專利名稱：具有改進性能的浸漬表面涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面涂料(topcoat material)及其在光刻法中的應(yīng) 用。更特別地，本發(fā)明涉及包含至少一種溶劑和在含水堿性顯影劑中 具有至少3000A/秒的溶解速率的聚合物的表面涂料。本發(fā)明的表面涂 料尤其可用于浸漬光刻法，其中使用水之類的液體作為啄光工具的透 鏡定位器和涂有光致抗蝕劑的晶片之間的膝光介質(zhì)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，表面涂料已經(jīng)作為光致抗蝕劑上的抗反射膜用在光刻法 中。表面抗反射涂層(TARC)材料可以防止曝光過程中在光致抗蝕劑 層中發(fā)生的光的多重干涉。由此，可以使由光致抗蝕劑膜的厚度變化 引起的光致抗蝕劑圖案的幾何形貌的臨界尺寸(CD)變化最小化。為了充分利用該面層的抗反射作用，表面涂料的折光指數(shù)(nt) 應(yīng)該大約為曝光介質(zhì)的折光指數(shù)(n )和下方光致抗蝕劑的折光指數(shù) (nr)的乘積的平方根。如果啄光介質(zhì)是空氣，如對于"干式"光刻 法的情況那樣，表面涂料的最佳折光指數(shù)(nt)應(yīng)該大約為下方光致 抗蝕劑(iu)的折光指數(shù)的平方根，因為空氣的折光指數(shù)約為1。為了易于加工，典型TARC材料被設(shè)計成可溶于水和含水堿顯影 劑，以使它們可直接從水溶液中涂施并隨后在顯影過程中被含水堿顯 影劑去除。已經(jīng)開發(fā)出許多表面涂料以符合最佳折光指數(shù)和溶解度這兩種要 求。例如，美國專利Nos. 5， 744， 537和6， 057， 080 7>開了包含聚合粘 合劑和碳氟化合物的水溶性TARC材料，它們具有大約1. 3-1.4的幾乎 理想的折光指數(shù)。美國專利No. 5, 879， 853還公開了可通過濕法去除 的TARC材料。美國專利No. 5，595，861類似地公開了包含部分氟化化
合物的TARC,其也可以是水溶性的。美國專利No. 6， 274， 295公開了 包含吸光化合物的TARC材料，該吸光化合物的最大吸收波長高于用于 使光致抗蝕劑曝光的曝光波長。這種TARC也可以是水溶性的。最后， 美國專利No. 5， 240, 812公開了用作酸催化的抗蝕劑組合物的罩面膜 的保護性材料以防止來自有機和無機堿蒸氣的污染。盡管沒有作為 TARC具體公開，但該罩面層也可以是水溶性的。浸漬光刻法使光刻法的應(yīng)用可能擴展至印刷更小的形貌。在浸漬 光刻法中，將透鏡和晶片之間的空氣換成水之類的液體介質(zhì)。使用折 光指數(shù)高于空氣的介質(zhì)產(chǎn)生了更高的數(shù)值孔徑(NA)，并因此能夠印 刷更小形貌。參見 "Technology Backgrounder : Immersion Lithography" ， ICKnowledge.com在http: //www, icknowledge. com 中公開，2003年5月28日。還參見L. Geppert， "Chip Making' s Wet New World" ， IEEE Spectrum,巻41， Issue 5， 2004年5月， 第29-33頁。液體浸漬光刻法面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)之一是光致抗蝕劑組分與浸漬介 質(zhì)之間的擴散。也就是說，在浸漬光刻過程中，光致抗蝕劑組分浸出 到浸漬介質(zhì)中，且浸漬介質(zhì)滲入光致抗蝕劑膜。