[发明专利]光致抗蚀剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及光致抗蚀剂组合物(photoresist composition)，更详细地说，本发明涉及使用在如液晶显示装置电路或半导体集成电路那样的精细电路图案的制造中的光致抗蚀剂组合物，该光致抗蚀剂组合物的电路线宽的均匀性、分辨率、显影对比度、粘合性优异，特别是其感光速度、残膜率和耐热性优异。

背景技术

如液晶显示装置电路或半导体集成电路那样，精细的电路图案是在基板上形成的绝缘膜或导电性金属膜上涂布光致抗蚀剂组合物，进行固化、曝光、显影而形成目标形状的图案。使用形成了图案的光致抗蚀剂膜作为掩模对金属膜或绝缘膜进行蚀刻，然后除去残留的光致抗蚀剂膜，从而在基板上形成精细电路。这种液晶显示装置电路用光致抗蚀剂组合物根据曝光部分的溶解度变化来分类为负型和正型。

在实用方面，光致抗蚀剂组合物的重要特性包括：所形成的抗蚀剂膜的感光速度、耐热性、显影对比度、分辨率、与基板的粘合力、残膜率、电路线宽均匀性(CD Uniformity)及人身安全性等使用方便性。

所谓感光速度是因曝光而光致抗蚀剂的溶解度变化的速度。对于为了通过反复工序生成多重图案，需要进行多次曝露，或者如光通过一系列的透镜和滤光器(filter)的投影曝露技术(投射露出技法)那样，使用强度降低的光的光致抗蚀剂膜，感光速度特别重要。

特别是在薄膜晶体管液晶显示装置(以下称为TFT-LCD)的情况下，为了减少因基板大面积化(基板大面积化是薄膜晶体管液晶显示装置的特征)导致的生产线上的长曝光时间，必然要求提高感光速度。此外，感光速度和残膜率为反比关系，如果感光速度快，残膜率表现出减少的倾向。

显影对比度是指在因显影而曝露的部位上的薄膜损失量和未曝露部位上的薄膜损失量之比。通常，被覆了光致抗蚀剂膜的曝露基板持续显影至几乎完全溶解并除去暴露部位的被覆物，因此显影对比度可以在完全除去曝露后的被覆部位时通过在未曝露的部位上测定薄膜损失量而简单确定。

所谓光致抗蚀剂膜分辨率是指，根据使抗蚀剂膜曝露时使用的掩模(mask)的空间间隔，以使精细的多条电路线显示为高度锐利的图像的方式再生的抗蚀剂膜系统的能力。

对于各种工业上的用途，特别是在液晶显示装置或半导体电路的制造中，光致抗蚀剂膜需要能形成具有非常细的线和空间宽度(1μm以下)的图案程度的分辨率。

上述分辨率也与耐热性有关联，在以通过曝光和显影工序得到的图案形状为掩模进行的工序中，必须将所施加的热导致的图案线宽的变形最小化。

如果所得到的图案的耐热性较低，则附加工序中的热导致图案的流动增加，从而引起线宽的变形，因此可能引起分辨率的降低。

大部分的光致抗蚀剂组合物含有用于形成光致抗蚀剂膜的高分子树脂、光敏性化合物和溶剂。现有技术中进行了很多尝试以改善液晶显示装置电路用光致抗蚀剂组合物的感光速度、显影对比度、分辨率及人身安全性。

例如，下述专利文献1公开了使用两种酚醛碱溶性树脂的混合物和典型的光敏性化合物，下述专利文献2公开了将有机酸环状酸酐添加至酚醛树脂和二叠氮基萘醌(naphthoquinone diazide)光敏剂中以提高感光速度的方案，下述专利文献3公开了使用碱溶性树脂、二叠氮基邻醌(o-quinone diazide)光敏性化合物和作为溶剂的丙二醇烷基醚乙酸酯以提高感光速度并改善人身安全性的方案。

但是，仍然存在对感光速度、残膜率和耐热性优异且适合各工业工序的多种光致抗蚀剂组合物的需求，同时还需要不牺牲光致抗蚀剂组合物的如下优选特性中的任何一种特性：例如，显影对比度、分辨率、高分子树脂的溶解性、与基板的粘合力和电路线宽均匀性等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第3,666,473号

专利文献2：美国专利第4,115,128号

专利文献3：美国专利第4,550,069号

发明内容

本发明目的在于，考虑上述以往技术的问题，提供不仅具有现有的光致抗蚀剂组合物的基本物性，而且在光致抗蚀剂膜的感光速度、残膜率、耐热性方面上具有更优异物性的新组成的光致抗蚀剂组合物。

本发明的其他目的是提供利用上述本发明的光致抗蚀剂制造具有精细的电路图案的基板的方法。

本发明的其他目的是提供包括基板的电子器件，该基板具有上述由本发明得到的精细的电路图案。

为了实现上述目的，本发明提供一种光致抗蚀剂组合物，该光致抗蚀剂组合物含有：a)碱溶性树脂；b)光敏性化合物；c)胶体状无机物；和d)有机溶剂。