[发明专利]光刻胶正胶组合物

说明书

本发明涉及光刻胶正胶组合物，它含有一种碱溶性酚醛清漆树脂和一种辐射敏感性醌重氮化合物，并且适用于半导体集成电路的精细处理。

半导体集成电路的精细处理通常通过使用光刻胶组合物的光刻方法进行的。在光刻胶组合物中，在许多情况下使用正胶，因为它们具有较好的分辨率。光刻胶正胶组合物通常包括一种碱溶性组分和一种辐射敏感性组分。具体地说，它们包括一种作为碱溶性组分的酚醛清漆树脂和一种作为辐射敏感性组分的醌重氮化合物。这种酚醛清漆—醌重氮型正胶利用了这样一种原理，即碱溶性的醌重氮化合物通过辐射作用分解，产生羧基，从而使其成为碱溶性的。

近年来，集成电路趋向于更加精细化和高度集成化，需要在亚微米级进行图形形成。因而需要具有较高分辨率的光刻胶正胶组合物。为得到更精细的图形，在某些领域也使用了化学增强的光刻胶。它利用了通过产酸剂获得的化学增强效应。但是，对酚醛清漆—醌重氮型光刻胶仍存在需求。

酚醛树脂—醌重氮型正胶的分辨率可通过某种程度地提高醌重氮化合物的含量而得到提高。但是，当醌重氮化合物的含量过高时，光刻胶对光的吸收过强，从而损坏断面，不能得到直角图形。

本发明的目的是改善酚醛清漆—醌重氮型正胶的分辨率，而不过多地降低其它的光刻胶性能。

本发明人通过研究发现，含有碱溶性的酚醛清漆树枝和辐射敏感性的醌重氮化合物的酚醛清漆—醌重氮型正胶的分辨率可通过加入一些化合物得到改善，从而完成了本发明。

本发明提供了一种正胶组合物，它含有一种酚醛清漆树脂，一种辐射敏感性醌重氮化合物和一种由下述式(Ⅰ)表示的噻吨酮化合物：其中，R¹,R²,R³,R⁴,R⁵,R⁶,R⁷和R⁸独立地表示氢，卤素，烷基，烷氧基，芳基，羧基或烷氧基羰基。

本发明的光刻胶组合物含有一种酚醛清漆树脂，作为碱溶性组分，和一种醌重氮化合物，作为辐射敏感性化合物。在这种正胶组合物中常用作碱溶性组分的酚醛清漆树脂可用作本发明的正胶中含有的酚醛清漆树脂。这通常可通过在酸催化剂存在下，将一种酚化合物和一种醛缩和而得到。

用于制备酚醛清漆树脂的酚化合物的例子包括苯酚，间甲酚，邻甲酚，对甲酚，2,3-二甲苯酚，2,5-二甲苯酚，3,4-二甲苯酚，3,5-二甲苯酚，2,3,5-三甲基苯酚，2-叔-丁基苯酚，3-叔-丁基苯酚，4-叔-丁基苯酚，2-叔-丁基-4-甲基苯酚，2-叔-丁基-5-甲基苯酚，2-甲基间苯二酚，4-甲基间苯二酚，5-甲基间苯二酚，2-甲氧基苯酚，3-甲氧基苯酚，4-甲氧基苯酚，2,3-二甲氧基苯酚，2,5-二甲氧基苯酚，3,5-二甲氧基苯酚，2-甲氧基间苯二酚，4-叔-丁基邻苯二酚，2-乙基苯酚，3-乙基苯酚，4-乙基苯酚，2,5-二乙基苯酚，3,5-二乙基苯酚，2,3,5-三乙基苯酚，2-萘酚，1,3-二羟基萘，1,5-二羟基萘，1,7-二羟基萘以及一种由二甲苯酚和羟基苯甲醛缩合得到的聚羟基三苯基甲烷化合物。这些酚化合物可以单独使用，也可以两种或多种组合使用。

在制备酚醛清漆树脂中使用的醛的例子包括脂肪醛，例如，甲醛，乙醛，丙醛，正丁醛，异丁醛，三甲基乙醛，正己醛，丙烯醛和丁烯醛；脂环醛，例如，环己醛，环戊醛，糠醛和呋喃基丙烯醛；芳香醛，例如，苯甲醛，邻甲基苯甲醛，间甲基苯甲醛，对甲基苯甲醛，对乙基苯甲醛，2,4-二甲基苯甲醛，2,5-二甲基苯甲醛，3,4-二甲基苯甲醛，3,5-二甲基苯甲醛，邻羟基苯甲醛，间羟基苯甲醛，对羟基苯甲醛，邻茴香醛，间茴香醛，对茴香醛和香草醛；以及芳-脂醛，例如，苯基乙醛和肉桂醛。这些醛类可单独使用，或者两种或多种组合使用。在这些醛类中，最好使用甲醛，这是因为其工业易得性。

用于酚化合物与醛化合物缩合的酸催化剂的例子包括无机酸，例如，盐酸，硫酸，高氯酸和磷酸；有机酸，例如，甲酸，乙酸，草酸，三氯乙酸和对甲苯磺酸；以及二价金属盐，例如，乙酸锌，氯化锌和乙酸镁。这些酸催化剂可单独使用，或者两种或多种组合使用。缩合反应可按照通常的步骤进行，例如，在60至120℃的温度反应2至30小时。