這種擴散對光致抗蝕 劑性能是有害的并可能在4千萬美金光刻工具中造成災(zāi)難性的透鏡損 傷或污染?？梢栽诠庵驴刮g劑層上涂施表面涂料以防止材料從下方光 致抗蝕劑層中擴散出來。優(yōu)選地，該表面涂料也可以充當TARC層。由于已綠提出水作為193納米浸漬光刻法的曝光介質(zhì)，典型的水 溶性TARC襯料，例如上述那些，不能作為表面涂料用于這種技術(shù)。目 前可得的其它商業(yè)材料要求使用與半導體生產(chǎn)線(fab lines)不相容或影響光致批蝕劑的光刻性能的溶劑。需要新型表面涂料以確保在65 納米和在設(shè)計基本規(guī)則之下制造半導體器件所必須的193納米浸漬光 刻法的實施。浸漬光刻法面臨的嚴重技術(shù)挑戰(zhàn)是在光致抗蝕劑表面存在氣泡和 /或其它小粒子。小氣泡和/或粒子在光致抗蝕劑表面的存在導致可印 刷圖像的缺陷。防止這種效果的一種方法是涂施具有足夠厚度的面層
以使氣泡和/或小粒子位于透鏡焦平面外，因此它們不再可光刻印刷。 這種厚涂層可以被描述成原位薄膜。對于該應(yīng)用，這種涂層被簡稱為 薄膜。此外，厚表面涂料與現(xiàn)有技術(shù)的薄表面涂料相比可以減少抗蝕 劑組分提取到浸漬介質(zhì)中。由于現(xiàn)有技術(shù)的浸漬表面涂料在顯影劑中 的溶解速率低于下方的曝光光致抗蝕劑，這種表面涂膜必須非常薄， 因此它們可以在光致抗蝕劑顯影過程中用顯影劑迅速去除。如果表面 涂膜沒有迅速去除，就會負面影響光致抗蝕劑性能。因此，厚到足以 將表面氣泡和/或粒子移出光刻法焦平面的表面涂膜不可用在浸漬光 刻法中，除非厚表面涂膜仍然能在正常顯影條件下被迅速剝除。因此，仍然需要在顯影劑中高度可溶的、耐浸漬液的、與光致抗蝕劑相容的、并具有所需光學性能的表面涂料，以使其也可用作TARC。 發(fā)明內(nèi)容相應(yīng)地，本發(fā)明涉及在光致抗蝕劑材料上涂施的表面涂料。該表 面涂料包含至少一種溶劑和在含水堿性顯影劑中具有至少3000A/秒 的溶解速率的聚合物。本發(fā)明的聚合物含有六氟醇單體單元，該單元 包含下列兩種結(jié)構(gòu)之一其中n是整數(shù)。在另一方面，本發(fā)明涉及在基底上形成圖案化材料層的方法，該 方法包括提供在'其表面上具有材料層的基底；在基底上沉積光致抗 蝕劑組合物以在該材料上形成光致抗蝕劑層；在光致抗蝕劑層上涂施 上述表面涂科，由此形成涂布基底；根據(jù)圖案使涂布基底暴露在成像 輻射下；使涂布基底與含水堿性顯影劑接觸，其中從涂布基底上同時 去除表面涂料和一部分光致抗蝕劑層，由此在材料層上形成圖案化光致抗蝕劑層；并將光致抗蝕劑層中的圖案轉(zhuǎn)移到材料層上。


圖1是備制厚度(納米)v.時間(秒)的圖，其顯示含有MBHFAC 和NBHFA的本發(fā)明的表面涂料的溶解速率。圖2A和2B顯示了采用在成像之前涂施在每一光致抗蝕劑層上的 2. 2微米本發(fā)明的表面涂料，在水浸時在193納米成像并顯影的已顯 影商業(yè)光致抗蝕劑的兩個SEM。
具體實施方式
本發(fā)明涉及包含至少 一種溶劑和在含水堿性顯影劑中具有至少 3000A/秒的溶解速率的聚合物的表面涂料。該聚合物包含其中帶有六 氟醇部分的重復單元。該表面涂料優(yōu)選高度可溶于含水堿性顯影劑但 不溶于水以使其可用于193納米浸漬光刻法。此外，本發(fā)明的表面涂 料可調(diào)節(jié)至卑當TARC，從而可以實現(xiàn)更好的成像工藝控制。對于使用 水作為膝光介質(zhì)的193納米浸漬光刻法，TARC材料的最佳折光指數(shù)為 大約1.5至大約1.7。本發(fā)明還涉及包含下述聚合物和至少一種溶劑的表面涂料一該聚 合物包含具有下列兩種結(jié)構(gòu)之一的六氟醇單體單元其中n是整數(shù)。上示單尿單元(I)是雙六氟醇單體，單體單元(II)是單六氟醇 單體。
