JP2008523441A - ポジティブ型ドライフィルムフォトレジスト - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルムスピード(感光速度)、現像コントラスト、感度、解像度、及び/又は基板への接着力などの物性に優れたポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムに関するものである。
フォトレジスト(photoresist)及びフォトレジストフィルムは、集積回路(IC)、プリント回路基板(PCB)、及び電子ディスプレー装置[例えば、ブラウン管(Cathode Ray tube:CRT)、液晶ディスプレー(LCD)及び有機電解発光ディスプレー(ELsまたはELDs)]などの高集積半導体を製造するために用いられる。これらの装置を製造する方法ではフォトリソグラフィー(photolithography)技術及びフォトファブリケーション(photofabrication)技術が使われる。フォトレジストフィルムは、極細線と7μm以下の狭い空間面積とを有するパターンを形成するのに十分である解像度が要求される。
〔技術的な課題〕
従って、従来の液状ポジティブ型フォトレジスト組成物を用いて、LCD、有機ELDなどに使用される基板の上に微細パターンを形成する時、ガラス基板上に適用される複雑な工程(例えば、スピンコーティング工程など)を省略することができることにより、上述した問題点を解決できるポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムを提供することを目的とする。本発明によるドライフィルムレジストは、従来の液状フォトレジスト組成物と同等或いはより優秀な物性を有する微細回路パターンを形成することができると共に、微細回路パターンの形成に使用される基板の大面積化という最近の趨勢に副われる。
本発明の長所は、後述する詳細な説明からより明らかになる。しかし、詳細な説明及び具体例は、本発明の好ましい一例を示したものであって、ただ例示のためのものであるので、当業者であれば、本発明の思想と範囲内で様々な変化及び修訂が可能であることを理解できる。
(2)製造された被膜にマスクを通して紫外線を照射するか、または、製造された被膜にマスクを通じないで紫外線を直接照射することにより、上記被膜上に所望のパターンを形成する段階;及び
(3)上記フォトレジスト樹脂フィルムから支持体フィルムを剥離しなかった場合、上記支持体フィルムを剥離した後、紫外線照射部におけるポジティブ型フォトレジスト樹脂の被膜を現像によって除去することにより、レジストパターン被膜を形成する段階。
上述のような本発明の特徴及びその他の長所などは、後述する非限定的な実施例の記載によって、より明らかになる。しかし、以下の実施例は、ただ本発明の具体的な具現例として例示したものであって、本発明の範囲を限定することとして理解してはいけない。
アルカリ可溶性樹脂として、メタ/パラクレゾールの含量が重量基準に4:6で、(i)重量平均分子量8,000のクレゾールノボラック樹脂と(ii)重量平均分子量2,000のクレゾールノボラック樹脂が7:3の割合で混合されたクレゾールノボラック樹脂と;感光性化合物として、上記アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して40重量部の2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩と;感度増進剤として、上記アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して5重量部の2,3,4,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン;及び残量の溶媒、染料、及び又は平滑剤とを混合した溶液を製造し、この混合溶液を0.2μmのミリポア(millipore)のテフロン(登録商標)フィルターを通して濾過して不溶物質を除去した。上記のように製造された混合溶液を、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ19μm)上に5μmの厚さで塗布して、フォトレジスト樹脂層を形成することにより、ポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムを製造した。
アルカリ可溶性樹脂として、メタ/パラクレゾールの含量が重量基準に4:6で、(i)重量平均分子量10,000のクレゾールノボラック樹脂と(ii)重量平均分子量3,000のクレゾールノボラック樹脂が7:3の割合で混合されたクレゾールノボラック樹脂と;感光性化合物として、上記アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して40重量部の2,3,4,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−スルホン酸塩を使用すること以外は、上記実施例1の通りポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムを製造した。
アルカリ可溶性樹脂として、メタ/パラクレゾールの含量が重量基準に4:6で、(i)重量平均分子量12,000のクレゾールノボラック樹脂と(ii)重量平均分子量4,000のクレゾールノボラック樹脂が7:3の割合で混合されたクレゾールノボラック樹脂と;感光性化合物として、上記アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して40重量部の1−[1−(4−ヒドロキシフェ二ル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ二ル)エチル]ベンゼン)1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩を使用すること以外は、上記実施例1の通りポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムを製造した。
アルカリ可溶性樹脂として、メタ/パラクレゾールの含量が重量基準に5:5で、(i)重量平均分子量14,000のクレゾールノボラック樹脂と(ii)重量平均分子量5,000のクレゾールノボラック樹脂が8:2の割合で混合されたクレゾールノボラック樹脂と;感光性化合物として、上記アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して20重量部の2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩及び20重量部の2,3,4,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−スルホン酸塩を使用することを以外は、上記実施例1の通りポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムを製造した。
アルカリ可溶性樹脂として、メタ/パラクレゾールの含量が重量基準に5:5で、(i)重量平均分子量18,000のクレゾールノボラック樹脂と(ii)重量平均分子量6,000のクレゾールノボラック樹脂が8:2の割合で混合されたクレゾールノボラック樹脂と;感光性化合物として、上記アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して20重量部の2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩;及び20重量部の1−[1−(4−ヒドロキシフェ二ル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ二ル)エチル]ベンゼン 1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩を使用すること以外は、上記実施例1の通りポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムを製造した。
アルカリ可溶性樹脂として、メタ/パラクレゾールの含量が重量基準に5:5で、(i)重量平均分子量18,000のクレゾールノボラック樹脂と(ii)重量平均分子量7,000のクレゾールノボラック樹脂が8:2の割合で混合されたクレゾールノボラック樹脂と;感度増進剤として、上記アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して5重量部の1−[1−(4−ヒドロキシフェ二ル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ二ル)エチル]ベンゼンを使用すること以外は、上記実施例1の通りポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムを製造した。
上記実施例1〜6から製造したポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムを、ラミネーション速度0.5〜3.5m/分、温度100〜130℃、加熱ローラーの圧力10〜90psiで基材にラミネーションし、フォトマスクを通じて、紫外線照射(露光)してから、支持体フィルムを剥離した後、2.38%のTMAH(Tetra−Methyl−Ammonium Hydroxide)で現像して、微細パターンを形成した。形成されたパターンの物性を下記のような方法によって評価し、その結果を次の表1に示した。
上記実施例1〜6から製造したポジティブ型パターンの物性を下記のような方法によって評価し、その結果を次の表1に示した。
上記製造されたポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムを、露光量を変えて露光してから、2.38質量%のTMAH溶液で60秒間現像し、30秒間水洗し、乾燥した。光学顕微鏡を通して生成されたフィルムの露光量を測定した。
感度を評価する方法と同じにレジストパターンを形成してから、150℃のホットプレート上に設け、2分間加熱した。レジストパターンの表面観察のためにa−stepを用いて、レジストパターンの断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。
上記製造されたポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムを、ラミネーション速度0.5〜3.5m/分、温度100〜130℃、加熱ローラーの圧力10〜90psiで基材にラミネーションし、フォトマスクを通じて、紫外線照射(露光)してから、支持体フィルムのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを剥離した。その後、2.38%のTMAHアルカリ現像液で現像することにより、米露光部分を有する微細回路が形成された。形成されたパターンの解像度を走査型電子顕微鏡にて観察した。
ポジティブ型フォトレジスト層を形成するためのポジティブ型フォトレジスト組成物を次の通り製造する。
本発明で使用された支持体フィルムの物性を次の方法によって評価した。
試料と不活性の基準物質(inter reference)に同一の温度プログラムを適用し、示差走査熱量計を用いて、熱流量の差(difference in heat flow)を求めることにより、上記製造されたフィルムの溶融点を測定した。
原子力顕微鏡(AFM)を用いる微細探針によって、原子間の反発力に対する分析を3回反復実施してから、表面の最高点と表面の最低点の平均を算出することにより、上記製造されたフィルムの表面粗度を測定した。
製造されたポジティブ型フォトレジストドライフィルムを、ITOによってコーディングされた深み2000Å、幅100×100mm2のガラス基板上に、ラミネーション速度2.0m/分、温度110℃、加熱ローラーの圧力10〜90psiの条件下でラミネーションした後、ポジティブ型フォトレジスト層から支持体フィルムを剥離した。UTM(Universal Test Machine:Instron社)を用いて、乾燥フィルムの剥離性を評価することにより、剥離時の剥離強度をUTMによって測定した。
ラミネーションした上記基板に露光量を変えて露光させてから、2.38質量%のTMAH溶液を用いて常温で60秒間現像し、30秒間水洗し、乾燥した。光学顕微鏡を用いて、生成されたフィルムに対する露光量を測定した。
感度の評価方法と同じ方式によって、レジストパターンを形成し、150℃のホットプレート上に設け、2分間加熱した。
上記製造されたポジティブ型フォトレジスト樹脂フィルムをラミネーション速度2.0m/分、温度110℃、加熱ローラーの圧力10〜90psiの条件下で基板上にラミネーションし、フォトマスクを通じて紫外線照射してから、支持体フィルムのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを剥離した。その後、2.38%のTMAHアルカリ現像液で現像して、米露光部分を有する微細回路を形成した。形成された微細回路の解像度を電子顕微鏡にて観察した。
Claims (35)
- 選択範囲内の高さプロファイル(Z軸方向)に位置する最高表面ピークの高さと表面平均の高さ(MHt)との高さ差として定義されるピーク高さ(Rp)が300nm以下である支持体フィルムと;上記支持体フィルム上のフォトレジスト層と含むことを特徴とするドライフィルムレジスト。
- 上記ピーク高さ(Rp)が100nm以下であることを特徴とする請求項1に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジスト層の厚さが10μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記支持体フィルムの厚さの範囲が約15〜50μmであることを特徴とする請求項1に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジスト層がポジティブフォトレジストからなることを特徴とする請求項1に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジスト層がアルカリ可溶性樹脂からなることを特徴とする請求項1に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記樹脂がノボラック樹脂であることを特徴とする請求項6に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジストがクレゾールノボラック樹脂からなることを特徴とする請求項6に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジスト層が、アルカリ可溶性樹脂、ジアジド系感光性化合物及び感度増進剤からなるポジティブ型フォトレジストであることを特徴とする請求項1に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジスト樹脂層が、上記アルカリ可溶性樹脂100重量部を基準に、30〜80重量部の上記ジアジド系感光性化合物及び3〜15重量部の上記感度増進剤を含むことを特徴とする請求項9に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記ジアジド系感光性化合物が、2,3,4,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−スルホン酸塩、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩、及び(1−[1−(4−ヒドロキシフェ二ル)−イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ二ル)エチル]ベンゼン)−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩から構成される群より選択された1種以上であることを特徴とする請求項9に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記クレゾールノボラック樹脂の重量平均分子量(GPC基準)が2,000〜30,000であることを特徴とする請求項8に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記クレゾールノボラック樹脂でメタ/パラクレゾールの含量が重量基準に4:6〜6:4であることを特徴とする請求項8に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記クレゾールノボラック樹脂は、(i)重量平均分子量(GPC基準)8,000〜30,000のクレゾールノボラック樹脂と(ii)重量平均分子量(GPC基準)2,000〜8,000のクレゾールノボラック樹脂が7:3〜9:1の割合で混合されている樹脂であることを特徴とする請求項8に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記感度増進剤は、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン,2,3,4,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン及び1−[1−(4−ヒドロキシフェ二ル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ二ル)エチル]ベンゼンから構成される群より選択された1種以上であることを特徴とする請求項9に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記支持体フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、エチレンビニルアセテート、エチレンビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン、エポキシ、又は、ポリエチレン、ポリプロピレン及び配向ポリプロピレンからなる群より選択されたポリオレフィンにより構成されることを特徴とする請求項1に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジスト層の上に保護層がさらに形成されることを特徴とする請求項1に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記保護層がポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート及びポリプロピレンから構成された群より選択されることを特徴とする請求項17に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記保護層の厚さが15〜30μmであることを特徴とする請求項17に記載のドライフィルムレジスト。
- 支持体フィルムと;上記支持体フィルム上に形成されたポジティブ型フォトレジスト層とを含んでなり、上記ポジティブ型フォトレジスト層が熱硬化性樹脂層を含むことを特徴とするドライフィルムレジスト。
- 上記支持体フィルムは、選択範囲内の高さプロファイル(Z軸方向)に位置する最高表面ピークの高さと表面平均の高さ(MHt)との高さ差として定義されるピーク高さ(Rp)が300nm以下であることを特徴とする請求項20に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記ピーク高さ(Rp)が100nm以下であることを特徴とする請求項21に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジスト層の厚さが10μm以下であることを特徴とする請求項20に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記支持体フィルムの厚さが約15〜50μmであることを特徴とする請求項20に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジスト層がアルカリ可溶性樹脂からなることを特徴とする請求項20に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記樹脂がノボラック樹脂であることを特徴とする請求項25に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジストがクレゾールノボラック樹脂からなることを特徴とする請求項26に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジスト層が、アルカリ可溶性樹脂、ジアジド系感光性化合物及び感度増進剤からなることを特徴とする請求項20に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記フォトレジスト樹脂層が、上記アルカリ可溶性樹脂100重量部を基準に、30〜80重量部の上記ジアジド系感光性化合物及び3〜15重量部の上記感度増進剤を含むことを特徴とする請求項28に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記ジアジド系感光性化合物が、2,3,4,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−スルホン酸塩、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩、及び(1−[1−(4−ヒドロキシフェ二ル)−イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ二ル)エチル]ベンゼン)−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩から構成される群より選択された1種以上であることを特徴とする請求項29に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記クレゾールノボラック樹脂の重量平均分子量(GPC基準)が2,000〜30,000であることを特徴とする請求項27に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記クレゾールノボラック樹脂でメタ/パラクレゾールの含量が、重量基準に4:6〜6:4であることを特徴とする請求項27に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記クレゾールノボラック樹脂は、(i)重量平均分子量(GPC基準)8,000〜30,000のクレゾールノボラック樹脂と(ii)重量平均分子量(GPC基準)2,000〜8,000のクレゾールノボラック樹脂が7:3〜9:1の割合で混合されている樹脂であることを特徴とする請求項27に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記感度増進剤は、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン,2,3,4,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン及び1−[1−(4−ヒドロキシフェ二ル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ二ル)エチル]ベンゼンから構成される群より選択された1種以上であることを特徴とする請求項28に記載のドライフィルムレジスト。
- 上記支持体フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、エチレンビニルアセテート、エチレンビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン、エポキシ、又は、ポリエチレン、ポリプロピレン及び配向ポリプロピレンからなる群より選択されたポリオレフィンにより構成されることを特徴とする請求項20に記載のドライフィルムレジスト。
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