变差，而且在显影处理后容易产生残渣物。
(D)成分
本发明组合物是将(A)～(C)成分和各种添加成分溶解在有机溶剂(D)中，以溶液的形式使用。
作为本发明中使用的有机溶剂(D)，使用丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)，特别是含有PGMEA和沸点高于该PGMEA的有机溶剂的物质。如此以来，在涂敷膜厚为40～80μm左右的较薄的薄膜条件下，能够防止旋转后出现条痕的现象。作为该高沸点的有机溶剂，只要其沸点高于PGMEA而且蒸发速度较慢就不作特别限定，都可使用。其中，从丙酮酸乙酯(PE)、乳酸乙酯(NE)、和乙酸3-甲氧基丁酯(MBA)当中选出的至少一种溶剂有望提高防止生成上述条痕现象的效果，特别优选MBA。
在(D)成分当中，PGMEA和该高沸点有机溶剂的合计所占比例优选为90质量％以上，否则，在上述40～80μm左右的薄膜条件下，抑制旋转后条痕出现现象的效果较差。PGMEA和上述高沸点有机溶剂的质量比(PGMEA/高沸点有机溶剂)优选在10/1～1/1的范围内，更优选的范围为10/1～2/1。
(D)成分中也可以含有PGMEA和上述高沸点有机溶剂之外的其他有机溶剂，(D)成分更优选为由PGMEA和一种以上的上述高沸点有机溶剂构成的混合溶剂。
作为PGMEA和除上述高沸点有机溶剂之外的其他有机溶剂，可以适宜地使用以往作为制造液晶显示元件用的正型光致抗蚀剂组合物的有机溶剂而使用的物质。作为合适的例子可列举出如γ-丁内酯、丙二醇单丁醚等。
在这里，特别是在液晶显示元件的制造领域中，形成在玻璃基板上的抗蚀剂被膜的厚度通常应为0.5～2.5μm，更优选为1.0～2.0μm，为此，用排出喷嘴方式在基板上涂敷光致抗蚀剂组合物后，最好使该基板旋转以调整膜厚。
在本发明中，最好使用有机溶剂(D)，将光致抗蚀剂组合物中的上述(A)～(C)成分的总量调整为组合物的总质量的30质量％以下，优选为20～28质量％。由此，在由排出喷嘴喷出带状的光致抗蚀剂组合物并涂敷在基板上时，能够获得良好的涂敷性。另外，还能在之后的旋转中获得良好的流动性，能以高生产率形成膜厚均匀性良好的抗蚀剂被膜，因此优选该浓度范围。
(E)成分
在本发明中，优选使光致抗蚀剂组合物中含有表面活性剂(E)。(E)成分的含量在光致抗蚀剂组合物整体的900ppm以下的范围内，能够有效防止条痕的出现，因此优选。
对表面活性剂(E)不作特别限定，如可使用1种或2种以上的一直以来作为抗蚀剂用表面活性剂所公知的化合物。
作为表面活性剂(E)优选氟-硅类表面活性剂，其中优选结合了全氟代烷基酯基和烷基硅氧烷基和乙烯氧基和丙烯氧基的非离子性氟-硅类表面活性剂(E-1)。作为该表面活性剂，能够列举出如Megafac R-08、R-60(产品名；大日本油墨化学工業社製)等。
另外，更优选氟含量为10～25质量％、且硅含量为3～10质量％的表面活性剂成分(E-2)，能够列举如X-70-090、X-70-091、X-70-092、X-70-093(产品名；信越化学工業社製)等，特别是X-70-093，在使用少量抗蚀剂的情况下，抑制条痕和干燥不均的效果也很良好，所以更优选。
而且，也优选具有特定的硅氧烷骨架的聚酯改性聚二烷基硅氧烷类表面活性剂(E-3)，能够列举出如BYK-310、BYK-315(产品名；ビツクケミ一社製)，特别是BYK-310，能够很好抑制雾斑、滴下痕迹和条状斑(条痕)的出现，所以更优选。
这些(E-1)～(E-3)的表面活性剂的总量优选占(E)成分中的50质量％以上。也可以是100质量％。
作为除上述(E-1)～(E-3)之外的表面活性剂的例子，能够列举出用于防止条痕的表面活性剂，如Frolard FC-430、FC431(产品名，住友3M社製)，Eftop EF-122A、EF-122B、EF122C、EF126(产品名；ト一ケムプロダクツ社製)等氟类表面活性剂。
其它成分
本发明的组合物中，在无损及本发明目的的范围内，还可以使用保存稳定剂等各种添加剂。
可以使组合物适当地含有例如用于防晕的紫外线吸收剂，如：2，2′，4，4′-四羟基二苯甲酮、4-二甲胺基-2′，4′-二羟基二苯甲酮、5-氨基-3-甲基-1-苯基-4-(4-羟基苯偶氮基)吡唑、4-二甲胺基-4′-羟基偶氮苯、4-二乙胺基-4′-乙氧基偶氮苯、4-二乙胺基偶氮苯、姜黄色素(curcumin)等。
