TWI300163B - Positive photoresist composition for manufacturing lcd and formation method of resist pattern - Google Patents

Positive photoresist composition for manufacturing lcd and formation method of resist pattern Download PDF

Info

Publication number
TWI300163B
TWI300163B TW093115547A TW93115547A TWI300163B TW I300163 B TWI300163 B TW I300163B TW 093115547 A TW093115547 A TW 093115547A TW 93115547 A TW93115547 A TW 93115547A TW I300163 B TWI300163 B TW I300163B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
photoresist
pattern
substrate
component
compound
Prior art date
Application number
TW093115547A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200508798A (en
Inventor
Ken Miyagi
Satoshi Niikura
Yasuhide Ohuchi
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Publication of TW200508798A publication Critical patent/TW200508798A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI300163B publication Critical patent/TWI300163B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08L61/06Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • C08L61/14Modified phenol-aldehyde condensates
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0045Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0048Photosensitive materials characterised by the solvents or agents facilitating spreading, e.g. tensio-active agents
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/0226Quinonediazides characterised by the non-macromolecular additives
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/023Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
    • G03F7/0233Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/023Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
    • G03F7/0233Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides
    • G03F7/0236Condensation products of carbonyl compounds and phenolic compounds, e.g. novolak resins
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • G03F7/0397Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Description

1300163 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明爲關於製造在一個基板上集成電路部分爲與顯 示部分同時形成之LCD用之正型光阻組成物及光阻圖型 之形成方法。 【先前技術】 迄今’於玻璃基板上形成液晶顯示部分之液晶顯示元 件(LCD)的製造中,由於較便宜,且可形成靈敏度,解像 性及形狀優良的光阻圖型,故常利用半導體元件製造中所 用之酚醛清漆樹脂-含萘醌二疊氮基之化合物系所構成的 正型光阻材料(例如,參照專利文獻1〜4 ;)。 上述之酚醛清漆樹脂-含萘醌二疊氮基化合物系所構 成之光阻’爲用以形成顯不器畫素部分之僅非常粗糖圖型 (3〜5μιη左右)的材料,爲適於§11丨射線(含§射線、11射線 、i射線全部之光線)曝光之材料。 現在,第二代之LCD已廣泛進行於1枚玻璃基板上, 將驅動器、DAC(數模轉換器)、圖像處理器、視頻控制器 、RAM等之集成電部部分爲與顯示部分同時形成,所謂 「LCD系統」之高機能LCD的技術開發(Semiconductor FPD World 2001.9,pp 50-67)。 此時,於基板上,除了顯示部分,加上亦形成集成電 路部分,故基板有再大型化的傾向。 於此LCD系統中,例如,顯示部分之圖型尺寸爲 -5- 1300163 (2) 2〜ΙΟμπι左右,相對地,集成電路部分爲以〇·5〜2·0μιη左 右微細之尺寸形成。因此,以可形成0.5〜2· Ομπι左右之微 細光阻圖型爲佳,期望比先前之LCD製造用光阻材料更 高解像度的光阻材料。 又,對於適合製造LCD系統之材料爲要求令微細圖 型和粗糙圖型可同時以良好形狀形成之能力(線性)提高、 高解像化、微細圖型之D OF特性的提高,對於離子注入 步驟之耐熱性提高。 又,於LCD系統之製造中,於光微影步驟中,因爲 預測i射線(3 65nm)的導入,故要求於該波長下之適於曝 光的i射線曝光用光阻材料。 又,靈敏度降低在液晶元件的製造領域中,造成致命 性的產量(每單位時間的處理數量)降低,故要求滿足上述 特性,並且不會產生靈敏度降低。 另一方面,適於i射線曝光和形成微細之光阻圖型的 高解像性光阻材料,已知爲半導體製造領域中所使用的正 型光阻組成物 但是,例如,於半導體元件之製造中,最大使用直徑 8吋(約200mm)〜12吋(約300mm)之圓盤型矽晶圓,相對地 ,於LCD之製造中,最小亦使用360mmx460mm左右的方 形玻璃基板。 