專利名稱：親水性單體、親水性光阻劑組成物及光阻圖形形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種光阻，更特別是有關(guān)于一種親水性單體、含該親水性單體的親水性光阻劑組成物、及光阻圖形的形成方法；本發(fā)明的親水性光阻劑組成物具有能夠在純水中顯影的性質(zhì)，其適用于圖樣轉(zhuǎn)換，因此可應(yīng)用于平面顯示器及光電微影制程中。
背景技術(shù)：
在微電子科技的發(fā)展中，無論半導(dǎo)體制程或TFT-LCD制程，微影技術(shù) (Lithography)扮演著最關(guān)鍵的角色，舉凡與電子組件結(jié)構(gòu)相關(guān)者，如各層薄膜的圖案 (pattern)與雜質(zhì)(Dopants)區(qū)域，均以微影技術(shù)定義的。所謂「微影技術(shù)(或稱光微影技術(shù))」，簡單地說，為了將設(shè)計(jì)好的線路圖形，完整且精確地復(fù)制到基板上，首先于基板表面覆上一層感光材料(Photo-Sensitive Material)，并依其所需將設(shè)計(jì)好的圖形制作成光罩 (photo mask)；再以光源發(fā)出平行光，應(yīng)用光學(xué)成像的原理，將圖形投影至基板上，此步驟稱為曝光(Exposure)。由光源發(fā)出的光，只能通過光罩透明區(qū)域，使得基板表面感光材料進(jìn)行選擇性感光，復(fù)經(jīng)由顯影(Development)步驟使光罩上圖形呈像于基板表面。其中，覆蓋于基板表面的感光材料，即稱為光阻。在微影制程中，光阻劑為其中最重要的化學(xué)材料。光阻劑配合涂布與曝光，才可以將半導(dǎo)體或LCD制程中所要求的圖形轉(zhuǎn)印至基板上。一般而言，光阻劑為樹脂(Resin)、感光化合物(Photo-Active Compound)、溶劑(Solvent)與界面活性劑(SFA)混合而成的組成物，其中樹脂是作為黏合劑(Binder)之用，而溶劑的目的在于將光阻中的物質(zhì)均勻的分散開來，百分之九十七以上的溶劑經(jīng)過光阻硬烤(hard-bake)后都會(huì)揮發(fā)掉，而不會(huì)留在光阻中；接口活性劑則用以提升光阻與底材的附著性與涂布的均勻性。傳統(tǒng)上，感光化合物在接受曝光時(shí)光源所傳來的能量后，產(chǎn)生酸性化學(xué)物質(zhì)，并可與堿性顯影劑產(chǎn)生酸堿中和的化學(xué)反應(yīng)。顯影(Development)的目的，是將基板表面經(jīng)曝光的光阻層，以化學(xué)反應(yīng)予以洗凈；光阻劑經(jīng)曝光后，發(fā)生交聯(lián)(cross-linking)或解離的化學(xué)反應(yīng)，使得受照射部分與未受照射部分于顯影液中溶解速率產(chǎn)生極大差異，顯影劑將易溶的部分溶解洗去可以達(dá)成顯影的目的。公知技術(shù)中，顯影劑通常為堿性溶液，其成分可為氫氧化鉀(Κ0Η)、氫氧化鈉 (NAOH)或碳酸鈉/碳酸氫鈉(Na2C03/NaHC03)系列，并搭配適當(dāng)界面活性劑，可達(dá)成顯影洗凈的功能。以中國臺(tái)灣公開號(hào)第1324708號(hào)專利為例，是公開一種正型光阻劑組成物，其為含有經(jīng)由酸的作用而增大堿溶解性的基材成份，與經(jīng)由曝光發(fā)生酸的酸產(chǎn)生劑成份的正型光阻劑組成物，其中基材成份含有具有2個(gè)以上酚性羥基，分子量為300至2500的多元酚化合物(a)，其中多元酚化合物(a)可選自下述式I、II、III中的一者。式I
權(quán)利要求
1. 一種式I所示的親水性單體，其特征在于，
2.如權(quán)利要求1所述的親水性單體，其特征在于，η是1到15的自然數(shù)，m是1到17 的自然數(shù)。
3.一種親水性光阻劑組成物，其特征在于，包含如權(quán)利要求1中所述的親水性單體。
