[发明专利]产生粒子少的光刻胶组合物的制造方法

说明书

本发明涉及很低粒子数、产生附加粒子的倾向大幅度降低和感光速度(photospeed)相当稳定的稳定光刻胶的制造方法。因为许多制造方法中会生成细粒子，在光刻胶中粒子的存在已经日益成为问题。

光刻胶组合物用于制造微型电子元件如制造计算机芯片和集成电路等的光刻法中。在这些方法中，一般是先将光刻胶组合物的薄膜涂层涂施于底材，如硅。然后将经涂布的底材烘烤使在光刻胶组合物中的溶剂基本上蒸发，并将涂层固定于底材。接着，底材经烘烤涂布的表面进行图象辐射曝光。

有两种光刻胶组合物，负性光刻胶和正性光刻胶。当将负性光刻胶在辐射图象曝光时，光刻胶组合物受到射线曝光的区域则不易溶于显影剂溶液中(例如发生交联反应)，而光刻胶涂层的未曝光区域仍然易溶于显影剂溶液中。这样，用显影剂处理经曝光的负性光刻胶会将未曝光的负性光刻胶区域除去，在涂层上构成负象。从而，露出下面有光刻胶组合物沉积的底材表面的所要求的部分。

相反，当正性的光刻胶组合物的图象曝光于射线时，经曝光的光刻胶组合物区域易溶于显影剂溶液中(例如发生重排反应)，而未曝光的区域仍然不溶于显影溶液中。这样，用显影剂处理经曝光的正性光刻胶，会除去涂层的曝光区并在光刻胶涂层上产生正图象。从而露出下面底材表面的所要求的部分。

经显影操作后，现在用底材-蚀刻溶液或等离子体气体等处理部分未保护的底材。蚀刻溶液或等离子体蚀刻去在显影时被除去光刻胶涂层的底材部分。光刻胶仍保持在底材区域受到保护，因此，在底材材料上产生蚀刻的图象，这相当于射线图象曝光用的光掩模。稍后，在光刻胶的其余区域在剥离操作中除去，留下干净的蚀刻的底材表面。在某些例子中，在显影步骤后和蚀刻步骤之前，要求将其余的光刻胶层热处理，以增加对下面的底材的粘合力以及其对蚀刻溶液的耐性。

正性光刻胶组合物近来比负性光刻胶受到偏爱，因为前者一般有较高的分辨能力以及图象转移性质。光刻胶的分辨率的定义是在曝光和显影后光刻胶组合物能够从光掩模向底材转移的具有高度的图象边缘锐度的最小特征细节。在今天的许多制造用途中，光刻胶的分辨率必须低于1微米左右。此外，几乎总是要求，显影的光刻胶的壁剖面应几乎垂直于底材。在光刻胶显影和未显影区域之间的这些边界转移成底材上的掩模图象的精确摹绘。

这种射线曝光引起在涂布表面曝光区域的化学转变。在今天的光刻方法中普遍使用可见光、紫外光、电子束X-射线辐射能等射线类型。图象曝光后，将涂布的底材用显影溶液处理以溶解和除去底材涂布表面的射线曝光区或未曝光区。

在晶片上涂布光刻胶时在光刻胶组合物中产生粒子是严重的问题。光刻胶的配制是将光敏化合物，如1，2-二氮醌化合物、以及成膜树脂如酚醛清漆树脂溶解于光刻胶溶剂中并将得到的溶液过滤。即使经过过滤，仍然会有一些杂质留在溶液中，当溶液长时期储存时(陈化)，有些粒子从溶液中沉淀出来。粒子随时间积聚可以达到0．5微米或更大。在制造电子装置时，为了达到高分辨率和较高的产量，粒子的数目必须降低到最低。随着电子装置日益精密化，在光刻胶中由粒子造成的问题日益难于解决。

在液体光刻胶制剂中，常使用成膜的酚醛清漆树脂或聚乙烯基酚作为粘合剂。成膜酚醛清漆树脂一般是在酸催化剂(如草酸或马来酸酐)存在下通过甲醛和一或多取代的酚之间的缩合反应制得。

本发明涉及制造具有很低含量粒子、附加离子的产生倾向大幅度降低和基本稳定的感光速度的光刻胶组合物的方法。本发明提供了通过用酸性的阳离子交换树脂在温度约35℃-90℃处理光刻胶组合物优选约1-15小时，更优选为约2-12小时，最优选为约4-12小时，以制造这种光刻胶组合物的方法，从而减少了粒子数目、在光刻胶陈化后降低了附加粒子的产生以及提供了基本上稳定的感光速度。

或者，为了制造这种光刻胶组合物，将光敏化合物过滤，用阳离子交换树脂，然后用阴离子交换树脂处理，并再次过滤，然后将此处理过的光敏化合物加到成膜树脂，如酚醛清漆树脂和适宜的光刻胶溶剂中以配制光刻胶组合物。然后如用上述方法对此光刻胶组合物进行处理。光敏化合物用离子交换树脂处理可以除去任何过量的胺(用于催化光敏化合物的制造)、酸和重氮氯化物，如果这些化合物存在，会导致粒子的生成。