如此,於LCD之製造領域中,塗佈光阻材料的基板 當然於材質和形狀方面爲不同,但於其大小方面,乃與半 導體元件製造中所用者大爲不同。 -6 - (3) 1300163 因此,於L C D系統製造用之光阻材料中’要求可對 廣闊的基板面全面形成形狀及尺寸安定性等特性良好的光 阻圖型。 [專利文獻1] 特開2000-1 12120號公報 [專利文獻2] 特開2000-131835號公報 [專利文獻3] 特開2000-181055號公報 [專利文獻4] 特開2001-75272號公報 如專利文獻1〜4中記載之先前的LCD用光阻爲如上述 般適於ghi射線曝光,又,適於形成粗糙圖型,但於利用 i射線曝光之單波長曝光的微影術,和形成2μιη以下之微 細光阻圖型上,具有靈敏度降低,解像性差等之難點。 又,半導體製造中所用之矽晶圓和LCD製造中所用 之玻璃基板爲如上述般,基板大小爲以玻璃基板者較大, 與矽晶圓不同的玻璃基板爲於其表面具有凹凸,且基板本 身的彎曲亦大。因此,於具有此類特徵之玻璃基板面全面 ,於原理上難以形成膜厚均勻的光阻被膜。其結果,若愈 爲微細的光阻圖型,則愈無法無視於光阻被膜之膜厚差所 造成之光阻圖型的尺寸變化率,發生半導體製造步驟中所 未產生的光阻圖型尺寸的偏差現象。 因此,爲了實現系統LCD的製造,除了適用i線曝 1300163 (4) 光’再加上期望實現微細的光阻圖型於廣闊的基板面上不 會發生尺寸偏差般形成的光阻材料。 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 本發明爲以提供可於廣闊的基板面全面,形成無尺寸 偏差之微細的光阻圖型之LCD系統製造用正型光阻組成 物爲其課題。 [解決課題之手段] 爲了解決前述課題,本發明之LCD用正型光阻組成 物爲於一個基板上令集成電.路部分爲與顯示部分同時形成 之LCD製造用正型光阻組成物,光阻被膜之B參數値爲 〇·1〜0.6爲其特徵。 又,本發明之光阻圖型之形成方法其特徵爲包含下列 步驟。 (1)將本發明之正型光阻組成物於基板上塗佈,形成 塗膜之步驟,(2)將形成上述塗膜之基板予以加熱處理(預 烘烤),於基板上形成光阻被膜之步驟,(3)對於上述光阻 被膜,使用形成2.0//m以下之光阻圖型用光罩圖型,和形 成超過2·0μιη之光阻圖型用光罩圖型兩者予以描繪之光罩 且進行選擇性曝光之步驟,(4)對於上述選擇性曝光後之 光阻被膜,施以加熱處理(後曝光烘烤)之步驟,(5)對於上 述熱處理後之光阻被膜,施以使用鹼水溶液的顯像處理, 且於上述基板上,令圖型尺寸2·0 μιη以下之集成電路用之 -8 - 1300163 (5) 光阻圖型、和超過2 · 0 // m之液晶顯示部分用之光阻圖型可 同時形成之步驟。 [發明之實施形態] 本發明之LCD用正型光阻組成物其特徵爲光阻被膜 之B參數値爲0.1〜0.6,較佳爲0.2〜0.4。 於本發明中,B參數値爲以下述數式(1)所規定之値 B = (- l/ d)xlnT〇〇 (1) [數式(1)中,T〇〇 :塗佈光阻組成物,進行紫外線照射且 感光劑完全分解後之光線穿透率/100,d :光阻被膜之膜 厚(μπι)] 〇 此Β參數値爲如下測定、算出。 1) 於附有防止反射膜之石英玻璃基板(2吋)上將光阻組成 物旋塗塗佈成1.5μιη。 2) 以烤爐(95°C,30分鐘)進行預烘烤令溶劑飛散。 3) 以膜厚測定器測定烘烤後之光阻膜厚。 4) 對於上述玻璃基板上之光阻被膜進行紫外線照射令感光 劑完全分解。此紫外線照射爲採用例如使用紫外線照射裝 置PLA-501F(Canon公司製),並以照度l〇mw/cm2下照射 30秒鐘紫外線之方法。 5)對於感光劑完全分解後之光阻被膜,使用分光光度 計(日立製C-2000)以測定波長區域:500〜250nm(燈切換 340nm)間測定,並求出以形成圖型之曝光光線,例如i射 -9- (6) 1300163 線(3 6 5 n m)下的穿透率。 6)根據上述數式算出參數B。 B參數的控制方法並無特別限制,其有效手段爲將^ 射線中具有吸收之染料於光阻組成物中配合的方法,且以 採用此方法爲佳。 經由令B參數値爲在特定之範圍,可減低光阻圖型之 尺寸變化,推測係根據如下之機制。 光阻圖型曝光時,除了照射光以外,亦存在於基板面 所反射的反射光。即,存在照射光(進行波)和反射光(反 射波)。此進行波與反射波並非各別被觀測,而爲兩者以 分成之駐波型式觀測。基板若爲無凹凸和彎曲之美麗的平 面,則反射波亦垂直基板面反射,且此駐波爲在曝光部全 面呈現均勻。但是,若基板具有凹凸和彎曲,則反射光爲 以各種角度反射,推測駐波爲呈不均勻。即,包含反射光 之曝光部所照射的照射量爲視情況而異,並且反射光亦進 入未曝光部。進入未曝光部的反射光爲被感光劑吸收且感 光劑分解並且令感光性樹脂組成物於鹼中可溶化。因此, 根據基板之凹凸,推測所形成之光阻圖型爲不均勻。 又,隨著光阻圖型之圖型大小(尺寸)的微細化’特別 若變成次微等級,則曝光時,來自頭道基板之Ti、A1、 Ta、Cr等之金屬膜的光反射令光阻圖型形狀惡化變得更 加顯著。還有,此類駐波之影響在增強化學性型正型光阻 之情況更加顯著。 B參數値爲顯示感光劑以外之成分所造成之光吸收尺 -10- 1300163 (7) 度値。 B參數値若爲0.1以上,例如於未曝光部所侵入之反 射光幾乎完全被光阻組成物中之感光劑以外的成分所吸收 ,且推測抑制感光劑的分解。因此,抑制基板之凹凸、彎 曲所造成之反射光紊亂的影響,且取得曝光部和未曝光部 之邊界清楚的短形圖型。經由令B參數値爲0 ·6以下則可 使得感光劑以外之成分的光吸收過度,防止因上方和下方 之光吸收量不同所造成的上方膜減薄,且防止圖型剖面變 成錐狀,不會發生低靈敏度化和形狀惡化之問題。 <組成物之說明> 本發明之LCD系統用正型光阻組成物爲含有產酸劑 (PAG)之所謂增強化學性型的光阻組成物,特別以含有(A) 鹼可溶性樹脂,(B)含非二苯酮系醌二疊氮基之化合物, 及(C)分子量1000以下之含有酚性羥基之化合物及(E)i射 線(365nm)吸收性染料溶解於(D)有機溶劑之溶液爲佳。 (A)成分爲鹼可溶性樹脂。 (A)成分並無特別限制,可由正型光阻組成物中通常 使用做爲形成被膜物質者中,任意選擇使用一種或二種以 上。 可列舉例如,酚類(苯酚、間-甲苯酚、對-甲苯酚、 二甲苯酚、三甲基苯酚等)、和醛類(甲醛、甲醛前體、丙 醛、2 -羥基苯甲醛、3 -羥基苯甲醛、4 -羥基苯甲醛等)和/ 或酮類(甲基乙基酮、丙酮等),於酸性觸媒存在下縮合所 -11 - 1300163 (8) 得之酚醛清漆樹脂。 羥基苯乙烯之單聚物、和羥基苯乙烯與其他苯乙烯系 單體之共聚物、羥基苯乙烯與丙烯酸或甲基丙烯酸或彼等 衍生物之共聚物等之羥基苯乙烯系樹脂。 丙烯酸或甲基丙烯酸與彼等衍生物之共聚物丙嫌酸或 甲基丙烯酸系樹脂等。 特別以含有間-甲苯酚、對-甲苯酚、3,4-二甲苯酣 及2,3,5 -三甲基苯酚中選出至少二種之酚類與含有甲醛 之醛類縮合反應所得之酚醛清漆樹脂爲適於調製高靈敏度 且解像性優良之光阻材料。 (A)成分可根據常法製造。 (A)成分以凝膠參透層析所得之換算成聚苯乙烯的質 量平均分子量(Mw)雖根據其種類而異,但由靈敏度和形 成圖型之觀點而言,爲以2000~100000、較佳爲 3000〜30000 。 <B成分> (B)成分爲含有非二苯酮系醌二疊氮基之化合物,以 非二苯酮系苯酚化合物與萘醌二疊氮基化合物之酯化物爲 佳。萘醌二疊氮基化合物以i,2-萘醌二疊氮基-4-磺酸化 合物和/或1,2-萘醌二疊氮基-5_磺酸化合物爲佳。 (B)成分若爲一般正型光阻組成物中,使用做爲感光 成分之含有非二苯酮系醌二疊氮基之化合物即可,並無特 別限制’可任意選擇使用一種或二種以上。 -12- 1300163 (9) 其中,特別以丨述一般式⑴