4.如權(quán)利要求3所述的親水性光阻劑組成物，其特征在于，更包含一式II所示的親水性樹脂
5.如權(quán)利要求4所述的親水性光阻劑組成物，其特征在于，該親水性樹脂為ρ是1到15的自然數(shù)，q是2到17的自然數(shù)，χ是1到5的自然數(shù)，而y是1到15的自然數(shù)，Z是1 到6的自然數(shù)。
6.如權(quán)利要求3所述的親水性光阻劑組成物，其特征在于，更包含感光起始劑，添加物，以及溶劑，其中該添加物是用以控制調(diào)整光阻曝光時(shí)的光化學(xué)特性。
7.如權(quán)利要求6所述的親水性光阻劑組成物，其特征在于，該親水性樹脂的重量百分比為15%到25%，該親水性單體的重量百分比為10%到20%。
8.如權(quán)利要求7所述的親水性光阻劑組成物，其特征在于，該感光起始劑的重量百分比為0. 5%到3%，該添加物的重量百分比為2%到3%，以及該溶劑的重量百分比為55%到75%。
9.如權(quán)利要求7所述的親水性光阻劑組成物，其特征在于，該感光起始劑為2-芐基-2- 二甲氨基-l-(4-嗎啉苯基)_ 丁酮-1，該添加物為美卡氟庫R-08，該溶劑為丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的混合物。
10.如權(quán)利要求9所述的親水性光阻劑組成物，其特征在于，該親水性樹脂的重量百分比為16%，該親水性單體的重量百分比為17%，該感光起始劑的重量百分比為2. 2%，該添加物的重量百分比為2%，以及該溶劑的重量百分比為62. 8%。
11.一種光阻圖形形成的方法，其特征在于，步驟包含涂布如權(quán)利要求3到10所述的任一親水性光阻劑組成物于基材的表面，形成一光阻層；對(duì)該光阻層進(jìn)行第一次加熱烘烤；使該光阻層進(jìn)行曝光；利用純水對(duì)該光阻層顯影洗凈；以及對(duì)該光阻層進(jìn)行第二次加熱烘烤。
12.如權(quán)利要求11所述的光阻圖形形成的方法，其特征在于，是以旋轉(zhuǎn)涂布該親水性光阻劑組成物于基材的表面。
13.如權(quán)利要求12所述的光阻圖形形成的方法，其特征在于，是以每分鐘400轉(zhuǎn)到 1000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行該旋轉(zhuǎn)涂布。
14.如權(quán)利要求12所述的光阻圖形形成的方法，其特征在于，第一次加熱烘烤該光阻層的溫度為攝氏90度到120度；第二次加熱烘烤該光阻層的溫度為攝氏230度，并持續(xù)30 分鐘。
15.如權(quán)利要求12所述的光阻圖形形成的方法，其特征在于，該曝光的照射光能量為 50毫焦耳到200毫焦耳。
16.如權(quán)利要求12所述的光阻圖形形成的方法，其特征在于，還包含在該第一次加熱烘烤前，實(shí)施真空干燥步驟。
17.如權(quán)利要求16所述的光阻圖形形成的方法，其特征在于，該真空干燥步驟是于壓力為2托環(huán)境下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明在提供一種親水性單體，以及含有該親水性單體的親水性光阻劑組成物。上述光阻劑組成物還包含有一親水性樹脂，而該親水性單體與該親水性樹脂分別具有親水性官能基，可與水分子作用而溶解于純水。本發(fā)明還提供一種光阻圖形的形成方法，包括涂布親水性光阻劑組成物于基材的表面，形成一光阻層；藉此，可利用純水對(duì)該光阻層進(jìn)行顯影洗凈，以克服公知技術(shù)中須使用堿性顯影化學(xué)溶液所致生的環(huán)境破壞，并且降低使用堿性顯影劑的成本，提升微影制程的效益。
文檔編號(hào)G03F7/027GK102199282SQ201110053829
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者湯逢錦, 謝文仁, 陳建廷 申請人:中華映管股份有限公司, 華映視訊(吳江)有限公司