另外，还可以适当含有用于增加由光致抗蚀剂组合物所形成的层和其下层之间的粘合性的粘合性增强剂。作为粘合性增强剂优选2-(2-羟乙基)吡啶。通过使光致抗蚀剂组合物适当含有该化合物，例如在Cr膜等金属膜上形成抗蚀图案的时候，能够有效地增加由光致抗蚀剂组合物所形成的层和金属膜之间的粘合性。
含有粘合性增强剂时，其配合量如果太多，抗蚀剂组合物的经时变化有可能变差，而如果太少，不能充分获得粘合性增加的效果。因此，相对于全部固体成分，其配合量优选设在0.1～10质量％的范围内。
该组成的光致抗蚀剂组合物适合于排出喷嘴方式的涂敷法，从排出喷嘴以带状喷出光致抗蚀剂组合物并涂敷在基板上时，可以防止条痕的产生。特别是，在基板上涂敷光致抗蚀剂组合物之后，使基板旋转以调薄膜厚(如0.5～2.5μm)时，以往如果不是较厚地形成200～500μm左右的抗蚀剂被膜，旋转后容易产生条痕。与此相对，根据本发明的光致抗蚀剂组合物，旋转前即使形成40～80μm、优选60μm左右的涂敷厚度，也可以防止旋转后产生条痕。
本发明的光致抗蚀剂组合物，也适合于用排出喷嘴式涂敷法在基板的整个涂敷面上按照最终所要求的膜厚涂敷光致抗蚀剂组合物，而不进行旋转的方法(无旋转法)，而且也适合于在基板的整个涂敷面上涂敷该光致抗蚀剂组合物后，使基板旋转以调整膜厚的方法。特别适合于后一方法，可以在抑制抗蚀剂涂敷量的同时防止旋转后的条痕，因此能够有助于减少抗蚀剂消耗量、提高生产率以及降低成本。
下面，说明本发明的抗蚀图案的形成方法的一个实施方式。
本发明的抗蚀图案的形成方法，包括使用排出喷嘴式涂敷法在基板上涂敷本发明的正型光致抗蚀剂组合物的工序。该涂敷工序可以通过具有使排出喷嘴和基板相对移动的机构的装置进行。对于本发明的排出喷嘴的构成没有特别限定，只要从喷嘴喷出的光致抗蚀剂组合物能在基板上被涂敷成带状即可。例如可以使用具有由多个喷嘴孔排列成列状而形成的喷出口的排出喷嘴或具有狭缝状喷出口的排出喷嘴。作为具有该涂敷工序的涂敷装置，已知有涂敷&无旋转方式的TR63000S(产品名；东京应化工业社制)。
另外，所述涂敷工序还可以使用利用排出喷嘴式涂敷法在基板上涂敷抗蚀剂组合物后使基板旋转以将膜厚调薄的方法。作为具有该涂敷工序的涂敷装置，已知有狭缝&旋转方式的SK-1100G(产品名；大日本SCREEN製造社製)、利用MMN(多微喷嘴)的扫描涂敷+旋转方式的CL1200(产品名；東京エレクトロン社製)、涂敷&旋转方式的TR63000F(产品名；东京应化工业社制)等。
如上所述地在基板的整个涂敷面上涂敷正型光致抗蚀剂组合物后的、用于形成抗蚀图案的工序可以适当地使用公知的方法。
例如，将涂敷有光致抗蚀剂组合物的基板在100～140℃加热干燥(预烘干)，形成抗蚀剂被膜。之后，通过所需的掩膜图对抗蚀剂被膜进行选择性的曝光。曝光时的波长可以适当使用ghi线(g线、h线、和i线)或i线，可使用各自适宜的光源。
之后，对经选择性的曝光后的抗蚀剂被膜，用由碱性水溶液所组成的显影液，如1～10质量％氢氧化四甲基铵(TMAH)水溶液来进行显影处理。
作为使显影液和抗蚀剂被膜接触的方法，可以使用例如：从基板的一端向另一端布满液体的方法、以及通过设置在基板中心附近的上部的显影液滴液喷嘴，使显影液遍布整个基板表面的方法。
然后静置50～60秒钟进行显影，之后实施用纯水等漂洗液洗掉残留在抗蚀图案表面的显影液的漂洗工序，得到抗蚀图案。
根据如上所述的抗蚀图案的形成方法，由于使用排出喷嘴式涂敷法，即使基板尺寸、装置尺寸大型化，也可以在不影响涂敷均匀性和生产节拍时间的条件下在基板上形成抗蚀剂被膜。
而且，使用的光致抗蚀剂组合物适合于排出喷嘴方式，可以防止在光致抗蚀剂被膜中产生条痕。特别是在涂敷后进行旋转时，能够在抑制抗蚀剂涂敷量的同时防止条痕的产生，因此有利于降低制造成本。
实施例
按照下面方法求出了正型光致抗蚀剂组合物的各物性。
(1)条痕的评价
用涂敷装置(东京应化工业社制，产品名TR63000F)将试样(正型光致抗蚀剂组合物)按照一定的膜厚(40μm、60μm、80 m)涂敷在形成有Cr膜的玻璃基板上(1100×1250mm2)，并通过旋转制作成膜厚约为1.5μm的涂敷膜。所述涂敷装置的构成是：用排出喷嘴式涂敷法在基板上涂敷光致抗蚀剂组合物后，可使基板旋转。
接着，把电热板的温度设为130℃，通过间隔约为1mm的趋近烘干进行60秒钟的第1次干燥，然后把电热板的温度设为120℃，并通过间隔约为0.5mm的趋近烘干进行60秒钟的第2次干燥。由此，形成1.5μm的抗蚀剂被膜。