本發(fā)明還涉及包含共聚物的表面涂料一該共聚物包含用六氟醇基團分配的曱基丙蜂酸環(huán)己醇酯單體(雙環(huán)己基HFAMA)和一個或多個 構(gòu)成該共聚物的最多50摩爾％的共聚單體。當所述共聚物包含雙環(huán)己 基HFAMA單斧和一個以上的共聚單體時，所述一個以上共聚單體可以 相同或不同」所述一個或多個共聚單體包括，但不限于，曱基丙烯酸 酯和/或丙烯酸酯。優(yōu)選甲基丙烯酸酯共聚單體包括曱基丙烯酸曱酯、 曱基丙烯酸乙酯、脂環(huán)族曱基丙烯酸酯、或無環(huán)烷基取代的曱基丙烯 酸酯，其中烷基和脂環(huán)可以獨立地具有1至12個碳原子。此外，可以 摻入其它曱基丙烯酸酯單體，例如甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、 甲基丙烯酸羥丙酯、或羥基取代的脂環(huán)族曱基丙烯酸酯、或無環(huán)羥烷 基取代的甲基丙烯酸酯，其中烷基和脂環(huán)獨立地具有1至12個碳原子， 從而改進表面涂料聚合物的機械性能或其與下方光致抗蝕劑聚合物的 粘合性。優(yōu)選的丙烯酸酯共聚單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、脂 環(huán)族丙烯酸酯、無環(huán)烷基取代的丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、 丙烯酸羥丙酯、羥基取代的脂環(huán)族丙烯酸酯、和無環(huán)羥烷基取代的丙 烯酸酯，其中烷基和脂環(huán)獨立地具有1至12個碳原子。本領(lǐng)域技術(shù)人 員理解的是，合適的共聚單體還包括上述曱基丙烯酸酯和丙烯酸酯共 聚單體的任何類似的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。下面顯示了包含單體 單元(I)和一個共聚單體的共聚物的結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是，上述共聚物可以包含單體單元(I)和一個以上共聚單體，其中一個以 上共聚單體可以是相同或不同的共聚單體單元。其中R是d 至Cu無環(huán)烷基、d至Cu脂環(huán)族羥基取代的d至Cu 無環(huán)烷基、或羥基取代的d至dJ旨環(huán)；n是整數(shù)，m是等于或小于n
的整數(shù)。本發(fā)明進一步涉及本發(fā)明的表面涂料在光致抗蝕劑上的涂層，其 厚到足夠?qū)⒈砻鏆馀?、小粒子?或其它污染物移出光刻法焦平面。這 防止在光致抗蝕劑曝光和顯影過程中出現(xiàn)缺陷。"厚"是指厚度為光致抗蝕劑的大約10-20倍。表面涂料的典型厚度為大約1至大約10微米。上述至少一種溶劑優(yōu)選與下方的光致抗蝕劑材料不混溶。合適的 溶劑包括，但不限于烴醇，例如l-丁醇、2-乙基己醇、甲醇、乙醇、 l-丙醇、乙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，2-丙二 醇、1，3-丙二醇、和含有4至8個碳原子的其它烴醇。本發(fā)明的聚合物優(yōu)選高度可溶于含水堿性顯影劑但不溶于水，這 樣該表面涂料可以在抗蝕劑顯影過程中用傳統(tǒng)光致抗蝕劑顯影劑迅速 剝除。