专利名称：亲水性单体、亲水性光阻剂组成物及光阻图形形成方法
技术领域：
本发明是关于一种光阻，更特别是有关于一种亲水性单体、含该亲水性单体的亲水性光阻剂组成物、及光阻图形的形成方法；本发明的亲水性光阻剂组成物具有能够在纯水中显影的性质，其适用于图样转换，因此可应用于平面显示器及光电微影制程中。
背景技术：
在微电子科技的发展中，无论半导体制程或TFT-LCD制程，微影技术 (Lithography)扮演着最关键的角色，举凡与电子组件结构相关者，如各层薄膜的图案 (pattern)与杂质(Dopants)区域，均以微影技术定义的。所谓「微影技术(或称光微影技术)」，简单地说，为了将设计好的线路图形，完整且精确地复制到基板上，首先于基板表面覆上一层感光材料(Photo-Sensitive Material)，并依其所需将设计好的图形制作成光罩 (photo mask)；再以光源发出平行光，应用光学成像的原理，将图形投影至基板上，此步骤称为曝光(Exposure)。由光源发出的光，只能通过光罩透明区域，使得基板表面感光材料进行选择性感光，复经由显影(Development)步骤使光罩上图形呈像于基板表面。其中，覆盖于基板表面的感光材料，即称为光阻。在微影制程中，光阻剂为其中最重要的化学材料。光阻剂配合涂布与曝光，才可以将半导体或LCD制程中所要求的图形转印至基板上。一般而言，光阻剂为树脂(Resin)、感光化合物(Photo-Active Compound)、溶剂(Solvent)与界面活性剂(SFA)混合而成的组成物，其中树脂是作为黏合剂(Binder)之用，而溶剂的目的在于将光阻中的物质均勻的分散开来，百分之九十七以上的溶剂经过光阻硬烤(hard-bake)后都会挥发掉，而不会留在光阻中；接口活性剂则用以提升光阻与底材的附着性与涂布的均勻性。传统上，感光化合物在接受曝光时光源所传来的能量后，产生酸性化学物质，并可与碱性显影剂产生酸碱中和的化学反应。显影(Development)的目的，是将基板表面经曝光的光阻层，以化学反应予以洗净；光阻剂经曝光后，发生交联(cross-linking)或解离的化学反应，使得受照射部分与未受照射部分于显影液中溶解速率产生极大差异，显影剂将易溶的部分溶解洗去可以达成显影的目的。公知技术中，显影剂通常为碱性溶液，其成分可为氢氧化钾(Κ0Η)、氢氧化钠 (NAOH)或碳酸钠/碳酸氢钠(Na2C03/NaHC03)系列，并搭配适当界面活性剂，可达成显影洗净的功能。以中国台湾公开号第1324708号专利为例，是公开一种正型光阻剂组成物，其为含有经由酸的作用而增大碱溶解性的基材成份，与经由曝光发生酸的酸产生剂成份的正型光阻剂组成物，其中基材成份含有具有2个以上酚性羟基，分子量为300至2500的多元酚化合物(a)，其中多元酚化合物(a)可选自下述式I、II、III中的一者。式I
权利要求
1. 一种式I所示的亲水性单体，其特征在于，
2.如权利要求1所述的亲水性单体，其特征在于，η是1到15的自然数，m是1到17 的自然数。
3.一种亲水性光阻剂组成物，其特征在于，包含如权利要求1中所述的亲水性单体。
4.如权利要求3所述的亲水性光阻剂组成物，其特征在于，更包含一式II所示的亲水性树脂
5.如权利要求4所述的亲水性光阻剂组成物，其特征在于，该亲水性树脂为ρ是1到15的自然数，q是2到17的自然数，χ是1到5的自然数，而y是1到15的自然数，Z是1 到6的自然数。
6.如权利要求3所述的亲水性光阻剂组成物，其特征在于，更包含感光起始剂，添加物，以及溶剂，其中该添加物是用以控制调整光阻曝光时的光化学特性。
7.如权利要求6所述的亲水性光阻剂组成物，其特征在于，该亲水性树脂的重量百分比为15%到25%，该亲水性单体的重量百分比为10%到20%。
8.如权利要求7所述的亲水性光阻剂组成物，其特征在于，该感光起始剂的重量百分比为0. 5%到3%，该添加物的重量百分比为2%到3%，以及该溶剂的重量百分比为55%到75%。
9.如权利要求7所述的亲水性光阻剂组成物，其特征在于，该感光起始剂为2-苄基-2- 二甲氨基-l-(4-吗啉苯基)_ 丁酮-1，该添加物为美卡氟库R-08，该溶剂为丙二醇甲醚和丙二醇甲醚醋酸酯的混合物。
10.如权利要求9所述的亲水性光阻剂组成物，其特征在于，该亲水性树脂的重量百分比为16%，该亲水性单体的重量百分比为17%，该感光起始剂的重量百分比为2. 2%，该添加物的重量百分比为2%，以及该溶剂的重量百分比为62. 8%。
11.一种光阻图形形成的方法，其特征在于，步骤包含涂布如权利要求3到10所述的任一亲水性光阻剂组成物于基材的表面，形成一光阻层；对该光阻层进行第一次加热烘烤；使该光阻层进行曝光；利用纯水对该光阻层显影洗净；以及对该光阻层进行第二次加热烘烤。
12.如权利要求11所述的光阻图形形成的方法，其特征在于，是以旋转涂布该亲水性光阻剂组成物于基材的表面。
13.如权利要求12所述的光阻图形形成的方法，其特征在于，是以每分钟400转到 1000转的转速进行该旋转涂布。
14.如权利要求12所述的光阻图形形成的方法，其特征在于，第一次加热烘烤该光阻层的温度为摄氏90度到120度；第二次加热烘烤该光阻层的温度为摄氏230度，并持续30 分钟。
15.如权利要求12所述的光阻图形形成的方法，其特征在于，该曝光的照射光能量为 50毫焦耳到200毫焦耳。
16.如权利要求12所述的光阻图形形成的方法，其特征在于，还包含在该第一次加热烘烤前，实施真空干燥步骤。
17.如权利要求16所述的光阻图形形成的方法，其特征在于，该真空干燥步骤是于压力为2托环境下进行。
全文摘要
本发明在提供一种亲水性单体，以及含有该亲水性单体的亲水性光阻剂组成物。上述光阻剂组成物还包含有一亲水性树脂，而该亲水性单体与该亲水性树脂分别具有亲水性官能基，可与水分子作用而溶解于纯水。本发明还提供一种光阻图形的形成方法，包括涂布亲水性光阻剂组成物于基材的表面，形成一光阻层；藉此，可利用纯水对该光阻层进行显影洗净，以克服公知技术中须使用碱性显影化学溶液所致生的环境破坏，并且降低使用碱性显影剂的成本，提升微影制程的效益。
文档编号G03F7/027GK102199282SQ201110053829
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者汤逢锦, 谢文仁, 陈建廷 申请人:中华映管股份有限公司, 华映视讯(吴江)有限公司