在钠光源下观察所得到的抗蚀剂被膜的表面，看不见条痕产生的用○表示，稍微有条痕的用△表示，产生很大条痕的用×表示，将其结果示于表中。
(2)抗蚀图案形成能力的确定
用涂敷装置(东京应化工业社制，产品名TR63000F)将试样(正型光致抗蚀剂组合物)按照50μm的膜厚涂敷在形成有Cr膜的玻璃基板上(1100×1250mm2)，通过使它旋转形成膜厚为1.5μm的涂敷膜。
接着，和上述条痕评价相同地形成膜厚为1.5μm的被膜后，借助绘有用于再现3.0μm线空间(line & space)的抗蚀图案的掩膜图的测试图掩膜(中间掩膜，reticule)，用mirror projection·aligner MPA-600FA(佳能社制；ghi线曝光装置)来进行曝光。曝光量设定为40mJ/cm2。
接着，和23℃、2.38质量％的氢氧化四甲基铵(TMAH)水溶液接触60秒钟，水洗30秒钟，并进行旋转干燥。
(实施例1～7、比较例1～2)
实施例和比较例中按照表1所示的配比调制光致抗蚀剂组合物，并进行条痕的评价。评价结果如下表2所示。
另外，在抗蚀图案形成能力的评价中，在每个实施例的基板上，3.0μmline & space的抗蚀图案都以所定尺寸被再现，而比较例中，因条痕的影响所产生的膜厚变化，可以发现抗蚀图案的一部分发生了尺寸变化。
作为(A)成分使用下述(a1)～(a3)。(A)成分的配合量设为100质量份。表1中，(//)表示是以所记载的质量比混合的混合物。
(a1)：对于m-甲酚/p-甲酚＝30/70的混合酚类，以甲醛为缩合剂，用草酸催化剂按照常法进行缩合反应得到酚醛清漆树脂，用水-甲醇混合溶剂对该酚醛清漆树脂实施分离处理所得到的Mw为5000的酚醛清漆树脂。
(a2)：对于m-甲酚/p-甲酚＝30/70的混合酚类，以甲醛为缩合剂，用草酸催化剂按照常法进行缩合反应得到酚醛清漆树脂，用水-甲醇混合溶剂对该酚醛清漆树脂实施分离处理所得到的Mw为6300的酚醛清漆树脂。
(a3)对于m-甲酚/p-甲酚＝60/40的混合酚类，以甲醛为缩合剂，用草酸催化剂按照常法进行缩合反应得到酚醛清漆树脂，用水-甲醇混合溶剂对该酚醛清漆树脂实施分离处理所得到的Mw为11000的酚醛清漆树脂。
作为(B)成分使用10质量份的下述(b1)。
(b1)：上述式(I)所代表的含酚性羟基化合物(M＝376)
作为(C)成分使用29.7质量份的下述(c1)或(c2)。
(c1)：1mol上述式(II)所代表的含酚性羟基化合物和2.34mol 1，2-萘醌二迭氮基-5-磺酰氯的酯化反应产物。
(c2)：1mol双(2-甲基-4-羟基-5-环己基苯基)-3，4-二羟基苯基甲烷和2.11mol的1，2-萘醌二迭氮基-5-磺酰氯的酯化反应产物。
作为(D)成分(有机溶剂)使用430质量份的下述(d1)～(d3)。表1中，(//)表示是以所记载的质量比混合的混合溶剂。
(d1)：丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)。
(d2)：乙酸3-甲氧基丁酯(MBA)。
(d3)：乳酸乙酯(NE)。(d4)：丙酮酸乙酯(PE)。
作为(E)成分(表面活性剂)使用600ppm的下述(e1)。
(e1)：X70-093(产品名；信越化学工業社製)。
作为其它成分，使用相对于全部固体成分为0.25质量份的2-(2-羟基乙基)吡啶。
将上述(A)～(D)成分和其它成分均匀溶解后，添加表面活性剂(E)，并用孔径为0.2μm的膜滤器进行过滤，调制正型光致抗蚀剂组合物。
表1
    (A)(混合比)(Mw)   (B)     (C)(混合比)     (D)(混合比)
  实施例1     a1/a2/a3(20/30/50)(8000)   b1     c1     d1
  实施例2     同上   同上     同上     d1/d2(7/3)
  实施例3     同上   同上     同上     d1/d3(7/3)
  实施例4     同上   同上     同上     d1/d2(10/1)
  实施例5     同上   同上     同上     d1/d2(1/1)
  实施例6     同上   同上     c1/c2(1/1)     d1/d2(7/3)
  实施例7     同上   同上     c1     d1/d2/d3(7/1.5/1.5)