為了用在厚涂層中，本發(fā)明的聚合物最優(yōu)選具有使本發(fā)明的涂 料的厚膜的去除時間與標準顯影相容的高聚合物溶解速率。也就是說， 厚膜與標準顯影時間相比可以更迅速地剝除。此外，本發(fā)明的聚合物優(yōu)選對下方光致抗蝕劑材料所用的適當膝 光輻射基本光學透明，從而使光致抗蝕劑材料圖案化。為了用在厚涂 層中，本發(fā)明的聚合物最優(yōu)選在193納米基本光學透明。本發(fā)明的聚合物優(yōu)選具有大約1. 2至大約1. 8的折光指數(shù)。對于 使用水作為曝光介質(zhì)的193納米浸漬光刻法，本發(fā)明的聚合物的折光 指數(shù)最優(yōu)選為大約1. 5至大約1. 7。本發(fā)明的聚合物還優(yōu)選具有大約3K至大約500K道爾頓的可調(diào)聚 合物分子量以便配制具有足夠粘度的高固含量可旋轉(zhuǎn)澆注溶液。由于 在提高聚合物分子量時涂層的機械耐久性改進，本發(fā)明的聚合物尤其 優(yōu)選具有20K至500K道爾頓的高聚合物分子量以用在厚涂層中。也可 以添加共聚單體以制備具有改進的機械耐久性的共聚物材料和調(diào)節(jié)涂 層的折光指數(shù)。由于低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)能夠提高光致抗蝕劑組分擴散到面 層中，從而導致降低的光致抗蝕劑成像性能，因此本發(fā)明的優(yōu)選表面
涂料是具有高Tg的聚合物。"高"是指大致等于光致抗蝕劑加工溫度 的Tg。聚合物更優(yōu)選具有高于所要求的抗蝕劑加工溫度的Tg。聚合物 最優(yōu)選具有等于或高于大約130匸的Tg。在一個示例性實施方案中，氟醇基表面涂料聚合物是聚(l-曱基丙 烯酰氧基(methacroyl)-雙-3， 5-六氟異丙醇-環(huán)-己醇)(下文 "MBHFAC")。在另一實施方案中，氟醇基表面涂料聚合物是聚(降冰 片烷基六氟SJ)(下文"NBHFA，，)。這兩種材料具有下列結(jié)構(gòu)，其中 n是整數(shù)。OHMBHFAC這種氟醇的光學性質(zhì)非常適合浸漬應(yīng)用。例如，這些均聚物的吸 光度在193納米分別為0. 126/微米和0. 021/微米。任一材料的最多大 約3微米厚的薄膜仍然具有足以用作浸漬面層的在193納米的透明度。 這種聚合物的折光指數(shù)為大約1.55至大約1.6，與折光指數(shù)大約1.7 的193納米光致抗蝕劑配對時提供近乎理想的抗反射涂層。此外，這 兩種聚合物的結(jié)構(gòu)都容易改性以優(yōu)化表面涂料的光學性質(zhì)。由于在優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明的表面涂料以大約10-20倍于光 致抗蝕劑的厚度涂布，厚面層(也稱作薄膜)的高溶解速率是重要的。 圖1顯示了這兩種聚合物在0. 26N氬化四甲銨(TMAH )中的溶解速率。 注意即使對于更緩慢的NBHFA聚合物溶解速率，3微米厚的薄膜在正 常顯影條件下也能在IO秒內(nèi)溶解，并可用在具有標準60秒顯影時間 的方法中。甲基丙烯酸酯基聚合物(MBHFAC)具有更快的溶解速率。 此外，包含上述雙-六氟醇單體單元U)的聚合物具有明顯更高的Tg， 由此由于小分子組分更少從光致抗蝕劑層擴散到面層中，產(chǎn)生更好的
