发明名称 多重反应模式之混成负型光阻剂组成物及形成光阻图样之方法
摘要 本发明提供一种具有多重反应模式之混成负型光阻剂组成物。当光阻剂在UV光照射下进行光交联反应时,同时具有多重反应发生,包括自由基聚合反应及阳离子聚合反应。这样的组合可以用来控制光阻剂的光反应效率并增加反应完整度,可得到更佳的光阻解析度。
申请公布号 TWI223736 申请公布日期 2004.11.11
申请号 TW091136684 申请日期 2002.12.19
申请人 财团法人工业技术研究院;长春人造树脂厂股份有限公司 CHANG-CHUN PLASTICS CO.,LTD. 台北市中山区松江路三○一号七楼 发明人 宋清潭;庄志新;曾炜展;黄坤源;陈聪裕
分类号 G03F7/038 主分类号 G03F7/038
代理机构 代理人
主权项 1.一种多重反应模式之混成负型光阻剂组成物,其包括在有机溶剂中均匀溶液形式的:(a)树脂化合物;(b)0.1至35重量百分比之光聚合起始剂;(c)0.1至100重量百分比之自由基反应性单体;(d)0.1至35重量百分比之光酸产生剂;以及(e)0.1至35重量百分比之阳离子反应性单体,其中该重量百分比系以成份(a)树脂化合物之重量为基准。2.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中多重反应模式系包含自由基聚合反应及阳离子聚合反应。3.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(a)之该树脂化合物系为含不饱合键之聚合体,该含不饱合键之聚合体之单体择自由苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸类、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸类或甲基丙烯酸酯类。4.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(a)之该树脂化合物系择自压克力树脂、聚苯乙烯树脂或是环氧聚丙烯酸酯(epoxy acrylate)。5.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(a)之该树脂化合物之分子量系在5000至250000之间,树脂化合物之酸价系在50至250mgKOH/g之间。6.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(a)之该树脂化合物之分子量系在10000至100000之间,树脂化合物之酸价系在70至150mgKOH/g之间。7.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(b)之该光聚合起始剂重量百分比系为1至10,其中该重量百分比系以整体组成物之重量为基准。8.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(b)之该光聚合起始剂系择自二苯乙醇酮(benzoin)、二苯乙醇酮烷基醚(benzoin alkyl ether)、二苯乙二醛缩酮(benzilketals)、苯乙酮化合物(acetophenones derivaitives)、二苯甲酮(benzophenone)、4,4'-二甲基-胺基-二苯甲酮(4,4'-dimethyl-amino-benzophenone)、硫代氧杂恩酮化合物(thioxanthones derivaitives)、吗福酮化合物(morpholino-1-propanone)或任意上述一至三种化合物之组合。9.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(c)之该自由基反应性单体重量百分比系为5至25,其中该重量百分比系以整体组成物之重量为基准。10.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(c)之该自由基反应性单体系择自四乙二醇二丙烯酸酯(tetraethylene glycol diacrylate)、四乙二醇二甲基丙烯酸酯(tetraethylene glycol dimethacrylate)、第三丁基甲基二醇二丙烯酸酯(neopentylglycol diacrylate)、第三丁基甲基二醇二甲基丙烯酸酯(neopentylglycol dimethylacrylate)、聚乙二醇二丙烯酸酯(polyethylene glycoldiacrylate)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(polyethyleneglycol dimethylacrylate)、乙氧基化之双酚A二醇二丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol A glycol diacrylate)、乙氧基化之双酚A二醇二甲基丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol Aglycol dimethyl acrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylolpropane trimethacrylate)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate)、异戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)、乙氧基化之三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated trimethylolpropanetriacrylate)、甘油基丙氧基三丙烯酸酯(glycerylpropoxy triacrylate)、异戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritol tetraacrylate)、二异戊四醇且丙烯酸酯(dipentaerythritolpentaacrylate)、丙烯酸环氧丙酯(glycidyl acrylate)、甲基丙烯酸环氧丙酯(glycidylmethyl acrylate)、p-环氧-苯乙烯(p-epoxy-styrene)、p-缩水甘油基-苯乙烯(p-glycidyl-styrene)、烯丙基缩水甘油醚(allyl glycidyl ether)、环氧丙醇丙基三甲氧基矽烷(3-glycidyloxy-propy 1-trimethoxy silane)、-(3,4-环氧基环己基)-乙基三甲氧基矽烷(-(3,4-epoxycyclohexyl)-ethyl trimethoxysilane)、缩水甘油醚基丙基三甲氧基矽烷(-glycidoxypropyl trimethoxysilane)或任意上述一至三种化合物之组合。