  比较例1     同上   同上     同上     d2
  比较例2     同上   同上     同上     d3
表2
              条痕的评价
    40μm     60μm     80μm
    实施例1     △     △     ○
    实施例2     ○     ○     ○
    实施例3     ○     ○     ○
    实施例4     ○     ○     ○
    实施例5     ○     ○     ○
    实施例6     ○     ○     ○
    实施例7     ○     ○     ○
    比较例1     ×     ×     ×
    比较例2     ×     ×     ×

Claims (13)

1、一种排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，是用于具有通过使排出喷嘴和基板进行相对移动而在基板的整个涂敷面上涂敷正型光致抗蚀剂组合物的工序的排出喷嘴式涂敷法的正型光致抗蚀剂组合物，其中含有(A)碱溶性酚醛清漆树脂、(B)分子量在1000以下的含酚性羟基化合物、(C)含萘醌二迭氮基化合物、以及(D)有机溶剂，所述(D)有机溶剂中含有丙二醇单甲醚乙酸酯。
2、如权利要求1所述的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，其特征在于，所述有机溶剂中含有丙二醇单甲醚乙酸酯和沸点高于该丙二醇单甲醚乙酸酯的高沸点有机溶剂。
3、如权利要求2所述的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，其特征在于，所述高沸点有机溶剂为选自丙酮酸乙酯、乳酸乙酯、以及乙酸3-甲氧基丁酯中的至少一种。
4、如权利要求2所述的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，其特征在于，代表所述丙二醇单甲醚乙酸酯和所述高沸点有机溶剂的质量比的[PGMEA/高沸点有机溶剂]的值为10/1～1/1。
5、如权利要求1所述的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，其特征在于，所述有机溶剂中丙二醇单甲醚乙酸酯和所述高沸点有机溶剂的合计含量在90质量％以上。
6、如权利要求1所述的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，其特征在于，所述(A)成分的聚苯乙烯换算重均分子量(Mw)在6000以上。
7、如权利要求1所述的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，其特征在于，还含有(E)表面活性剂，所述(E)表面活性剂的含量为正型光致抗蚀剂组合物整体的900ppm以下。
8、如权利要求1所述的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，其特征在于，所述(B)成分含有用下述式(I)表示的含酚性羟基化合物。
9、如权利要求1所述的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，其特征在于，所述(C)成分含有下述式(II)所表示的含酚性羟基化合物和1，2-萘醌二迭氮基磺酸化合物的酯化反应产物。
10、如权利要求1所述的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，其特征在于，还含有2-(2-羟乙基)吡啶。
11、如权利要求1所述的排出喷嘴式涂敷法用正型光致抗蚀剂组合物，其特征在于，所述排出喷嘴式涂敷法包括在所述基板的整个涂敷面上涂敷正型光致抗蚀剂组合物之后使所述基板旋转的工序。
12、一种抗蚀图案的形成方法，是通过使排出喷嘴和基板进行相对移动，在基板的整个涂敷面上涂敷正型光致抗蚀剂组合物的方法，其特征在于，包括将权利要求1所述的正型光致抗蚀剂组合物涂敷在基板上的工序。
13、如权利要求12所述的抗蚀图案的形成方法，其特征在于，包括在所述基板上涂敷正型光致抗蚀剂组合物之后使所述基板旋转的工序。
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