顯象性能。這兩種聚合物的分子量都可以在寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。例如，可以容易地制備低至3K道爾頓和高至500K道爾頓的分子量。各種分子量的摻 合物和聚合物組合物可用于改變?nèi)芙夂蜐沧⑿阅堋Ｔ诟叻肿恿肯拢?聚合物溶解速率可以更低，但仍然能夠在不干擾下方圖案化光致抗蝕 劑膜的顯影的情況下去除本發(fā)明的表面涂料。此外，這兩種聚合物易 溶于適用作澆注溶劑的烴醇中。下列結(jié)構(gòu)顯示了現(xiàn)有技術(shù)的表面涂料的聚合物組成?，F(xiàn)有技術(shù)的 材料包含甲基丙烯酸異丙基六氟醇酯UpHFAMA)，并具有摩爾比為 70: 20: 10的IpHFAMA/HADMA/HEMA組成?，F(xiàn)有技術(shù)的聚合物的Tg為大 約ioox:，其低于下方光致抗蝕膜的加工溫度。70:20 : 10艱有技術(shù)的表面涂料下列結(jié)辨顯示了本發(fā)明的聚合物的實施方案，其包括雙環(huán)己基 HFAMA單體并具有摩爾比為70: 20: 10的雙環(huán)己基HFAMA/HADMA/HEMA 組成。與現(xiàn)有技術(shù)的材料相反，包含雙環(huán)己基HFAMA單體的本發(fā)明的 聚合物具有160C的Tg，其充分高于所要求的光致抗蝕劑加工溫度。70 : 20 : 10 本發(fā)明的表面涂料聚合物例子圖2A和2B顯示了由兩種商業(yè)光致抗蝕劑在大約160納米涂布， 再用2.2微米本發(fā)明的表面涂料涂布，成像并顯影而產(chǎn)生的光致抗蝕 劑線的光致抗蝕劑圖像的SEM照片。根據(jù)圖2A和2B的SEMs,采用本 發(fā)明的表面涂料的圖案表現(xiàn)出近乎完美的正方形。在本發(fā)朋的另一方面中，表面涂料可用于在基底上形成圖案化材 料層的方法中。該材料層可以是，例如，陶瓷、電介體、金屬或半導 體層，例如在高性能集成電路器件和相關(guān)的芯片載體封裝的制造中使 用的那些。在所述方法中，將光致抗蝕劑組合物首先通過已知方式沉積在基 底上以在該材料上形成光致抗蝕劑層。然后將帶有光致抗蝕劑層的基 底焙燒(后涂施焙燒，下文為"PAB")以從光致抗蝕劑組合物中去除 任何溶劑并政進光致抗蝕劑層的內(nèi)聚力。典型的PAB焙燒溫度為大約 80匸至大約150匸。典型的光致抗蝕劑厚度為大約100至大約500納 米?？梢允褂萌魏魏线m的抗蝕劑組合物，例如美國專利No s. 6, 534, 239 和6， 635，40;i B2中和2003年9月16日提交的美國專利申請No. 10/663， 553 .中公開的抗蝕劑組合物，其公開內(nèi)容經(jīng)此引用并入本文。接著，在光致抗蝕劑層上涂施本發(fā)明的表面涂料，由此形成涂布 基底。對于20-30重量。/。聚合物溶液，2-5K RPM的轉(zhuǎn)速可以產(chǎn)生l-3 微米厚的涂層。對于5英寸晶片，在室溫的分配量為1-3毫升。然后 將涂布基底焙燒(軟焙燒)以從表面涂料中去除任何溶劑并改進涂層
的內(nèi)聚力。典型的軟焙燒溫度為大約90C。典型的軟焙燒時間為大約 90秒。然后使涂布基底透過圖案化掩模暴露在適當?shù)妮椛湓聪?。在?個示例性實施方案中，成像輻射是193納米輻射。在另一實施方案中， 成像輻射是157納米輻射。在另一實施方案中，成像輻射是248納米 輻射。也可以使用浸漬光刻法使涂布基底暴露在這種成像輻射下，其 中在曝光之前對涂布基底施加成像介質(zhì)。在優(yōu)選實施方案中，成像介 質(zhì)是水。然后將曝光基底焙燒(后曝光焙燒)以改進光致抗蝕劑和涂 層的內(nèi)聚力。.典型的后啄光焙燒溫度由光致抗蝕劑的性質(zhì)決定。本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員無需過度實驗就可以確定必需的條件。