11.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(d)之该光酸产生剂重量百分比系为0.1至10,其中该重量百分比系以整体组成物之重量为基准。12.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(d)之该光酸产生剂系择自盐(onium salt)、三芳基盐(triarylsulfonium salts)、烷芳基盐(alkylarylsulfoniumsalt)、二芳基錪盐(diaryliodonium salts)、二芳基氯盐(diarylchloronium salts)、二芳基溴盐(diarylbromonium salts)、磺酸盐(sulfonates)、重氮盐(diazonium)salt、重氮磺酸盐(diazonaphthoquinone sulfonate)或任意上述一至三种化合物之组合。13.如申请专利范围第12项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中该三芳基盐择自由三苯基三氟甲烷磺酸盐(triphenyl triflate)、三苯基锑酸盐(triphenyl stibnite)、甲氧基三苯基三氟甲烷磺酸盐(methoxy triphenyl triflate)、甲氧基三苯基锑酸盐(methoxy triphenyl stibnite)、三甲基三苯基三氟甲烷磺酸盐(trimethyl triphenyl triflate)及其混合物所组成之族群中。14.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(e)之该阳离子反应性单体重量百分比系为5至25,其中该重量百分比系以整体组成物之重量为基准。15.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中成份(e)之该阳离子反应性单体系为环氧基反应性单体及二乙烯醚反应性单体,择自由环状脂肪类环氧衍生物(cycloaliphatic epoxide)、N,N-二缩水甘油基-4-脱水甘油基苯胺(N,N-diglycidyl-4-glycidyloxyaniline)、3,4-环氧环己烷基甲基羧酸酯(3,4-epoxycyclohexylmethyl carboxylate)、3,4-环氧环己烷羧酸酯(3,4-epoxycyclohexane carboxylate)、1,2-环己烷二缩水甘油基二羧酸酯(1,2-cyclohexanediglycidyl dicarboxylate)、1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚(1,4-cyclohexane dimethanol diglycidyl ether)、乙二醇二乙烯醚(ethylene glycol divinyl ether)、二乙二醇二乙烯醚(diethylene glycol divenyl ether)、三乙二醇二乙烯醚(triethylene glycol divinyl ether)、1,4-环己烷二甲醇二乙烯醚(1,4-cyclohexane dimethanol divinyl ether)、内酯类(lactones)或任思上述一至三种化合物之组合。16.如申请专利范围第1项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中更包括:(f)0.1至50重量百分比之环氧乙烷基树脂;以及(g)0.1至30重量百分比之热硬化剂,其中该重量百分比系以成份(a)树脂化合物之重量为基准。17.如申请专利范围第16项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中该成份(f)之该环氧乙烷基树脂系择自由双酚A环氧树脂(bisphenol Aepoxy resin)、溴化环氧树脂(brominated epoxy resin)、酚醛清漆环氧树脂(phenolic novolac epoxy resin)、甲酚酚醛清漆环氧树脂(cresol novolac epoxy resin)、系缩水甘油醚(naphthalene epoxy)、双环戊二酚缩水甘油醚(dicyclopendiene novolac epoxy)、环状脂肪类缩水甘油醚(cycloaliphatic epoxy)、异氰酸酯缩水甘油醚(isocyanateepoxy)、多羟基酚聚缩水甘油醚及其混合物所组成之族群中。18.如申请专利范围第16项所述之负型作用之多重反应模式之混成光阻剂组成物,其中该成份(g)之该热硬化剂系择自由脂肪族胺类(aliphaic amines)、芳香族胺类(aromatic amines)、聚醯胺类(polyamides)、二氰二胺类(dicyandiamides),咪唑类(imidazoles)、酸酐类(anhydrides)及其混合物所组成之族群中。19.一种形成光阻图案之方法,包含以下步骤:于经处理的基材上涂覆一多重反应模式混成负型光阻剂组成物,此多重反应模式混成负型光阻剂组成物组成包含:(a)树脂化合物;(b)0.1至35重量百分比之光聚合起始剂;(c)0.1至100重量百分比之自由基反应性单体;(d)0.1至35重量百分比之光酸产生剂;以及(e)0.1至35重量百分比之阳离子反应性单体,其中该重量百分比系以成份(a)树脂化合物之重量为基准;将所形成之厚膜光阻选择性地曝光于一曝光光源照射下;以及以硷性水溶液显影经曝光后的厚膜光阻。20.如申请专利范围第19项所述之形成光阻图案之方法,其中该曝光光源系为紫外线平行光(波长365nm10%)。图式简单说明:第1a图系利用比较实施例1所述之光阻剂组成物涂布于铜箔基板上经曝光显影后之SEM图,其图形设定为光阻剂解析度在线宽/间隙等于1/1时为10m;第1b图系利用比较实施例1所述之光阻剂组成物涂布于铜箔基板上经曝光显影后之SEM图,图形设定为光阻剂解析度在线宽/间隙等于1/1时为15m;第2a图系利用比较实施例4所述之光阻剂组成物涂布于铜箔基板上经曝光显影后之SEM图,图形设定为光阻剂解析度在线宽/间隙等于1/1时为10m;第2b图系利用比较实施例1所述之光阻剂组成物涂布于铜箔基板上经曝光显影后之SEM图,图形设定为光阻剂解析度在线宽/间隙等于1/1时为15m;第3a图系利用实施例3所述之光阻剂组成物涂布于铜箔基板上经曝光显影后之SEM图,图形设定为光阻剂解析度在线宽/间隙等于1/1时为10m;以及第3b图系利用实施例3所述之光阻剂组成物涂布于铜箔基板上经曝光显影后之SEM图,图形设定为光阻剂解析度在线宽/间隙等于1/1时为15m。
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