[式中’ Rl〜RS爲分別獨立表示氫原子、鹵原子、碳數1~6 個之院基、碳數1〜6個之烷氧基、或碳數3〜6個之環烷基; R1G、R11爲分別獨立表示氫原子或碳數個之烷基;R9 可爲氫原子或碳數1〜6個之院基,此時,Q1爲氫原子、碳 數1〜6個之烷基或下述化學式(π)所示之殘基
(式中,R12及R13爲分別獨立表示氫原子、鹵原子、碳數 1〜6個之烷基、碳數1~6個之烷氧基、或碳數3~6個之環烷 基;c爲表示1~3之整數),或者’ Q1可與R9之終端結合’ 此時,Q1爲表示R9及⑴與r9之間的碳子共同形成碳鏈 3〜6個之環烷基;a、b爲表示1~3之整數;d爲表示0〜3之 整數;a、b或d爲3時’分別不爲r3、r6、r8 ; n爲表示 〇〜3之整數]所示之苯酣化合物’和蔡驅一 K氣基礦酸化合 -13- 1300163 (10) 物之酯化物爲適於使用i射線的光微影術,或於低ΝΑ條 件下良好形成2.0 μιη以下之微細光阻圖型形狀之情況中爲 合適。即,高解像度方面爲佳,且於線性方面亦爲佳。 還有,Q1與R9、及Q1與R9之間之碳原子共同形成碳 鏈3〜6個之環烷基之情形中,Q1與R9爲結合,形成碳數 2~5個的伸烷基。 相當於一般式(I)的苯酚化合物可列舉三(4-羥苯基)甲 烷、雙(心羥基-3-甲基苯基)-2-羥苯基甲烷、雙(4-羥基-2 ,3,5-三甲基苯基)-2-羥苯基甲烷、雙(4-羥基-3, 5-二甲 基苯基)-4-羥苯基甲烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)-3-羥苯基甲烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)-2-羥苯基甲烷 、雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)·4_羥苯基甲烷、雙(4-羥 基-2,5-二甲基苯基)·3-羥苯基甲烷、雙(4_羥基·2,5-二 甲基苯基)-2 -羥苯基甲烷、雙(4 -羥基-3,5 -二甲基苯基)-3 ,4 -二經苯基甲院、雙(4 -經基-2,5 -二甲基苯基)-3,4 -二 羥苯基甲烷、雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)-2,4-二羥苯 基甲烷、雙(4-羥苯基)-3-甲氧基-4-羥苯基甲烷、雙(5-環 己基-4-羥基-2-甲基苯基)-4-羥苯基甲烷、雙環己基_4_ 羥基-2-甲基苯基)-3-羥苯基甲烷、雙環己基-4-羥基-2-甲基苯基)-2-羥苯基甲烷、雙環己基羥基-2_甲基苯 基)-3,4-二羥苯基甲烷等之三酚型化合物; 2’ 4-雙(3,5-二甲基-4-羥苄基)-5-羥基苯酚、2,6-雙(2,5-二甲基-4-羥苄基)-4-甲基苯酚等之線型三核體苯 酚化合物;1,1-雙[3-(2-羥基-5 -甲基苄基)-4-羥基-5-環 1300163 (11) 己基苯基]異丙烷、雙[2,5-二甲基-3-(4-羥基-5-甲基苄基 )-4-羥苯基]甲烷、雙[2,5-二甲基-3-(4-羥苄基)-4-羥苯基 ]甲烷、雙[3-(3,5-二甲基-4-羥苄基)-4-羥基-5-甲基苯基] 甲烷、雙[3-(3,5-二甲基-4-羥苄基)-4-羥基-5-乙基苯基] 甲烷、雙[3-(3,5-二乙基-4-羥苄基)-4-羥基-5-甲基苯基] 甲烷、雙[3-(3,5-二乙基-4-羥苄基)-4-羥基-5-乙基苯基] 甲烷、雙[2-羥基-3-(3,5-二甲基-4-羥苄基)-5-甲基苯基] 甲烷、雙[2-羥基-3-(2-羥基-5-甲基苄基)-5-甲基苯基]甲 烷、雙[4-羥基-3-(2-羥基-5-甲基苄基)-5-甲基苯基]甲烷 、雙[2,5-二甲基-3-(2-羥基-5-甲基苄基)-4-羥苯基]甲烷 等之線型四核體苯酚化合物,2,4-雙[2-羥基-3-(4-羥苄 基)-5-甲基苄基]-6-環己基苯酚、2,4-雙[4-羥基-3-(4-羥 苄基)-5-甲基苄基]-6-環己基苯酚、2,6-雙[2,5-二甲基-3-(2-羥基-5-甲基苄基)-4-羥苄基]-4-甲基苯酚等之線型五 核體苯酚化合物等之線型多酚化合物; 雙(2,3,4-三羥苯基)甲烷、雙(2,4-二羥苯基)甲烷 、2,3,4-三羥苯基-4、羥苯基甲烷、2-(2,3,4-三羥苯 基)-2-(2^ 3’,4’-三羥苯基)丙烷、2-(2,4-二羥苯基- 2-(2’,4’-二羥苯基)丙烷、2-(4-羥苯基)-2-(4’-羥苯基)丙烷 、2-(3-氟基-4-羥苯基)-2-(3’-氟基羥苯基)丙烷、2-(2 ,4-二羥苯基)-2-(4’-羥苯基)丙烷、2-(2,3,4-三羥苯基 )-2·(4’-羥苯基)丙烷、2-(2,3,4-三羥苯基)-2-(4’-羥基-3\,5’-二甲基苯基)丙烷等之雙酚型化合物;1-[1·(4-羥苯 基)異丙基]-4-[1,1-雙(4-羥苯基)乙基]苯、1-[1-(3-甲基- (12) 1300163 4-羥苯基)異丙基]-4-[1,1-雙(3-甲基-4-羥苯基)乙基]苯等 之多核分支型化合物;1,1·雙(4-羥苯基)環己烷等之縮合 型苯酚化合物等。 彼等可使用一種或組合使用二種以上。 其中,以三苯酚型化合物做爲主成分者就高靈敏度化 和解像性方面而言爲佳,特別以雙(5-環己基-4-羥基-2-甲 基苯基)-3,4-二羥苯基甲烷[以下簡寫爲(ΒΓ)]、雙(4-羥 基-2,3,5-三甲基苯基)-2-羥苯基甲烷[以下簡寫爲(B3’)] 爲佳。又,於調製解像性、靈敏度、耐熱性、DOF特性、 線性等光阻特性之全部平衡優良的光阻組成物之目的中, 令線型多酚化合物、雙酚型化合物、多核分支型化合物、 及縮合型苯酚化合物等與上述三苯酚型化合物倂用爲隹’ 特別若倂用雙酚型化合物中之雙(2,二羥苯基)甲烷[以 下簡稱爲(B 2’)],則可調整全部平衡優良的光阻組成物。 還有,以下,將前述(ΒΓ)、(B2f)、(B3’)之各個萘醌 二疊氮基酯化物簡寫爲(Bl)、(B2)、(B3)。 使用(Bl)、(B3)時,(B)成分中之配合量分別爲10質 量%以上,更且以1 5質量%以上爲佳。又,分別爲9 0質量 %以下,較佳爲85質量%以下。 