制备具有很低金属离子含量的光刻胶组合物的方法技术

制备具有很低金属离子含量的光刻胶组合物的方法 ａ）１）用去离子水清洗螯合型离子交换树脂的过程，接着用无机酸溶液清洗，再次用去离子水清洗，从而离子交换树脂中的钠和铁离子的含量降低到小于１００ｐｐｂ；或 ２）用去离子水清洗螯合型离子交换树脂，接着用无机酸溶液清洗，再次用去离子水清洗，接着用氢氧化铵溶液清洗，从而将螯合型离子交换树脂转变为铵盐，接着再用去离子水清洗，从而离子交换树脂中的钠和铁离子的含量降低到各小于１００ｐｐｂ； ｂ）从１）或２）的离子交换树脂中除去水，接着用可与待提纯的光刻胶组合物中的溶剂混溶的光刻胶溶剂清洗； ｃ）将光刻胶组合物与螯合型离子交换树脂的铵盐或螯合的离子交换树脂的酸性形式混合，并在３０－９０℃加热１－８０小时，接着经过０．０５－０．５μｍ（微米）的过滤器过滤，于是光刻胶组合物中的钠和铁离子的含量降低到各小于１００ｐｐｂ。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术背景本专利技术涉及制备具有很低含量金属离子特别是钠和铁的光刻胶的方法。另外，本专利技术还涉及用这些光敏组合物涂覆基体的方法，以及在基体上对这些光敏组合物涂覆、成象和显影的方法。光刻胶组合物被用于制造小型电子元件例如计算机芯片和集成电路的制造中的微平版印刷工艺。一般在这些方法中，一薄的光刻胶组合物涂层膜被首先涂敷到基体材料例如用于制造集成电路的硅片上。然后将涂覆的基体烘烤以蒸发光刻胶组合物中的溶剂并且将涂层凝固在基体上。基体烘烤的涂覆表面接着在射线下成象曝光。这一射线照射在涂覆表面的曝露区域引起化学变化。可见光、紫外线(UV)、电子束和X射线辐射能都是目前在微平版印刷工艺中常用的射线类型。成象曝光后，涂覆的基体用显影溶液处理以溶解和除去基体涂覆表面的或是射线照射过的区域或是没有照射过的区域。金属污染已是在高密度集成电路和计算机芯片的制造中长时间存在的问题，经常导致较多的缺陷、成品率降低、品质下降和降低的性能。在等离子体工艺中，当诸如钠和铁的金属存在于光刻胶中时，特别是在等离子去胶(p1asma stripping)过程中它们会引起污染。但是在制造工艺中这些问题以基本克服。例如在高温退火周期过程中通过使用HCl除去污染物。由于半导体元件变得更加复杂，这些问题也变得更加难以克服。当硅片用液态正性光刻胶涂覆且接着例如用氧微波等离子剥去时，经常看到半导体元件的性能和稳定性下降。由于重复等离子体去胶工艺，因此会频繁发生元件更多的品质下降。已发现此类问题的主要原因是光刻胶中的金属污染，特别是钠和铁离子。已发现光刻胶中少于1.0ppm的金属含量就对此类半导体元件的性质产生不利影响。有两种类型的光刻胶组合物，负性的和正性的。当负性光刻胶组合物在射线下成象曝光时，射线下曝光的光刻胶组合物的区域变得不容易溶于显影剂溶液(例如发生交联反应)，同时光刻胶涂层的未曝光区域仍然是相对可溶于这种溶液。因此，用显影剂处理曝光的负性光刻胶，引起光刻胶涂层未曝光区域的去除和涂层中负象的形成。于是曝露了光刻胶组合物沉积的底层基体表面的所需部分。另一方面，当正性光刻胶组合物在射线下成象曝光时，射线下曝光的光刻胶组合物的那些区域变得更加可溶于显影剂溶液(例如发生重排反应)，同时未曝光的那些区域仍然是相对难以溶于显影剂溶液。因此，用显影剂处理曝光的正性光刻胶，引起涂层曝光区域的去除和光刻胶涂层中正象的形成。仍然是曝露了底层基体表面的所需部分。显影操作后，部分未保护的基体可用基体蚀刻剂溶液或等离子体气体等处理。蚀刻剂溶液或等离子体气体蚀刻在显影过程中除去了光刻胶涂层的那部分基体。光刻胶涂层仍然保留的基体区域被保护起来，于是在与用于射线下成象曝光的光掩模对应的基体材料中产生了刻蚀图案。然后光刻胶涂层的保留区域可在去胶操作中除去，剩下干净的刻蚀基体表面。在一些情况中，需要在显影步骤后和刻蚀步骤前热处理保留的光刻胶层，以提高其对底层基体的附着力和其对蚀刻溶液的抵抗力。正性光刻胶组合物通常优越于负性光刻胶，因为前者一般具有较好的分辨能力和图案转移特性。光刻胶分辨率被定义为光刻胶组合物能够在曝光和显影后从光掩模转移到基体并具有高度的图象边缘锐度的最小特征。在目前许多工业应用中，光刻分辨率数量级为小于一微米是必要的。