曝光基底隨后與含水堿性顯影劑，例如0. 263N氫氧化四曱銨接 觸，由此從涂布基底上去除表面涂料和一部分光致抗蝕劑層。與顯影 劑的接觸在材料層上形成圖案化光致抗蝕劑層。
光致抗蝕劑層中的圖案隨后可以轉(zhuǎn)移到下方基底上的材料層上。 通常，通過反應(yīng)性離子蝕刻或一些其它蝕刻技術(shù)實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。本發(fā)明的 方法可用于產(chǎn)生圖案化材料層緒構(gòu)，例如可用在集成電路器件設(shè)計中 的金屬布線線路、接觸用的孔或通孔、絕緣部分(例如波紋溝槽或淺 溝槽隔離)，電容器結(jié)構(gòu)用的溝槽等等。
用于制造這些(陶瓷、電介體、金屬或半導體)部件的方法通常 包括提供待圖案化的材料層或基底部分，在材料層或部分上涂施光致 抗蝕劑層，在光致抗蝕劑層上涂施面層，根據(jù)圖案使面層和光致抗蝕 劑層暴露在輻射下，后啄光焙燒曝光抗蝕劑，通過使曝光面層和光致 抗蝕劑與顯影劑接觸來使圖案顯影，在圖案間隙處蝕刻光致抗蝕劑層 下方的層，由此形成圖案化材料層或基底，并從基底上去除任何殘留 光致抗蝕劑。在一些情況下，可以在光致抗蝕劑層下方使用硬掩模以 利于圖案轉(zhuǎn)移到另一下方材料層或部分上。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不 限于任何特定光刻技術(shù)或器件構(gòu)造。提供下列非限制性實施例以進一步例證本發(fā)明。因為實施例僅用 于例證，本文具體說明的發(fā)明不限于此。
實施例1:聚(l-曱基丙烯酰氧基-雙-3， 5-六氟異丙醇-環(huán)己醇)的 合成。為100毫升3頸燒瓶配備磁攪拌器、溫控加熱罩、內(nèi)部熱電偶 溫度計、帶有氮氣引入管的Friedrichs冷凝器。在燒瓶中裝入7.5 克(15毫摩爾)l-甲基丙烯酰氧基-雙-3，5-六氟異丙醇-環(huán)己醇、1-十二烷硫醇(0. 151克，0. 75毫摩爾)和22. 5克甲乙酮。將反應(yīng)混合 物用氮吹掃，并加熱至75。C內(nèi)部溫度。然后在反應(yīng)混合物中添加聚合 引發(fā)劑二甲基-2， 2，-偶氮雙異丁酸酯(Waco Chemicals V-601 )( 0. 207 克，0. 9亳摩爾)，將其用氮吹掃，然后在氮氣氛下加熱至回流20小 時。將混合物冷卻至室溫并緩慢添加到2. O升迅速攪拌的己烷中。過 濾收集所得聚合物固體，用三份100毫升己烷洗滌，然后在真空爐中 在低于500milliTorr干燥3天。獲得6. 62克干燥聚合物產(chǎn)量。聚合 物的分子量為6. 2K道爾頓(在四氫呋喃中的GPC，與聚苯乙烯標準品 比較)。實施例2:如上進行反應(yīng)，只是在反應(yīng)容器中裝入10克(20毫摩 爾)1-甲基丙烯酰氧基-雙-3，5-六氟異丙醇-環(huán)己醇和30克甲乙酮。 將反應(yīng)混合物用氮吹掃，并加熱至75X:內(nèi)部溫度。然后在反應(yīng)混合物 中添加聚合引發(fā)劑二甲基-2，2，-偶氮雙異丁酸酯(Waco Chemicals V-601 ) ( 0.138克，0.6毫摩爾)，將其用氮吹掃，然后在氮氣氛下 加熱至回流20小時。在己烷中沉淀，過濾并干燥后，獲得具有大約 150K道爾頓的GPC Mw的8. 92克聚合物。實施例3:如上進行反應(yīng)，只是在反應(yīng)容器中裝入8克(16毫摩 爾)1-曱基丙烯酰氧基-雙-3，5-六氟異丙醇-環(huán)己醇、0.40克曱基丙 烯酸甲酯(0. 4亳摩爾)和30克丙酮。將反應(yīng)混合物用氮吹掃，并加 熱至56C內(nèi)部溫度。然后在反應(yīng)混合物中添加聚合引發(fā)劑二甲基 -2，2'-偶氮雙異丁酸酯(Waco Chemicals V-601 ) ( 0.092克，0.4 毫摩爾)，將其用氮吹掃，然后在氮氣氛下加熱至回流20小時。在己 烷中沉淀，過濾并干燥后，獲得具有高于250K道爾頓的GPCMw的8. 16