又,全部使用(Bl)、(B2)、(B3)時’由效果方面而言 分別之配合量爲(B1)爲50~90質量%,較佳爲60-80質量% ,(B2)之配合量爲5~25質量%’較佳爲1〇〜15質量%,(B3) 之配合量爲5~25質量%,較佳爲1〇~15質量%。 令上述一般式(I)所示化合物之全部或一部分酚性羥 (13) 1300163 基予以萘醌二疊氮基磺酸酯化之方法,可依常法進行。 例如,萘醌二疊氮基磺醯氯與上述一般式(I)所示之 化合物縮合則可取得。 具體而言,例如令上述一般式(I)所示之化合物,與 萘醌-1,2-二疊氮基-4-(或5)-磺醯氯,於二哼烷、正甲基 吡咯烷酮、二甲基乙醯胺、四氫呋喃等之有機溶劑中以指 定量溶解,並於其中加入一種以上三乙胺、三乙醇胺、吡 啶、碳酸鹼、碳酸氫鹼等之鹼性觸媒且反應,將所得之產 物水洗、乾燥則可調製。 (B)成分爲如上述,除了此處例示之較佳的萘醌二疊 氮基酯化物以外,亦可使用其他的萘醌二疊氮基酯化物, 例如亦可使用沒食子酸烷酯等之苯酚化合物與萘醌二疊氮 基磺酸化合物的酯化反應產物等。 此等其他之萘醌一疊氮基酯化物之使用量爲(B)感光 性成分中,以8 0質量%以下,特別爲5 0質量%以下,就提 高本發明效果之觀點爲佳。 含有二苯酮系醌二疊氮基之化合物爲吸收較多量之i 射線,相對地,含有非二苯酮系醌二疊氮基之化合物爲i 射線吸收量較少’故含有二苯酮系醌二疊氮基之化合物做 爲感光性成分爲其主成分的正型光阻,對於i射線曝光, 易於高靈敏度下形成高解像性的光阻圖型。 光阻組成物中之(B)成分的配合量爲相對於(A)成分和 下述(C)成分之合計量以20〜70質量%,較佳爲25〜60質量% 1300163 (14) 經由令(B)成分的配合量爲上述下限値以上,則可取 得對圖型忠實的畫像,且提高轉印性。經由作成上述上限 値以下,則可防止靈敏度的惡化,且提高所形成光阻膜的 均質性,取得提高解像性的效果。 <(C)成分> (c)成分爲含有酚性羥基之化合物。經由使用此(c)成 分,則提高靈敏度效果優良,且即使於低N A(開口數: numerical aperture)條件之i射線曝光步驟中,亦可取得 高靈敏度,高解像度、適於製造LCD的材料,更佳爲取 得線性優良之適於LCD系統的材料。 (C)成分之分子量爲1000以下,較佳爲7〇〇以下,實質 上爲200以上,較佳爲300以上,就上述效果而言爲佳。 (C)成分爲提商靈敏度之材料,或增感劑,爲一般光 阻組成物中所使用之含有酚性羥基的化合物,較佳爲滿足 上述分子量之條件即可,並無特別限制,但以非二苯酮系 爲佳。此(C)成分可任意選擇使用〜種或二種以上。其中 ,亦以下述一般式(III)
(III) [式中’ r21~r爲分別獨立表示氫原子、鹵原子、碳數 -18- 1300163 (15) 1~6個之烷基、碳數1~6個之烷氧基、或碳數3〜6個之環烷 基;R3G、R31爲分別獨立表示氫原子或碳數1~6個之烷基 ;R29可爲氫原子或碳數1〜6個之烷基’此時,Q2爲表示氫 原子、碳數1〜6個之烷基或下述化學式(IV)所示之殘基 R32
(式中,R32及R33爲分別獨立表示氫原子、鹵原子,碳數 1〜6個之烷基、碳數1〜6個之烷氧基、或碳數3〜6個之環烷 基;g爲表示〇〜3之整數),或者,Q2可與R29之終端結合 ,此時,Q2爲與R29及、Q2與R29間之碳原子共同表示碳 鏈3〜6個之環院基;e、f爲表示1〜3之整數;h爲表示0〜3 之整數;e、f或h爲3時,分別不爲R23、r26、r28 ; m爲 表示0~3之整數]所示之化合物爲良好顯示上述之特性,故 爲佳。 具體而言’例如上述(B)成分中所例示之苯酚化合物 之萘醌二疊氮基醋化物中所用之苯酚化合物以外,以雙 (3 -甲基-4-羥苯基)·4-異丙苯基甲烷、雙(3 -甲基-4-羥苯基 )-苯基甲烷、雙(2-甲基-4-羥苯基苯基甲烷、雙(3-甲基-2-羥苯基)-苯基甲烷、雙(3,5·二甲基-4-羥苯基)-苯基甲 烷、雙(3-乙基-4-羥苯基)-苯基甲烷、雙甲基羥苯基 -19- 1300163 (16) )-苯基甲院、雙(2 -第三丁基·4,5 -二經苯基)-苯基甲院等 等之三苯基型化合物爲適於使用。其中亦以雙(2 -甲基_4_ 羥苯基苯基甲烷、1-[1-(4_羥苯基)-異丙基]-[[1,1-雙 (4 -經苯基)乙基]本爲佳。 (C) 成分的配合量由效果方面而言’相對於(A)成分以 10〜70質量%,較佳爲20〜60質量%之範圍。 <(D)成分> (D) 成分若爲光阻組成物中所用之一般的有機溶劑即 可,並無特別限制,可選擇使用一種或二種以上’但以含 有丙二醇單烷醚醋酸酯、及/或2-庚酮者爲塗佈性優良’ 且於大型玻璃基板上之光阻被膜的膜厚均勻性優良’故爲 佳。 還有,亦可使用丙二醇單烷醚醋酸酯和2 -庚酮兩者, 但多以分別單獨使用、或與其他有機溶劑混合使用’就利 用旋塗法等之塗佈時的膜厚均勻性方面而言爲佳。 丙二醇單烷醚醋酸酯爲於(D)成分中,含有50〜100質 量%爲佳。 丙二醇單院醚醋酸醋爲例如具有碳數1〜3個的直鏈或 分支鏈狀烷基,其中,以丙二醇單甲醚醋酸酯(以下’簡 寫爲PGMEA)因爲於大型玻璃基板上之光阻被膜的膜厚均 勻性非常優良,故爲特佳。 另一方面,2-庚酮並無特別限定,爲如上述般之(B) 萘醌二疊氮基酯化物,與非二苯酮系之感光性成分組合時 -20- 1300163 (17) 的適當溶劑。 2-庚酮若與:PGMEA相比較,則耐熱性優良,且具有 提供減低源渣發生之光阻組成物的特性’爲非常良好的溶 劑。 2-庚酮於單獨,或與其他有機溶劑混合使用時,於 (D)成分中,含有50〜100質量%爲佳。 又,於此些較佳之溶劑中,亦可混合其他溶劑供使用 。例如,若配合乳酸甲酯、乳酸乙酯等(較佳爲乳酸乙酯 之乳酸烷酯,則光阻被膜之膜厚均勻性優良,且可形成形 狀優良的光阻圖型,故爲佳。 將丙二醇單烷醚醋酸酯與乳酸烷酯混合使用時,相對 於丙二醇單烷醚醋酸酯配合質量比0.1~10倍量,較佳爲 1〜5倍量之乳酸烷酯爲佳。 又,亦可使用7 -丁內酯和丙二醇單丁醚等之有機溶 劑。 於使用r - 丁內酯之情形中,相對於丙二醇單烷醚醋 酸酯配合質量比0.01~1倍量,較佳爲0.05~0.5倍量之範圍 爲佳。 還有,其他可配合之有機溶劑具體而言可列舉例如下 列溶劑。 即,丙酮、甲基乙基酮、環己酮、甲基異成基酮等之 酮類;乙二醇、丙二醇、二甘醇、乙二醇單醋酸酯、丙二 醇單醋酸酯、二甘醇單醋酸酯、或彼等之單甲醚、單乙醚 、單丙醚、單丁醚或單苯醚等之多元醇類及其衍生物;二 -21 - 1300163 (18) 鸣烷等之環式醚類;及醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、 丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸 乙酯等之酯類等。 使用此些溶劑時,(D)成分中期望以50質量%以下。 <E成分> E成分爲控制B參數値之成分。b參數値之控制方法 雖無特別限制’但期望於光阻組成物中配合i射線 (3 6 5 n m)吸收性染料。 所謂i射線(3 65nm)吸收性染料爲一般對於i射線吸 收大的染料,若爲此類染料,則無特別限定可使用,例如 ,特開平9-292714號公報,特開2001-100406號公報所記 載之對於365 urn波長之光線具有吸收的化合物(染料),特 別爲對於365nm波長之光線的克吸光係數爲30〜200、特別 5 0〜100之化合物爲佳。 其中適於本發明用途之i射線吸收性染料可列舉例如 4,4’-雙(二烷胺基)二苯酮;下述一般式(V)所示之羥基二 苯酮類,下述一般式(VI)所示之具有羥基和胺基的二苯酮 (以下,合倂稱爲二苯酮系苯酚化合物);下述一般式(VII) 所示之4-苯基偶氮基-5-羥基吡唑類;羥苯基苯並三唑類 ;水楊酸衍生物;偶氮苯類;香豆素衍生物;上述之二苯 酮系苯酚化合物、4-苯基偶氮-5-羥基吡唑類、羥苯基苯 並三唑類、與1,2-萘醌二疊氮基磺酸化合物之酯化反應 產物等之染料;及,彼等之二種以上的組合。1,2 -萘醌 -22- 1300163 (19) 二疊氮基磺酸化合物可列舉1,2-萘醌二疊氮基-4-磺酸化 合物和/或1,2-萘醌二疊氮基-5-磺酸化合物。