另外，差不多总是需要显影的光刻胶侧壁几乎垂直于基体。在光刻涂层的显影和未显影区域间的这种界限转变成基体上掩蔽图象的精确图案转移。本专利技术概述本专利技术涉及制备含有很低含量金属离子特别是钠和铁的光刻胶的方法，以及在制造半导体元件中使用此类光刻胶的方法。得到的光刻胶具有很低含量的金属离子，例如铁、钠、钾、钙、镁、铜和锌。各金属离子含量优选小于50ppb。钠和铁是最常见的金属离子杂质且最容易检测。这些金属离子的含量作为其它金属离子含量的标志。钠和铁离子的含量各小于50ppb，优选各小于40ppb，更优选各小于20ppb，且最优选各小于10ppb。具有很低含量金属离子的光刻胶可以通过使用螯合型离子交换树脂以提纯这些光刻胶组合物而制得。所要求保护的专利技术包括加热带有螯合型离子交换树脂的中性铵盐或酸性形式的光刻胶组合物，该树脂如下净化a)用水然后用无机酸溶液清洗，b)用去离子水清洗，和/或c)用去离子水中的氢氧化铵溶液(4-10％)清洗，d)用去离子水清洗，和e)用可与光刻胶溶剂混溶的溶剂清洗。本专利技术提供制备具有很低含量金属离子特别是钠和铁的光刻胶的方法。在一个实施方案中，本方法使用螯合型离子交换树脂的铵盐以提纯光刻胶组合物。本方法也使用螯合型离子交换树脂的酸性形式以提纯光刻胶组合物。用于提纯光刻胶组合物的主题方法包括a)1)例如在塔或间歇方法中用去离子(DI)水清洗螯合型离子交换树脂，接着用无机酸溶液(例如5-98％的硫酸、硝酸或盐酸溶液)清洗，再次用DI水清洗，从而使离子交换树脂中的钠和铁离子的含量降低到各小于100ppb，优选各小于50ppb，且最优选各不大于20ppb；或2)例如在塔或间歇方法中用去离子(D1)水清洗螯合型离子交换树脂，接着用无机酸溶液(例如5-98％的硫酸、硝酸或盐酸溶液)清洗，再次用DI水清洗，接着用氢氧化铵溶液(2-28％)清洗，从而将离子交换树脂转变为铵盐，接着再用DI水清洗，从而离子交换树脂中的钠和铁离子的含量降低到各小于100ppb，优选各小于50ppb，且最优选各不大于20ppb；b)从1)或2)的离子交换树脂中除去水，例如通过用电子纯丙酮清洗，接着用可与待提纯的光刻胶组合物中的溶剂混溶的光刻胶溶剂清洗，例如用丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)，于是除去所有其它溶剂，例如丙酮；c)将光刻胶组合物与螯合型离子交换树脂的铵盐或螯合型离子交换树脂的酸性形式混合，并加热该混合物，加热温度范围是30-90℃，优选35-70℃，更优选40-65℃，最优选45-60℃；加热时间为1-80小时，优选3-50小时，更优选4-25小时，尤其优选5-15小时，最优选6-12小时；接着经过0.05-0.5μm(微米)的过滤器过滤，优选具有小于或等于0.1μm(微米)的微米等级过滤器，由此光刻胶组合物中的钠和铁离子的含量降低到各小于100ppb，优选各小于50ppb，更优选各小于20ppb，尤其优选各小于10ppb，且最优选各小于5ppb。本专利技术还提供了制造半导体元件的方法，其中通过用正性光刻胶组合物涂覆合适的基体，在基体上制造光影象a)1)例如在塔或间歇方法中用去离子(DI)水清洗螯合型离子交换树脂，接着用无机酸溶液(例如5-98％的硫酸、硝酸或盐酸溶液)清洗，再次用DI水清洗，从而使离子交换树脂中的钠和铁离子的含量降低到各小于100ppb，优选各小于50ppb，且最优选各不大于20ppb；或2)例如在塔或间歇方法中用去离子(DI)水清洗螯合型离子交换树脂，接着用无机酸溶液(例如5-98％的硫酸、硝酸或盐酸溶液)清洗，再次用DI水清洗，接着用氢氧化铵溶液(2-28％)清洗，从而将离子交换树脂转变为铵盐，接着再用DI水清洗，从而使离子交换树脂中的钠和铁离子的含量降低到各小于100ppb，优选各小于50ppb，且最优选各不大于20ppb；b)从1)或2)的离子交换树脂中除去水，例如通过用电子纯丙酮清洗，接着用可与待提纯的光刻胶组合物中的溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·拉曼，D·P·奥宾，
申请(专利权)人：克拉里安特国际有限公司，
类型：发明
国别省市：