克聚合物。工業(yè)適用性本發(fā)明涉及可用于制造集成電路并特別可用于光刻法，更特別可 用于浸漬光刻法的表面涂料。
權(quán)利要求
1.在光致抗蝕劑材料上涂施的表面涂料，其包含至少一種溶劑和在含水堿性顯影劑中具有至少3000/秒的溶解速率的聚合物。
2. 權(quán)利要求1的表面涂料，其中該聚合物含有六氟醇單體單元， 該單元包含下列兩種結(jié)構(gòu)之一<formula>formula see original document page 2</formula>/<formula>formula see original document page 2</formula>其中n是整數(shù)。
3.權(quán)利要求1的表面涂料，其中該聚合物是共聚物，所述共聚物 包含具有下列結(jié)構(gòu)的六氟醇單體<formula>formula see original document page 2</formula>其中n是整數(shù)；還包含襲多50摩爾％的一種或多種甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯共聚單體。
4.權(quán)利要求3的表面涂料，其中所述一種或多種甲基丙烯酸酯共 聚單體選自曱基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、脂環(huán)族甲基丙烯酸酯、無環(huán)烷基取代的曱基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基 丙烯酸羥丙酯、羥基取代的脂環(huán)族甲基丙烯酸酯、和無環(huán)羥烷基取代的 甲基丙烯酸酯，其中烷基和脂環(huán)獨立地具有1至l2個碳原子。
5. 權(quán)利要求3的表面涂料，其中所述一種或多種丙烯酸酯共聚單 體選自丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、脂環(huán)族丙烯酸酯、無環(huán)烷基取代的丙 烯酸酯、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、羥基取代的脂環(huán)族丙 烯酸酯、和無環(huán)羥烷基取代的丙烯酸酯，其中烷基和脂環(huán)獨立地具有1 至12個碳原子。
6. 權(quán)利要求1的表面涂料，其具有大約1至大約IO微米的厚度以 使其中存在的氣泡或小粒子不可光刻印刷。
7. 權(quán)利要求1的表面涂料，其中所述至少一種溶劑與光致抗蝕劑 材料不混溶。
8. 權(quán)利要求l的表面涂料，其中所述至少一種溶劑是烴醇。
9. 權(quán)利要求l的表面涂料，其中所述至少一種溶劑選自l-丁醇、 甲醇、乙醇、l-丙醇、乙二醇、1，2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、 1， 2-丙二醇、.1， 3-丙二醇、和含有4至8個碳原子的其它烴醇。
10. 權(quán)利要求l的表面涂料，其中聚合物不可溶于水。
