[发明专利]环境稳定的厚膜的化学放大抗蚀剂

说明书

描述了环境稳定的化学放大(CA)正性抗蚀剂组合物。这些抗蚀剂组合物是基于至少两种类型的聚合物平台的共混物。第一平台是低活化能，缩醛封端的聚羟基苯乙烯(PHS)基树脂；第二平台是含有高活化能酸不稳定基团的丙烯酸酯基树脂[如丙烯酸叔丁酯(t‑BA)]。抗蚀剂组合物还含有溶解在合适溶剂中的光酸产生剂(PAG)，碱猝灭剂，表面活性剂。还描述了这些抗蚀剂组合物在基底上形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法中的用途。

描述了环境稳定，化学放大(CA)正性抗蚀剂组合物。这些抗蚀剂组合物基于至少两种类型的聚合物平台(platform)的共混物。第一平台是低活化能，缩醛封端的聚羟基苯乙烯(PHS)基树脂；第二平台是含有高活化能酸不稳定基团的丙烯酸酯基树脂[如丙烯酸叔丁酯(t-BA)]。抗蚀剂组合物还含有溶解在合适溶剂中的光酸产生剂(PAG)，碱猝灭剂，表面活性剂。还描述了这些抗蚀剂组合物在用于在基底上形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法中的用途。

发明背景

光致抗蚀剂组合物用于制造小型化电子组件例如用于制造集成电路器件的微光刻工艺中。通常，在这些工艺中，将光致抗蚀剂组合物的涂膜施加到基底上，例如用于制造集成电路，电路板和平板显示器基板的硅晶片。然后烘烤涂覆的基底以蒸发光致抗蚀剂组合物中的任何溶剂并将涂层固定到基底上。然后对基底的烘烤的涂覆表面进行光化辐射成像曝光。

该光化辐射曝光在涂覆表面的暴露区域中引起化学转变。可见光，紫外(UV)光，极紫外(EUV)，电子束和X射线辐射能是目前在微光刻工艺中常用的辐射类型。在该成像曝光之后，用显影剂溶液处理涂覆的基底，以溶解和除去基底的涂覆表面的辐射曝露区域(对于正型光致抗蚀剂)或未曝露区域(对于负型光致抗蚀剂)。

在该显影操作之后，现在部分未受保护的基底可以用基底-蚀刻剂溶液，等离子体气体或反应离子处理，或者具有沉积于在显影期间光致抗蚀剂涂层被除去的基底空间中的金属或金属复合物。光致抗蚀剂涂层仍然保留的基底区域受到保护。之后，可以在剥离操作期间去除光致抗蚀剂涂层的保留区域，留下图案化的基底表面。在某些情况下，希望在显影步骤之后和蚀刻步骤之前对保留的光致抗蚀剂层进行热处理，以增加其与下面的基底的粘附性。

在例如晶片级封装，显示器，发光二极管应用或微机电系统的图案化结构的制造中，随着互连密度的增加，已经使用电互连的电化学沉积。例如，参见Gary Solomon,“Process integration of electroplated solder bumps for WLP”,Solid StateTechnology,http://electroiq.com/blog/2001/11/process-integration-of-electroplated-solder-bumps-for-wlp/,2001年11月1日。用于晶片级封装中的再分布的金凸块，铜或其他金属柱以及铜迹线需要之后可以电镀以形成先进互连技术中的最终金属结构光致抗蚀剂模板。与用于关键层的IC制造中的光致抗蚀剂相比，光致抗蚀剂层非常厚。特征尺寸和光致抗蚀剂厚度通常在2μm至100μm(微米)的范围内，使得必须在光致抗蚀剂中图案化高纵横比(光致抗蚀剂厚度比线尺寸)。

溶解在常规的旋转流延(casting)溶剂如PGMEA或PGME中的包含酚醛清漆聚合物和作为光活性化合物的醌-二叠氮化合物的正性光致刻蚀剂是本领域熟知的。酚醛清漆聚合物也可与醌二叠氮化物反应并与聚合物结合。已经发现，仅基于酚醛清漆/二叠氮化物的光致抗蚀剂不具有某些类型的工艺特别是非常厚的膜所需的光敏性或侧壁陡度。此外，经常观察到显影剂中的高暗膜损失，并且这种涂膜可能具有差的涂膜均匀性。