HO
(式中之R41及R42爲羥基或低烷氧基,η爲1或2之整數,m 爲0或1~3之整數)
(〇H)p (VI)
(式中之R43及R44爲氫原子或低烷基,P爲1〜3之整數)
(VII) (式中之R45及R46爲氫原子、鹵原子、羥基、硝基、羧基 -23- 1300163 (20) 、經院基、氰基、低院基或低院氧基,R4 7爲芳基、低院 基或二烷胺苯基,R48爲氫原子或低烷基,R49爲羥基或胺 基)。 4 ’ 4’-雙(二烷胺基)二苯酮可例示例如4,4’_雙(二甲 胺基)二苯酮、4,4’ -雙(二乙胺基)二苯酮、4,4,-雙(二正 丙胺基)二苯酮、4,4f-雙(二異丙胺基)二苯酮、4,4丨_雙( 二丁胺基)二苯酮、4-二甲胺基二乙胺基二苯酮、4_ (N-甲基-N-乙胺基)-4’-(N-甲基-N-乙胺基)二苯酮、彼等之 二種以上的組合等。 其中以4,4’-雙(二甲胺基)二苯酮、4, 4’-雙(二乙胺 基)二苯酮爲佳。 上述一般式(V)所示之化合物可例示例如2,3,4_三 羥基二苯酮、2,4,4、三羥基二苯酮、2,4,5-三經基二 苯酮、2’ 4,6 -三經基二苯酮、2,2f,3,4 -四經基二苯 酮、2,3,4,4、四經基二苯酮、2,2’,4,41-四經基二 苯酮、2,2,,3,4,4’-五羥基二苯酮、2,3,,4,4,, 五羥基二苯酮、2,2’,3,4,4’-五羥基二苯酮、2,3,, 4,5,5’’ 6 -六經基二苯酮、2,3,3’,4,4’,5、六經基 二苯酮、2-羥基-4-甲氧基二苯酮、2,2’-二羥基甲氧基 二苯酮、2,2’-二羥基-4,4’二甲氧基二苯酮、彼等之二 種以上的組合等之羥基二苯酮類。 其中以2,4,5-三羥基二苯酮、2,3,4,4,-四經基 二苯酮、2,2,,4,4、四羥基二苯酮、2,2,,3,4,4,_ 五羥基二苯酮、2,3,3’,4,4’,5’-六羥基二苯酮、2, -24 - 1300163 (21) 2’-二羥基-4 ’ 4’-二甲氧基二苯酮於其吸光特性上之防眩 效果高,且靈敏度,曝光充裕度特性優良,故爲佳。其中 特別以2,2’,4,4、四羥基二苯酮爲佳。 上述一般式(VI)所示之化合物可例示例如4-胺基-2’-經基二苯酮、4 -胺基-4^經基二苯酮、4_二甲胺基-經基 二苯酮、4-二甲胺基-4’-羥基二苯酮、二乙胺基_2,_羥基 二苯酮、4-二乙胺基-4、羥基二苯酮、4-二甲胺基-2’,4’· 二經基二苯酮、4 -二乙胺基-21,4’ -二經基二苯酮、4 -胺 基- 2’,4’,6’ -三經基二苯酮、4-二甲胺基- 2,,4,,6'-三羥 基二苯酮、6-二甲胺基- 2’,4’,6^三羥基二苯酮、彼等之 二種以上的組合等。 其中以4_二甲胺基-2’-羥基二苯酮、4_二乙胺基-2’·羥 基二苯酮等之4-二院胺基-21-羥基二苯酮類、和4-二甲胺 基-2’,4’-二羥基二苯酮、4-二乙胺基-21,4、二羥基二苯 酮等之4_二烷胺-2’ ’ 4’-二羥基二苯酮類在其吸光特性上 之防眩效果高,且靈敏度、曝光充裕度特性優良故爲特佳 〇 上述一般式(VII)所示之化合物可例示例如5-胺基-1-苯基-4-苯基偶氮吡唑、5-胺基-3-甲基-1-苯基苯基偶氮 吡唑、5-胺基-3-甲基-1-苯基-4-(4-羥苯基偶氮基)吡唑、 5-胺基-3-甲基-1-苯基-4-(2-羥苯基偶氮基)D[i唑、5-胺基_ 3- 甲基-1-苯基-4-(4-羧苯基偶氮基)Dtt唑、5-胺基-3-甲基_ 1-苯基-4-(3-羧苯基偶氮基)D(±唑、5-胺基-3_甲基-1-苯基- 4- (4 ·羥乙苯基偶氮基)吡唑、5-胺基-1-乙基-3-甲基-4-(4- 1300163 (22) 硝苯基偶氮基)批唑、5-胺基-3-甲基-1-苯基-4-(4-羥基-2-硝苯基偶氮基)吼唑、5-胺基-3-甲基-1-苯基-4-(4-氯基-2-甲基苯基偶氮基)批唑、5-胺基-3-甲基-1-苯基-4-(4-氰苯 基偶氮基)吡唑、5-胺基-3-甲基-1-苯基-4-(4-乙氧苯基偶 氮基)哦唑、5-胺基-3·二甲胺苯基苯基偶氮基吡唑、彼 等之二種以上之組合等之4-苯基偶氮基-5 ·胺基吡唑類; 例如1-苯基-4-苯基偶氮基-5-羥基吡唑、3-甲基-1-苯 基-4-苯基偶氮基-5-羥基吡唑、1-苯基-4-(2,5·二氯苯基 偶氮基-5-羥基吡唑、1-乙基-3-甲基-4-(4-氯基-2-甲基苯 基偶氮基)-5-羥基吡唑、3-甲基對-甲苯基-4-(3-硝苯基 偶氮基)-5-羥基吡唑、3-甲基-1-對-甲苯基-4-(4-羥乙苯基 偶氮基)-5-羥基吡唑、3-甲基-1-對-甲苯基-4-(2-甲氧基-4-硝苯基偶氮基)-5-羥基吡唑、3-乙基-1-苯基-4-(4-甲氧基 )-2-硝苯基偶氮基)-5-羥基吡唑、3-甲基-1-苯基-4-(4-氯 基-2-硝苯基偶氮基)-5-羥基吡唑、1-對-二甲胺苯基-3-甲 基-4-苯基偶氮基-5-羥基吡唑、1-對-二甲胺苯基-3-甲基- 4- (4-甲基-2-氯苯基偶氮基)-5-羥基吡唑、1-對-二甲胺苯 基-3-甲基-4-(4-甲基-2-硝苯基偶氮基)-5-羥基吡唑、1-苯 基-4-(4-甲氧苯基偶氮基)-5-羥基吡唑、C.I·溶劑黃16、 C.I.溶劑黃21、彼等之二種以上之組合等之4-苯基偶氮基- 5- 羥基吡唑類等。 其中,以5-胺基-3-甲基-1-苯基-4-(4-羥苯基偶氮基) 吡唑爲佳。 羥苯基苯並三唑類可例示例如2-(2羥基- 5’-甲基苯基 1300163 (23) )苯並三唑、2-(2,-羥基-3’,5,-二-第三丁基苯基)苯並三唑 、2·(2,·羥基-3,-第三丁基-5,-甲基苯基)-5-氯基苯並三唑 等。 水楊酸衍生物可例示例如水楊酸苯酯、對第三丁基水 楊酸苯酯、對-辛基水楊酸苯酯等。 偶氮苯類可例示對-羥基偶氮苯、4-羥基-甲基苯基偶 氮伸苯基偶氮苯等。 香豆素衍生物可例示Cay alight B(製品名、日本化藥( 股)製)等。 上述染料中,二苯酮系苯酚化合物、與1,2-萘醌二 疊氮基-4-磺酸化合物和/或1,2-萘醌二疊氮基-5-磺酸化 合物之酯化反應產物爲昇華性低的化合物,故於光阻膜形 成時不會污染處理室內,且爲佳。 (E)成分之配合量由效果方面而言,相對於光阻固形 成分以〇.1~5質量%,較佳爲0.5〜2質量%之範圍。此處所 謂之光阻固形成分,爲指(A)〜(C)成分、(E)成分及視需要 所使用之其他成分。 於本發明中,若使用含有非二苯酮系醌二疊氮基之化 合物做爲(B)成分,且使用i射線吸收性染料做爲(E)成分 ,則即使曝光部之(E)成分吸收i射線,亦不會令多量含 有的(B)成分吸收i射線,故可形成高靈敏度且高解像性 的光阻圖型,另一方面,即使基板之凹凸等之非曝光部進 入反射光,亦可經由(E)成分而被吸收,可有效抑制非曝 光部的鹼可溶化。即,爲了抑制非曝光部之感光性成分感 -27- 1300163 (24) 光現象所使用的(E)成分,對於曝光部所造成之不良影響 可在使用含有非二苯酮系醌二疊氮基之化合物做爲(…成 分下而發揮有效地抑制效果。 <光阻組成物之調製方法> 本發明之正型光阻組成物較佳爲令(A)成分、(B)成分 、(C)成分、(E)成分及視需要之其他成分於(D)有機溶劑 中溶解,且視需要進行過濾則可調製。 還有,(D)成分之使用量爲較佳令(A)~(C)、(E)成分及 視需要使用之其他成分(將其稱爲「全固形成分」)溶解, 且可取得均勻之正型光阻組成物般適當調整。較佳之全固 形成分濃度爲使用10〜40質量%,較佳爲20〜30質量%。 如此處理所調製之光阻組成物,期望令該光阻組成物 中所含之固形成分的質量平均分子量(Mw)爲5000~30000 、特別爲60 00 ~ 10000之範圍般調整。經由如此處理,則具 有高耐熱性、高解像性,且焦點深點幅度特性(DOF特性) 優良。 經由令該光阻組成物之固形成分的Mw爲上述之範圍 ,則不會使得靈敏度降低,且可達成高耐熱性,高解像性 ,並且取得線性及DOF特性優良的正型光阻組成物。 該光阻組成物之固形成分的Mw若小於上述範圍,則 耐熱性、解像性、線性、及D〇F特性不夠充分,若超過 上述範圍則靈敏度的降低顯著,恐損害光阻組成物的塗佈 性。 -28- 1300163 (25) 此類光阻組成物中所含之固形成分之Mw的調整方法 可列舉例如下列之方法。 調整方法1 :令全部成分混合後之Mw爲上述範圍般 ,於混合前對於(A)成分進行分級操作等,將(A)成分之 Mw預先調整至適當範圍的方法。 調整方法2 :準備數個Mw不同的(A)成分,且適當配 合,將該固形成分之Mw調整至上述範圍之方法。 調整方法並非選擇特別手段,特別若使用上述的調整 方法2,則就光阻分子量之調整,及靈敏度調整容易而言 爲佳。 還有,光阻分子量可根據以下之測定而予以特定。 裝置名:SYSTEM11(製品名、昭和電工公司製) Precolumm: KF-G(製品名、Shodex 公司製) 柱:KF-805、KF-803、KF-802(製品名:Shodex 公司 製) 檢測器:UV41(製品名、Shodex公司製),以280nm 測定。 溶劑等:以流量1.0毫升/分鐘流過四氫呋喃,且於35 °C中測定。 測定試料調製方法:將欲測定之光阻組成物,調整成 固形成分濃度爲30質量%,並以四氫呋喃稀釋,作成固形 成分濃度爲0 · 1質量%的測定試料。 將該測定試料之20微升打入上述裝置進行測定。 -29- 1300163 (26) <光阻圖型之形成方法> 以下,示出本發明之光阻圖型之適當的形成方法一例 〇 首先,將上述本發明之正型光阻組成物,以旋塗器於 基板上塗佈形成塗膜。基板以玻璃基板爲佳。玻璃基板通 常爲使用非晶質矽石,但於LCD系統之領域中,以形成 低溫多矽層之玻璃基板等爲佳。此玻璃基板爲了令本發明 之正型光阻組成物於低NA條件下之解像性優良,故可使 用500mmx600mm以上,特別爲550mmx650mm以上之大型 基板。. 其次,將此形成塗膜之玻璃基板例如以100〜14(TC加 熱處理(預烘烤)除去殘存溶劑,形成光阻被膜。預烘烤方 法爲於熱板與基板之間進行具有間隙的鄰近烘烤爲佳。 更且,對於上述光阻膜,使用指出光罩圖型之光罩進 行選擇性曝光。 光源以使用形成微細圖型之i射線(3 6 5nm)爲佳。又 ,此曝光所採用的曝光過程爲NA爲0.3以下,較佳爲0.2 以下,更佳爲0.15以下之低NA條件的曝光過程爲佳。 其次,對於選擇性曝光後之光阻被膜,施行加熱處理 (後曝光烘烤:PEB)。PEB方法可列舉於熱板與基板之間 具有間隙的鄰近烘烤,不具有間隙的直接烘烤。爲了不會 發生基板彎曲,且以PEB取得擴散效果,乃於進行鄰近 烘烤後,進行直接烘烤之方法爲佳。還有,加熱溫度爲 90〜150°C,特別以1〇〇〜140°C爲佳。 1300163 (27) 對於上述PEB後之光阻被膜,若施以使用顯像 '液’ 例如1〜1 〇質量%氫氧化四甲基銨水溶液般之鹼水溶液的顯 像處理,則曝光部分被溶解除去,於基板上同時形成集成 電路用之光阻圖型和液晶顯示部分用之光阻圖型。 更且,將光阻圖型表面殘留的顯像液以純水等之洗滌 液予以洗掉,則可形成光阻圖型。 於此光阻圖型之形成方法中,於製造LCD系統之情 形中,於進行上述選擇性曝光之步驟中,使用指出形成 2.0μιη以下之光阻圖型用之光罩圖型,和形成超過2·0μιη 之光阻圖型用光罩圖型兩者之光罩做爲光罩爲佳。 本發明之LCD用正型光阻組成物爲解像性優良,故 可取得令光罩圖型之微細圖型忠實再現的光阻圖型。因此 ,於同時形成上述光阻圖型之步驟中,可於上述基板上, 同時形成圖型尺寸2. Ομιη之集成電路用之光阻圖型,和超 過2.Ομιη之液晶顯示部分用之光阻圖型。 【實施方式】 [實施例] 以下,使用實施例,更加詳細說明本發明。 (1)線性評價: 將正型光阻組成物使用大型基板用光阻塗旋裝置(裝 置名:TR36000東京應化工業(股)製),於形成Ti膜之玻 璃基板(550mmx650mm)上塗佈後,令熱板溫度爲l〇〇°C, 且以約1 m m間隔之鄰近烘烤進行9 0秒鐘之第1回乾燥,其 -31 - 1300163 (28) 次令熱板之溫度爲90°C,以〇.5mm間隔之鄰近烘烤施以90 秒鐘之第2回乾燥,形成膜厚1·48μηι的光阻被膜。 其次,透過同時描出令3·0μηι線/空間(L&S)及1·5μιη L&S之光阻圖型再現之光罩圖型的 Testchart光罩 (Reticule),使用i射線曝光裝置(裝置名:FX - 7 0 2 J, Nikkon公司製;ΝΑ = 0·14),並以可忠實再現1.5μπι L&S 之曝光量(Εορ曝光量)進行選擇性曝光。 其次,令熱板溫度爲120°C,以0.5mm之間隔,經由 鄰近烘烤,施以30秒鐘的加熱處理,其次以相同溫度且無 間隔的直接烘烤施以60秒鐘的加熱處理。 其次,於23°(:,使用具有將2.38質量%丁^^11水溶液( 製品名:NMD-3、東京應化工業公司製)予以狹縫塗層管 嘴的顯像裝置(裝置名:TD-3 9000型機,東京應化工業公 司製),且如圖1所示般由基板端部X經過Y至Z,歷10秒 鐘溢液,保持5 5秒鐘後,水洗3 0秒鐘,旋轉乾燥。 其後,以SEM(掃描型電子顯微鏡)照片觀察所得光阻 圖型的剖面形狀,且評價3·0μιη L&S的光阻圖型再現性。 