11. 權(quán)利要求1的表面涂料，其中聚合物對下方光致抗蝕劑材料所 用的適當曝光輻射基本光學透明。
12. 權(quán)利要求l的表面涂料，其中聚合物具有大約1.2至大約1.8 的折光指數(shù)。
13. 權(quán)刊要求l的表面涂料，其中聚合物具有大約1.5至大約1.7 的折光指數(shù)。
14. 權(quán)刊要求1的表面涂料，其中聚合物具有大約3K道爾頓至大 約500K道爾頓的可調(diào)分子量。
15. 權(quán)利要求.l的表面涂料，其中聚合物具有等于或高于光致抗蝕 劑加工溫度的Tg。
16. 權(quán)刊要求l的表面涂料，其中聚合物具有大約130C或更高的Tg。
17. 在碁底上形成圖案化材料層的方法，該方法包括 提供在其表面上具有材料層的基底；在基底上沉積光致抗蝕劑組合物以在該材料上形成光致抗蝕劑層； 在光致抗蝕劑層上涂施表面涂料，由此形成涂布基底，表面涂料包含含有六氟醇單體單元的聚合物，該單元包含下列兩種結(jié)構(gòu)之一<formula>formula see original document page 4</formula>(I)其中n是整數(shù)；根據(jù)圖案使涂布基底暴露在成像輻射下；使涂布基底與含水堿性顯影劑接觸，其中從涂布基底上同時去除表 面涂料和一部分光致抗蝕劑層，由此在材料層上形成圖案化光致抗蝕劑 層；并將光致抗蝕劑層中的圖案轉(zhuǎn)移到材料層上。
18. 權(quán)利要求17的方法，其中通過使抗蝕劑層與含水堿性顯影劑 接觸來去除表面涂料和部分光致抗蝕劑層。
19. 權(quán)利要求17的方法，其中含水堿性顯影劑是0. 263N氫氧化四 甲銨。
20. 權(quán)利要求17的方法，其中材料層選自陶瓷、電介體、金屬和 半導體層。
21. 權(quán)利要求17的方法，其中成像輻射是193納米輻射。
22. 權(quán)利要求17的方法，其中成像輻射是157納米輻射。
23. 權(quán)利要求17的方法，其中成像輻射是248納米輻射。
24. 權(quán)利要求17的方法，其在根據(jù)圖案使涂布基底暴露在成像輻 射下之前進一步包括對涂布基底施加成像介質(zhì)的步驟。
25. 權(quán)刊要求W的方法，其中成像介質(zhì)是水。
26. 權(quán)利要求17的方法，其中通過去除沒有被圖案化光致抗蝕劑 層覆蓋的材料層部分，將光致抗蝕劑層中的圖案轉(zhuǎn)移到材料層上。
27. 權(quán)利要求26的方法，其中通過蝕刻沒有被圖案化光致抗蝕劑 層覆蓋的區(qū)域中的材料層，去除部分材料層。
28.權(quán)利要求26的方法，其中使用反應(yīng)性離子蝕刻去除部分材料
全文摘要
公開了在光致抗蝕劑材料上涂施的表面涂料。該表面涂料包含至少一種溶劑和在含水堿性顯影劑中具有至少3000/秒的溶解速率的聚合物。該聚合物含有六氟醇單體單元，該單元包含下列兩種結(jié)構(gòu)之一(I)，其中n是整數(shù)。該表面涂料可用在光刻法中，其中將該表面涂料涂施在光致抗蝕劑層上。表面涂料優(yōu)選不溶于水，因此特別可用在使用水作為成像介質(zhì)的浸漬光刻技術(shù)中。
文檔編號G03C1/00GK101164013SQ200680004726
公開日2008年4月16日 申請日期2006年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月23日
發(fā)明者C·E·拉森, D·吉爾, G·M·沃爾拉夫, L·K·森德伯格, P·J·布羅克, R·D·艾倫, W·D·欣斯伯格 申請人:國際商業(yè)機器公司