[发明专利]负性光致抗蚀剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及光敏性负性光致抗蚀剂组合物，其包含碱溶性树脂、 光引发剂和光致聚合单体，该碱溶性树脂包含至少一个衍生自羟基苯 乙烯单体的酚基，该光致聚合单体包含两个或更多个(甲基)丙烯酸 酯基团。优选地，光致抗蚀剂薄膜具有大于5μm(微米)的厚度。本 发明进一步提供本发明光敏性组合物的涂覆和成像方法。

背景技术

光致抗蚀剂组合物用于缩微平版印刷方法中，这些方法例如在计 算机芯片和集成电路的制造中用于制造小型化电子元件。通常，在这 些方法中，首先将光致抗蚀剂组合物的薄膜施涂于基质材料上，例如 用于制造集成电路的硅晶片上。然后烘烤该已涂覆的基材以蒸发该光 致抗蚀剂组合物中的任何溶剂并将该涂层固定到该基材上。让该基材 的被烘烤的涂覆表面接下来经历暴露在辐射下的成像曝光。

这种辐射曝光导致这涂覆表面的曝光区域发生化学转变。可见光、 紫外(UV)光、电子束和X射线辐射能量是缩微平版印刷方法中常用 的辐射类型。当负作用光致抗蚀剂组合物在辐射下成像曝光时，该抗 蚀剂组合物的暴露在辐射下的区域变得更不溶于显影剂溶液，而该光 致抗蚀剂涂层的未曝光区域保持较可溶于此种溶液。因此，用显影剂 对曝光过的负作用抗蚀剂的处理引起光致抗蚀剂涂层的未曝光区域被 除去并在该涂层中产生负像，从而露出其上形成了光致抗蚀剂组合物 的底层基材表面的所需部分。

在光致抗蚀剂薄膜的显影之后，可以用基材蚀刻剂溶液、等离子 气体处理此时部分未受保护的基材，或让金属或金属复合材料沉积在 基材的其中在显影期间除去了光致抗蚀剂涂层的空间中。该基材的仍 保留光致抗蚀剂涂层的区域受到保护。稍后，可以在剥离操作期间除 去该光致抗蚀剂涂层的保留区域，留下图案化的基材表面。

在图案化结构，例如晶片级包装的制造中，随着互连件的密度增 加，已经使用电气互连件的电化学沉积。在晶片级包装中用于再分布 的金块、铜杆和铜线需要抗蚀剂模具，该抗蚀剂模具稍后被电镀以在 高级互连件技术中形成最终金属结构。该光致抗蚀剂层与用于临界层 的集成电路制造中的光致抗蚀剂相比非常厚。零件尺寸和光致抗蚀剂 厚度都通常在5μm-100μm的范围内，以致高的纵横比(抗蚀剂厚度 比线尺寸)必须在光致抗蚀剂中构图。

制造用作微电机机器的装置也需要非常厚的光致抗蚀剂膜以界定 该机器的组件。

本发明的目的是提供可用于使厚光致抗蚀剂膜(优选厚至200μ m)成像的负性光致抗蚀剂，其提供良好的平版印刷性能、尤其是光敏 性、高的纵横比、垂直侧壁、在金属和硅基材上的改进粘附、与电镀 溶液和工艺的相容性、降低的光致抗蚀剂膜破裂、在加工之后光致抗 蚀剂膜的容易和清洁除去和改进的环境稳定性。本发明申请人已经发 现，包含碱溶性树脂(其中该聚合物包含至少一个衍生自羟基苯乙烯 单体的酚基)、至少一种光引发剂和至少一种包含2个或更多(甲基) 丙烯酸酯基的光致聚合单体的光致抗蚀剂当成像时提供所需的平版印 刷性能，尤其是对于至多200μm的厚膜。

概要

本发明涉及负性光致抗蚀剂组合物，其包含a)至少一种碱溶性 聚合物，其中该聚合物包含至少一个结构单元(I)，

其中R′独立地选自氢、(C₁-C₄)烷基、氯和溴，m是1-4的整数； b)至少一种结构(II)的单体，

其中W是多价连接基，R₁-R₆独立地选自氢、羟基、(C₁-C₂₀)烷基 和氯，X₁和X₂独立地是氧或N-R₇，其中R₇是氢或(C₁-C₂₀)烷基，n是 等于或大于1的整数，和c)至少一种光引发剂。本发明还涉及负性 光致抗蚀剂组合物的成像方法。本发明进一步涉及上述组合物作为负 性光致抗蚀剂和在基材上形成负性光致抗蚀剂层的用途。

发明内容