尺寸變化率爲±10%以下者以Α表示,超10%〜15%以下者 以B表示,超過15 %以C表示。 (2)靈敏度評價: 靈敏度評價之指標爲以可忠實再現1.5 μιη L&S光阻圖 型之曝光量(Εορ曝光量)表示。(mJ/cm2)。 1300163 (29) (3) DOF特性評價: 於上述Εορ曝光量中,將焦點適當地上下移動,於 1·5μιη L&S爲±10%尺寸變化率之範圍內所得之焦點深度 範圍以μπα單位求出。 (4) 解像性評價: 求出上述Εορ曝光量中的界限解像度。 (5) 尺寸偏差評價: 計測圖1中之a〜i點(9點)所形成之15μιη L&S之光阻 圖型尺寸,將光阻圖型之尺寸爲1.5 μπι ±10%以下之數爲8 點以上者以Α表示,5〜7點者以Β表示,4點以下者以C 表示。 (實施例1〜5、比較例1〜3) 以下述表1記載之配合量使用下述(A)〜(C)、及(E)成 分,並且相對於彼等之合計質量使用相當於45 Oppm份量 之界面活性劑(製品名「Megafac R-08」;大日本油墨化 學工業(股)製),並將其溶解於下述表1記載之(D)成分且調 整至26質量%濃度(固形成分濃度)’再使用孔徑0·2μιη之 膜濾器過濾,調製正型光阻組成物。 所得光阻之分子量及Β參數示於表1。 -33- 1300163 (30) B參數 0.247 0.301 0.277 0.556 0.409 00 〇 C 〇\ 〇 〇 0.920 光阻分 子量 5500 同上 i 同上 同上 同上 同上 同上1 同上 有機 溶劑 rH 1 Q 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 染料 (配合量) E-1 (相對於(A)〜(C) 合計之1%) E-2 0.3% • m W ο E-4 5% 莲 1 E-1 0.05% E-1 6% (C)成分 (配合量) C-1 (25g) ί 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 (B)成分 (配合量) Β:1/Β:2 (質量比3/1) _(35g)_ 同上 同上 同上 同上 同上 同上. 同上 (A)成分 (配合量) A- 1 (lOOg) 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 rH (N 寸 vn rH (N m
-34 - 1300163 (31) 方令表1中, 使用間·甲苯酚/3,C二甲苯酚=8/2(莫耳比)之混合 一 耳’甲醒0·82莫耳依常法所合成之Mw = i〇〇〇〇的酚 醛清漆樹脂 B-1·雙(5-環己基_4-羥基·2_甲基苯基卜3,4-二羥苯基甲 k (B 1 ) 1吴耳與i,2 ·萘醌二疊氮基· 5 _磺醯氯[以下,簡寫 爲(5-NQD)]2莫耳的酯化反應產物
B-2·雙(4·羥基-2,3,三甲基苯基)·2·羥苯基甲烷 (B3f)l莫耳與5-NQD2莫耳的酯化反應產物 C-1:雙(2·甲基羥苯基)-苯基甲烷 D-l . PGMEA E·1 : 2,2’,4,4’-四羥基二苯酮 E-2 : 4,4’-雙(二乙胺基)二苯酮 E-3 : Cay alight B (製品名:日本化藥(股)製)
E-4: 2,3,4,4’-四羥基二苯酮1莫耳與5-NQD 2.34莫耳 的酯化反應產物。 進行此些光阻組成物的評價。其結果示於表2。 表2
線性 靈敏度(mJ) DOF(Mm) 解像性(μιη) 尺寸偏差 實 施 例 1 A 50 15 1.2 A 2 A 52 15 1.2 A 3 A 50 15 1.2 A 4 A 40 15 1.2 **" A 5 A 55 15 1.2 A 比 較 例 1 A 47 15 1.2 C 2 A 47 15 1.2 C 3 A 85 9 1.3 ----- B -35- 1300163 (32) 如表2所闡明般,b參數値爲未滿0.1的比較例1、2中 ,光阻圖型的尺寸偏差大,且B參數超過〇·6的比較例3中 靈敏度爲顯著變差,且發生光阻圖型的膜減薄,並且圖型 剖面變成錐狀的傾向強,故D Ο F特性差。相對地,本發 明之實施例1〜5均爲線性優良,即使爲微細的光阻圖型, 亦可知靈敏度、解像性優良,且D Ο F特性優良,並且尺 寸的偏差亦少。 [發明之效果] 如以上所說明般,若根據本發明,則可提供於廣闊的 基板面全面,可形成無尺寸偏差之微細的光阻圖型的製造 LCD用正型光阻組成物。 【圖式簡單說明】 [圖1 ]說明爲了評價低N A條件下的線性’乃將正型光 阻組成物於玻璃基板上塗佈,且烘烤乾燥’將圖型曝光後 ,以具有狹縫塗層器的顯像裝置將顯像液由基板端部X 至Z中裝滿液體的情況,及示出尺寸偏差評價的尺寸測定 點之圖。 -36-

Claims (1)

  1. (1) 1300163 拾、申請專利範圍 1· 一種製造於一個基板上集成電路部分爲與顯示部分 同時形成之LCD用正型光阻組成物,其特徵爲含有(A)鹼 可溶性樹脂、相對於(A)成分及下述(C)成分的合計爲 2 0〜7 0質量%之(B)含有非二苯酮系醌二疊氮基之化合物、 相對於(A)成分爲1〇〜70質量%之(〇分子量1000以下之含有 酚性羥基之化合物、及相對於固形成分爲0.1〜5質量%之 (E) i射線吸收性染料。 2 ·如申請專利範圍第1項之組成物,其中i射線吸收 性染料爲二苯酮系苯酚化合物與1,2-萘醌二疊氮基磺酸 化合物的酯化反應產物。 3·—種光阻圖型之形成方法,其特徵爲包含(1)如申請 專利範圍第1或2項之正型光阻組成物於基板上塗佈,形成 塗膜之步驟,(2)將形成上述塗膜之基板予以加熱處理(預 烘烤),於基板上形成光阻被膜之步驟,(3)對於上述光阻 被膜,使用描繪形成2.0 μπι以下之光阻圖型用光罩圖型、 和形成超過2.0 μηι之光阻圖型用光罩圖型兩者之光罩且進 行選擇性曝光之步驟,(4)對於上述選擇性曝光後之光阻 被膜,施以加熱處理(後曝光烘烤)之步驟,(5)對於上述熱 處理後之光阻被膜,施以使用鹼水溶液的顯像處理,且於 上述基板上,令圖型尺寸2. Ομιη以下之集成電路用之光阻 圖型,和超過2.0 μιη之液晶顯示部分用之光阻圖型同時形 成之步驟。 4.如申請專利範圍第3項之光阻圖型之形成方法,其 -37- 1300163 (2) 中進行上述(3)選擇性曝光之步驟爲於光源使用i射線,且 於NA爲0.3以下之低NA條件下之曝光過程進行。 i
    攀 -38- 1300163 柒、(一)、本案指定代表圖為:第1圖 (二)、本代表圖之元件代表符號簡單說明: a〜i :光阻圖型尺 X〜z : 基板端咅 捌、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學 式:
TW093115547A 2003-06-04 2004-05-31 Positive photoresist composition for manufacturing lcd and formation method of resist pattern TWI300163B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003159619A JP4121900B2 (ja) 2003-06-04 2003-06-04 Lcd製造用ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターンの形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200508798A TW200508798A (en) 2005-03-01
TWI300163B true TWI300163B (en) 2008-08-21

Family

ID=34052633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW093115547A TWI300163B (en) 2003-06-04 2004-05-31 Positive photoresist composition for manufacturing lcd and formation method of resist pattern

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4121900B2 (zh)
KR (1) KR20040104916A (zh)
TW (1) TWI300163B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005010487A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd レジストパターン形成方法
WO2015045426A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Toyo Gosei Co., Ltd. Compounders for Enhancing Generation of Chemical Species

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040104916A (ko) 2004-12-13
TW200508798A (en) 2005-03-01
JP2004361636A (ja) 2004-12-24
JP4121900B2 (ja) 2008-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0185994B1 (ko) 양성 포토레지스트 조성물
JPH03155554A (ja) 放射線感応性樹脂組成物
KR100558121B1 (ko) 액정 표시 소자 제조용 포지티브형 포토레지스트 조성물및 레지스트 패턴의 형성 방법
US6391513B1 (en) Positively photosensitive resin composition
TWI304918B (en) Positive photoresist composition for manufacturing lcd and method for forming resist pattern
JP2005221515A (ja) システムlcd製造用ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターンの形成方法
JP3192548B2 (ja) ポジ型ホトレジスト組成物
TWI300163B (en) Positive photoresist composition for manufacturing lcd and formation method of resist pattern
US6869742B2 (en) Positive photoresist composition
JP4364596B2 (ja) ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターンの形成方法
TWI254191B (en) Resist pattern formation method
JP4071611B2 (ja) Lcd製造用ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターンの形成方法
KR100572185B1 (ko) Lcd 제조용 포지티브형 포토레지스트 조성물 및레지스트 패턴 형성방법
KR100606631B1 (ko) 포지티브형 포토레지스트 조성물 및 레지스트 패턴의 형성방법
TWI249086B (en) Positive photoresist composition for manufacturing substrate provided with integrated circuits and liquid crystal on one substrate and formation method of resist pattern
TWI285789B (en) Positive photoresist composition for manufacturing system LCD, manufacturing method for the positive photoresist and formation method of resist pattern
KR100685198B1 (ko) 시스템 lcd 제조용 포지티브형 포토레지스트 조성물 및레지스트 패턴 형성방법
KR100642960B1 (ko) 시스템 lcd 제조용 포지티브형 포토레지스트 조성물 및레지스트 패턴 형성방법
JP2005010486A (ja) レジストパターン形成方法
JP2003233174A (ja) ポジ型ホトレジスト組成物及び液晶表示素子製造用レジストパターンの形成方法
JP2004077999A (ja) 1つの基板上に集積回路と液晶ディスプレイ部分が形成されたlcd製造用ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターンの形成方法
JP2005010753A (ja) システムlcd製造用ポジ型ホトレジスト組成物及びレジストパターン形成方法
JP2004145207A (ja) Lcd製造用ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターンの形成方法
JP2004045707A (ja) ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターンの形成方法
JP2004341431A (ja) ポジ型レジスト組成物およびレジストパターンの形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees