專利名稱：沉浸式石印流體的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)是2004年1月23提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/764,227的系列申請(qǐng)，其公開的內(nèi)容在本文中全文引用以供參考。
背景技術(shù)：
沉浸式石印在給定的曝光波長(zhǎng)下能比常規(guī)的投影石印提供更好的分辨力增強(qiáng)和更高的數(shù)值孔徑。例如，沉浸式石印能將在193nm的波長(zhǎng)下的石印延伸到45 nm的節(jié)點(diǎn)或以下，從而提供一種157nm的曝光波長(zhǎng)，遠(yuǎn)紫外(EUV)、和其它可能的技術(shù)的備用方案。
用光石印系統(tǒng)可以印刷的最小特征寬度(W)由瑞利方程W＝(k1λ)/(NA)決定，其中k1是分辨率因子，λ是曝光輻射的波長(zhǎng)，而NA是數(shù)值孔徑。數(shù)值孔徑(NA)由方程N(yùn)A＝nsinα確定，其中n是透鏡周圍介質(zhì)的折射率，而α是透鏡的接受角。對(duì)于將空氣用作透鏡和晶片之間的介質(zhì)的曝光系統(tǒng)，NA的物理極限是1。空氣是最差的介質(zhì)，因?yàn)楫?dāng)光離開玻璃時(shí)，空氣的折射率可導(dǎo)致相當(dāng)高的撓度。由于水和玻璃的折射率分別約為1.44和1.52，發(fā)生撓度更少，從而具有更強(qiáng)和更深的聚焦。
在沉浸式石印中，透鏡和基質(zhì)之間的空間用液體填充，該液體在本文中稱為沉浸流體，具有大于1的折射率。沉浸流體優(yōu)選的是應(yīng)該在工作波長(zhǎng)例如193nm和157nm下具有低的光學(xué)吸收，與光致抗蝕劑和透鏡材料兼容，均勻并且無(wú)污染。對(duì)于193nm沉浸式石印，優(yōu)選的沉浸流體為超純水。超純水具有的折射率約為1.44，在高達(dá)6mm的工作距離處顯示小于5％的吸光率，與光致抗蝕劑和透鏡材料兼容，并且在其超純形式中無(wú)污染。利用n＝1.44并且假設(shè)sinα能達(dá)到0.93應(yīng)用瑞利方程，193nm的特征寬度能達(dá)到理論最小的分辯率為36nm。還有被認(rèn)為用于15nm沉浸式石印的其它沉浸流體是KRYTOXTM和全氟聚醚(PFPE)。
目前為止，沉浸式石印還沒(méi)有在商業(yè)半導(dǎo)體處理中廣泛實(shí)現(xiàn)，部分原因是，有可能通過(guò)常規(guī)方法提高分辨率，但也有部分原因是在進(jìn)行沉浸式蝕刻中的實(shí)際限制。對(duì)于典型的193nm的曝光工具的晶片臺(tái)(stage)從一個(gè)位置穿過(guò)掃描每一區(qū)域的標(biāo)線影像的晶片到另一位置。為了獲得高的生產(chǎn)能力，臺(tái)(stage)應(yīng)該能很快加速、準(zhǔn)確地移動(dòng)到下一區(qū)域位置、停留、掃描圖像，并且然后在短時(shí)間間隔內(nèi)移向下一個(gè)位置。沉浸流體一般利用該沉浸流體的射流引入到透鏡和基質(zhì)的抗蝕劑表面之間。透鏡和抗蝕劑表面之間的空間，在本文中被稱為工作距離，小于6mm或典型地為1mm。由于各種因素，如短的加工周期，小的工作距離，以及沉浸物流的動(dòng)態(tài)學(xué)，在透鏡和涂覆抗蝕劑的晶片之間維持一致無(wú)氣泡的液體是非常困難的。而且，缺乏具有合適的光學(xué)透過(guò)特性并與石印系統(tǒng)化學(xué)兼容的沉浸流體。
發(fā)展沉浸系統(tǒng)的要求急劇增長(zhǎng)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)常規(guī)方法，如減小波長(zhǎng)，獲得分辨率提高的能力顯得日益困難，特別是在低于365nm的波長(zhǎng)尤其如此。此外，隨著利用空氣作為沉浸介質(zhì)由石印方法產(chǎn)生的數(shù)值孔徑或NAs接近理論極限，利用常規(guī)方法的進(jìn)展受到限制。因此，需要一種與沉浸式石印系統(tǒng)，特別是具有工作波長(zhǎng)小于365nm的那些系統(tǒng)，相兼容的沉浸流體。
發(fā)明概述本文公開了包含至少一種載體介質(zhì)的沉浸流體，包含至少一種載體和至少一種添加劑的沉浸流體，以及本文中使用的添加劑。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供一種沉浸流體，其包括約1ppm到最大溶解度極限的至少一種選自下列的添加劑烷基醇；烷基乙氧基化物、烷基丙氧基化物、及其衍生物；烷基酸酯；包含胺基的烷基胺；烷基胺乙氧基化物；炔屬醇、炔屬二醇、及其環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷衍生物；烷基聚糖苷；嵌段低聚物；環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合物；縮水甘油醚；縮水甘油醚的葡糖胺衍生物；脲；含硅氧烷化合物；氟代或者部分氟代的炔屬醇、二醇及其衍生物；含氟表面活性劑；離子性液體；鹽；和電解質(zhì)，條件是如果至少一種添加劑是含氟表面活性劑，則沉浸流體包含約1重量％或以上的水流體。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面中，提供在140nm到365nm范圍內(nèi)的工作波長(zhǎng)具有透光率為50％或更大的沉浸流體，該沉浸流體包括至少一種載體介質(zhì)，其選自水流體、非水流體、及其混合物，其中該至少一種載體介質(zhì)在工作波長(zhǎng)下具有大于或等于水的折射率；和具有約1ppm到最大溶解度極限的至少一種選自下列的添加劑烷基醇；烷基乙氧基化物、烷基丙氧基化物、及其衍生物；烷基酸酯；包含胺基的烷基胺；烷基胺乙氧基化物；炔屬醇、炔屬二醇、及其環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷衍生物；烷基聚糖苷；嵌段低聚物；環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合物；縮水甘油醚縮水甘油醚的葡糖胺衍生物；脲；含硅氧烷化合物；氟代或者部分氟代的炔屬醇、二醇及其衍生物；含氟表面活性劑；離子性液體；鹽；和電解質(zhì)，條件是如果至少一種添加劑是含氟表面活性劑，則沉浸流體包含約1重量％或以上的水流體。
在本發(fā)明進(jìn)一步的方面中，提供在140nm到365nm范圍內(nèi)的工作波長(zhǎng)具有透光率為50％或更大的沉浸流體，其包括至少一種選自水流體、非水流體、及水流體和非水流體的混合物的載體介質(zhì)，其中該至少一種載體介質(zhì)在工作波長(zhǎng)下具有大于或等于水的折射率，并且其中，如果該至少一種載體介質(zhì)是混合物，則該非水流體是水混溶性的。
幾個(gè)附圖的簡(jiǎn)述

圖1提供在未曝光的193nm光致抗蝕劑上本發(fā)明沉浸流體的各種實(shí)施方案的動(dòng)態(tài)接觸角的測(cè)量。
圖2提供利用UV光譜儀測(cè)量的超純水和本發(fā)明沉浸流體的實(shí)施方案的吸收光譜。
圖3提供在本發(fā)明沉浸流體的各種實(shí)施方案中膜厚度的改變與超純水的對(duì)比。
圖4在比較本文中公開的各種沉浸流體在193nm的波長(zhǎng)下的絕對(duì)折射率。
圖5提供在未曝光的193nm光致抗蝕劑上本發(fā)明沉浸流體的各種實(shí)施方案的動(dòng)態(tài)接觸角的測(cè)量。
發(fā)明詳述本文公開了包含至少一種載體介質(zhì)或者包含至少一種載體介質(zhì)和至少一種添加劑的沉浸流體，該沉浸流體在140到365nm范圍內(nèi)的工作波長(zhǎng)，特別是157nm和/或193nm的波長(zhǎng)，適用于進(jìn)行沉浸式石印。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“載體介質(zhì)”是指水流體、非水流體、或其混合物，它們本身可以單獨(dú)使用，或者給其添加至少一種添加劑以提供一種沉浸流體。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“流體”是指氣體、液體、納米顆粒懸浮液、過(guò)飽和液體，蒸汽，及其組合。在其中水流體、非水流體、和/或沉浸流體包含納米懸浮液的實(shí)施方案中，此處包含的納米顆粒的平均粒徑約為工作波長(zhǎng)的20％或更小。
人們認(rèn)為在該至少一種載體介質(zhì)中，存在至少一種添加劑，例如在沉浸流體中的鹽、表面活性劑、電解質(zhì)或其混合物，或者該沉浸流體包含至少一種載體介質(zhì)而沒(méi)有添加至少一種添加劑，可提供至少以下一個(gè)益處改善沉浸流體對(duì)涂覆抗蝕劑的基質(zhì)的潤(rùn)濕；通過(guò)明顯地減少微泡和納米泡的形成來(lái)降低缺陷的形成；通過(guò)在耐沉浸流體界面或抗蝕劑保護(hù)層和沉浸流體界面上形成一個(gè)或者多個(gè)單層團(tuán)聚體，從而防止從抗蝕劑中浸析出任何化學(xué)物質(zhì)來(lái)保護(hù)抗蝕劑表面；當(dāng)添加到在工作波長(zhǎng)下具有等于或大于水的折射率的沉浸流體內(nèi)，例如添加到在193nm的工作波長(zhǎng)下折射率等于或大于1.44的沉浸流體內(nèi)時(shí)，使特征尺寸最小化并使分辨率最大化，從而可以獲得更小的特征尺寸；如果載體介質(zhì)如水在140到365nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有低的吸光率，則增加沉浸流體的折射率，只要在光致抗蝕劑和光學(xué)系統(tǒng)之間沒(méi)有相互作用；通過(guò)向該載體介質(zhì)添加至少一種添加劑使當(dāng)暴露于光或熱中時(shí)特征尺寸的變化最小化，該添加劑具有相反的折射率/溫度特征(dn/dT)，可以使暴露于激光或熱中時(shí)折射率的變化達(dá)到最小或消除。而且，向載體介質(zhì)添加至少一種添加劑，或載體介質(zhì)本身，可以提供一種沉浸流體，該沉浸流體在一個(gè)或者多個(gè)工作波長(zhǎng)下不明顯地增加沉浸流體的吸光率，或維持吸光率低于5％，或低于1％，或低于0.5％。包含至少一種載體介質(zhì)和至少一種添加劑的沉浸流體，或包含至少一種載體介質(zhì)的沉浸流體，可以表現(xiàn)出50％或更高，80％或更高，或90％或更高的總透光率。
如前面所述，沉浸流體可包含至少一種載體介質(zhì)，該載體介質(zhì)為添加有至少一種添加劑的水流體、非水流體、或其混合物，或者沉浸流體可以是載體介質(zhì)本身。
在一些實(shí)施方案中，載體介質(zhì)可包括水流體。在這些實(shí)施方案中，在工作波長(zhǎng)下，折射率可以等于或大于水的折射率，例如，在193nm的工作波長(zhǎng)下，折射率為1.44。而且，水流體在石印系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)如140到365nm的波長(zhǎng)下傳播光。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“水”是指一種流體分散介質(zhì)，含有至少80重量％，優(yōu)選90重量％，和更優(yōu)選至少95重量％的水。合適的水流體的實(shí)例包括去離子水、超純水、蒸餾水、重蒸餾水、和高效液相色譜(HPLC)級(jí)水或具有低金屬含量的去離子水。
在一些實(shí)施方案中，載體介質(zhì)可包括非水流體。在這些實(shí)施方案中，除了使用水流體之外，還使用了非水流體，或用非水流體代替水流體。在這些實(shí)施方案中，所選的非水流體優(yōu)選為不與沉浸流體其它成分、基質(zhì)上的光致抗蝕劑涂層、系統(tǒng)光學(xué)裝置、或基質(zhì)本身反應(yīng)。在其中沉浸流體具有至少一種添加劑包含于其中的實(shí)施方案中，非水流體優(yōu)選不與包含于其中的該至少一種添加劑反應(yīng)。合適的流體包括，但不局限于，烴及其衍生物，包括，但不局限于，環(huán)烷烴和無(wú)環(huán)烷烴(例如，十二烷、己烷、戊烷、十六烷、環(huán)己烷、雙環(huán)己烷、三環(huán)己烷、十氫化萘、和環(huán)戊烷、(部分或者全部)氟代的烴及其衍生物(例如，全氟代環(huán)己烷和全氟萘烷)；SF5-官能化烴；鹵代烴(例如，F(xiàn)reon 113)；醚(例如，乙醚(Et2O)，四氫呋喃(“THF”)、乙二醇及其衍生物、單甲基醚、或2-甲氧基乙基醚(二甘醇二甲醚))、和酯及其衍生物(例如，辛酸鈉和全氟辛酸鈉)。還有進(jìn)一步的示范性流體包括乳酸鹽、丙酮酸鹽、和二醇。這些流體包括酮，例如，但不局限于，丙酮、乙酸乙酯、環(huán)己酮、丙酮、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、和甲基乙基酮。其它示范性非水流體包括酰胺，例如，但不局限于，二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙酸酐、丙酸酐等。示范性非水流體可以包括，但不局限于，含硫化合物，例如硫醇(例如，月桂基硫醇)，砜(例如，二甲砜、二苯砜、亞砜(二甲亞砜)。還有進(jìn)一步的非水流體包括醇，例如丙二醇丙基醚(PGPE)、甲醇、四氫糠醇、1-甲基環(huán)己醇、環(huán)己醇、2-甲基環(huán)己醇、金剛烷甲醇(adamantemethanol)、環(huán)戊醇、二甲基-3-庚醇、二甲基-4-庚醇、十二烷醇、油醇、戊醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，4-丁二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1-十二烷醇、環(huán)辛烷、乙醇、3-庚醇、2-甲基-1-戊醇、5-甲基-2-己醇、順式-2-甲基環(huán)己醇、3-己醇、2-庚醇、2-己醇、2，3-二甲基-3-戊醇、丙二醇甲基醚的醋酸酯(PGMEA)、乙二醇及其衍生物、聚乙二醇及其衍生物、異丙醇(IPA)、正丁基醚、丙二醇正丁基醚(PGBE)、1-丁氧基-2-丙醇、2-甲基-3-戊醇、醋酸2-甲氧基乙基酯、2-丁氧基乙醇、乙酰醋酸2-乙氧基乙基酯、1-戊醇、丙二醇甲基醚、3，6-二甲基-3，6-辛醇、麥芽糖、山梨糖醇、甘露醇、過(guò)度、全部和部分水解聚(乙烯)醇、1，3-丁二醇、丙三醇及其衍生物例如硫甘油。進(jìn)一步的非水流體可以包括酸，例如，硫酸、乳酸、辛酸、多磷酸、磷酸、六氟磷酸、酒石酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、二氯乙酸、丙酸、和檸檬酸。還有一些非水流體可以是硅酮例如硅油。還有進(jìn)一步的非水流體包括1，4-二氧雜環(huán)己烷、1，3-二氧雜環(huán)戊烷、碳酸亞乙酯、異丙二醇碳酸酯、和間甲酚。以上列舉的非水流體可以單獨(dú)使用，與一種或多種其它非水流體組合使用，或與水流體組合使用。
在一些實(shí)施方案中，載體介質(zhì)可包括至少一種水流體和至少一種非水流體的混合物。在這些實(shí)施方案中，沉浸流體可以含有至少一種非水流體，該非水流體可與水流體混溶或可與水混溶。在沉浸流體中非水流體的用量可以在約1到約99重量％，或約1到50重量％的范圍內(nèi)，在沉浸流體中平衡量的載體介質(zhì)包括水流體。水混溶性非水流體的實(shí)例包括，但不局限于，甲醇、乙醇、異丙醇、丙三醇、乙二醇及其衍生物、聚乙二醇及其衍生物和THF。
在一些實(shí)施方案中，一些非水流體，所具有的折射率大于或等于水的折射率并且在140到365nm的一個(gè)或多個(gè)工作波長(zhǎng)下具有小于1cm-1，或小于0.5cm-1的比吸光度，可以將這些非水流體加入到沉浸流體中以增加沉浸流體的折射率，其用量從0.1到100％，或從1到50％。在193nm的工作波長(zhǎng)下，非水流體的折射率可以等于或者大于水或者大于1.44?？梢杂糜谠摴ぷ鞑ㄩL(zhǎng)的示范性非水流體包括，但不局限于，檸檬酸(n＝1.496)、雙環(huán)己烷(n＝1.477)、丙三醇(n＝1.4730)，或順式-2-甲基環(huán)己醇(n＝1.4633)。
在一些實(shí)施方案中，沉浸流體含有百萬(wàn)分之10份(ppm)到最大溶解度極限，或1ppm到50重量％，或10ppm到10,000ppm的至少一種添加劑。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“最大溶解度極限”是指能夠加入到載體介質(zhì)中以提供均勻溶液而無(wú)相分離和/或該至少一種添加劑沉淀的該至少一種添加劑的最大用量。在沉浸流體中，可以單獨(dú)使用，或與一種或多種其它至少一種添加劑組合使用的至少一種添加劑的實(shí)例包括烷基醇，例如具有一個(gè)或多個(gè)羥基的聚合醇；烷基乙氧基化物、烷基丙氧基化物、及其(PO)衍生物，它們可以進(jìn)一步包括單個(gè)和多個(gè)親水單元(例如，二醇)；烷基酸酯，例如，羧酸烷基酯或具有單個(gè)和多個(gè)羧基單元的烷基酸酯；烷基胺，例如具有一個(gè)或多個(gè)包括伯胺、仲胺和叔胺基在內(nèi)的胺基的烷基胺；烷基胺乙氧基化物；炔屬醇、炔屬二醇、及其環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷衍生物；烷基聚糖苷；嵌段低聚物；環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合物；縮水甘油醚或縮水甘油醚的葡糖胺衍生物，它具有至少一個(gè)選自烷基胺、烷基二胺、烷基醇、炔屬醇及其組合的部分；脲例如烷基脲、或二烷基脲；含硅氧烷化合物，例如，聚硅氧烷、聚(二甲基)硅氧烷、聚硅氧烷聚酯的共聚物、或其衍生物；氟代或部分氟代炔屬醇、二醇或及其衍生物；含氟表面活性劑；鹽；和電解質(zhì)。以上列舉的添加劑可以單獨(dú)使用，或者與一種或多種其它添加劑組合使用。
在一些實(shí)施方案中，至少一種添加劑是表面活性劑。典型的表面活性劑具有兩親性質(zhì)，是指它們同時(shí)是親水和疏水性的。兩親表面活性劑擁有一個(gè)或多個(gè)親水前端基團(tuán)和長(zhǎng)的疏水尾端，親水前端基團(tuán)對(duì)水具有強(qiáng)的親合力，疏水尾端是親有機(jī)性的并且排斥水。在至少一種添加劑為表面活性劑的實(shí)施方案中，表面活性劑可以是離子型(例如，陰離子、陽(yáng)離子、兩性的)或非離子型的。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，沉浸流體可以含有至少一種為炔屬醇、炔屬二醇、或及其環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷衍生物的添加劑?？梢栽诔两黧w中用作至少一種添加劑的示范性炔屬醇、炔屬二醇或環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷衍生物可以用下式I到III表示 其中R1和R4分別為具有3到10個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基鏈；R2和R3分別獨(dú)立為氫原子或具有1到5個(gè)碳原子的烷基鏈；并且m、n、p、和q分別獨(dú)立為0到20中的數(shù)字。具有式I、II、或III的至少一種添加劑可以從本發(fā)明的受讓人Allentown PA的Air Products and Chemicals Inc.公司買到，商品名為SURFYNOL和DYNOL。在一些實(shí)施方案中，分子式I或II的炔屬二醇部分是2，4，5，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇或2，5，8，11-四甲基-6-十二碳炔-5，8-二醇?？梢杂迷S多方法制備具有式I到III的至少一種添加劑，包括例如授予本發(fā)明的受讓人，并且在本文中全文引用供參考的美國(guó)專利No.6,313,182和EP1115035A1公開的方法。
在式I和II中，用(OC2H4)表示的環(huán)氧烷部分是(n+m)聚合環(huán)氧乙烷(EO)摩爾單位，并且用(OC3H6)表示的部分是(p+q)聚合環(huán)氧丙烷(PO)摩爾單位。(n+m)的值可以為0到30，優(yōu)選為13到15，并且更優(yōu)選為1.3到10。(p+q)的值可以為0到30，優(yōu)選為1到10，并且更優(yōu)選為1到2。
在另外一些實(shí)施方案中，沉浸流體可以包含1ppm到最大溶解度極限或1ppn到50重量％或10ppm到10,000ppm的至少一種由下式(IV)到(XI)表示的添加劑R-OH； R(OCH2CH2)mOH；(IVa) (IVb) RCOO-M+R1COOR4(Vb) (Vc)
RNH2(VIc)

在以上每一個(gè)分子式中，R、R1和R4分別獨(dú)立地為具有2到25個(gè)碳原子、或3到10個(gè)碳原子的直鏈、支鏈、或環(huán)狀烷基、氟烷基、全氟烷基；R2和R3分別獨(dú)立地為氫原子、具有1到10或1到5個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基、氟烷基、全氟烷基；R5是具有1到10個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基、氟烷基、全氟烷基；R6是具有4到16個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基、氟烷基、全氟烷基；R7、R8和R9分別獨(dú)立地為具有1到6個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基、氟烷基、全氟烷基；R10獨(dú)立為氫或由式 表示的基團(tuán)；R11是具有4到22個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基；W是氫原子或炔基；X和Y是氫原子或羥基；Z是鹵原子、羥基、乙酸根、或羧酸根；m、n、p、q分別獨(dú)立地為0到20的數(shù)字；r和s分別獨(dú)立地為2或3；t為0到2的數(shù)字；i為0到20的數(shù)字；x是1到6的數(shù)字，并且M是單價(jià)金屬離子或銨離子。
至少一種添加劑可以是烷基醇，例如具有一個(gè)或多個(gè)羥基的聚合醇。示范性的烷基醇或聚合醇包括糖醇，例如山梨糖醇，或聚乙烯醇。至少一種添加劑可以是烷基醇、烷基乙氧基化物、或其環(huán)氧丙烷衍生物。在沉浸流體中可以用作至少一種添加劑的示范性烷基醇、烷基乙氧基化物、或其環(huán)氧丙烷衍生物可以用式IVa到IVe表示。式IVd添加劑的具體實(shí)例包括，但不局限于，2，4，7，9-四甲基-4，7-癸二醇。式IVe添加劑的具體實(shí)例包括，但不局限于，3，5-二甲基-1-己炔-3-醇和2，6-二甲基-4-庚醇。至少一種添加劑可以是烷基酸酯，例如羧酸烷基酯。在沉浸流體中可以用作至少一種添加劑的示范性烷基羧酸酯或烷基酸酯可以用式Va到Vc表示。式IVa添加劑的實(shí)例包括，但不局限于，酒石酸二異戊酯。至少一種添加劑可以是具有一個(gè)或多個(gè)包括伯、仲和叔胺基在內(nèi)的胺基的烷基胺或烷基胺乙氧基化物。在沉浸流體中可以用作至少一種添加劑的示范性烷基胺或烷基胺乙氧基化物以用式VIa到VIe表示。式VIa添加劑的實(shí)例包括，但不局限于，N，N’-雙(1，3-二甲基丁基)乙二胺。至少一種添加劑可以是烷基聚糖苷。在沉浸流體中可以用作至少一種添加劑的示范性烷基聚糖苷以用式VII表示。至少一種添加劑可以是嵌段低聚物或環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合物。在沉浸流體中可以用作至少一種添加劑的示范性嵌段低聚物或環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合物可以用式VIIIa到VIIIc表示。至少一種添加劑可以是縮水甘油醚或具有烷基胺、烷基二胺、烷基醇、或炔屬醇的葡糖胺衍生物。在沉浸流體中可以用作至少一種添加劑的示范性縮水甘油醚或葡糖胺衍生物可以用式IXa到IXb表示。式IXb添加劑的實(shí)例包括，但不局限于，二亞乙基三胺和正丁基縮水甘油醚的加合物。至少一種添加劑可以是脲，例如烷基脲或二烷基脲。至少一種添加劑可以是氟代或部分氟代的炔屬醇或二醇及其衍生物。在沉浸流體中可以用作至少一種添加劑的示范性氟代或部分氟代炔屬醇或二醇及其衍生物可以用式XIa到XIe表示。式XIa添加劑的實(shí)例包括，但不局限于，六氟丙醇乙炔。
該至少一種添加劑可以是含氟表面活性劑，只要載體介質(zhì)包含至少1重量％或更多的水流體。示范性含氟表面活性劑包括具有2到10個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀碳氟氫化合物，其中該碳氟氫化合物中氟原子多于氫原子F[CF(CF2)CF2]n-O-[CH2CH2O]m-H；F(CF2(CF3)CF2O)]nCFHCF3，其中n是1到5范圍內(nèi)的數(shù)字；F[CF(CF3)CF2O]nCF2CF3，其中n是1到5范圍內(nèi)的數(shù)字；和HCF2(OCF2)n(OCF2CF2)m-O-CF2H，其中(n+m)是1到8范圍內(nèi)的數(shù)字；全氟羧酸的銨鹽混合物；氟代脂肪族酯，[F(CF2CF2)1-7CH2CH2O]xP(O)(ONH4)y，其中x＝1或2；y＝2或1；并且x+y＝3在各種異丙醇的水溶液中為25-70重量％；[F(CF2CF2)1-7CH2CH2O]xP(O)(OH)y其中x＝1或2；y＝2或1；并且x+y＝3；F(CF2CF2)3-8CH2CH2SO3H在4.5重量％的乙酸水溶液中；全氟辛酸的銨鹽。
在一些實(shí)施方案中，至少一種添加劑可以是鹽。示范性的鹽包括金屬鹽、銨鹽、锍鹽、鏻鹽、鹵化物鹽、硫酸鹽、硫化物鹽、磺酸鹽、亞硫酸鹽、磷酸鹽、膦酸鹽、亞磷酸鹽，及其衍生物。金屬鹽的實(shí)例包括堿土金屬鹽，例如氯化鋇、脫水氟磷酸鈣(n＝1.4338)、氯化鎂、和硫酸鎂；堿金屬鹽如氯化鋰、氯化鉀、氯化鈉(n＝1.5443)、亞硫酸氫鈉、硫酸氫銫、磷酸氫銫、甲磺酸銫、高氯酸銫、和磷酸銫；和過(guò)渡金屬鹽如氯化鎘。在一些實(shí)施方案中，鹽可以是鏻鹽，例如氯化四丁基鏻、四丁基鏻甲磺酸鹽、四丁基鏻磷酸鹽、溴化四丁基鏻、溴化四辛基鏻、三己基(十四烷基)-鏻六氟磷酸鹽、三己基(十四烷基)-鏻六氟磷酸鹽、和三己基(十四烷基)-鏻雙(三氟甲基磺?；?亞胺。在一些實(shí)施方案中，鹽可以是锍鹽，例如三烷基锍鹽如三甲基锍鹽。在一些實(shí)施方案中，鹽可以是硫酸鹽或其烷基或烷基乙氧基化物衍生物，例如二甲基硫酸鹽、十二烷基硫酸鈉鹽、甲基(三丁基)-鏻甲基硫酸鹽、十二烷基硫酸鈉、辛基硫酸鈉、硫酸鋅、硫酸鎘、硫酸銫、和硫酸鑭。在一些實(shí)施方案中，鹽可以是磺酸鹽，例如烷基磺酸鹽、烷基乙氧化物磺酸鹽、金剛烷(adamantemetane)磺酸鹽、金剛烷磺酸鉀、和二甲苯磺酸鈉。在一些實(shí)施方案中，鹽可以是鹵化物鹽，例如氯化鋁、溴化鋁、氟代鋁、和碘化鋁。至少一種添加劑可以是銨鹽如烷基銨鹽。
在一些實(shí)施方案中，至少一種添加劑可以是電解質(zhì)。在一些具體的實(shí)施方案中，電解質(zhì)的折射率在140到365nm的工作波長(zhǎng)下可等于或大于水的折射率，并且比吸光度小于1cm-1，或小于0.5cm-1。在工作波長(zhǎng)為193nm時(shí)的實(shí)施方案中，折射率等于或大于1.44。
在一些實(shí)施方案中，沉浸流體可以含有離子性液體。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“離子性液體”是指在室溫或接近室溫下為液體的有機(jī)鹽。在一些實(shí)施方案中，離子性液體可以作為添加劑添加到沉浸流體中，例如水流體和/或非水流體。適合在本文中使用的離子性液體的實(shí)例包括三氟甲烷磺酸鑭III、六氟膦酸四甲基銨、四丁基鏻、三(五氟乙基)三氟膦酸鹽、雙(丙二酸根合(2-)硼酸四乙基銨、和1-乙基-1-甲基吡咯烷六氟膦酸鹽。
可以將多種其它成分任意添加到沉浸流體中。這些成分可以包括，但不局限于，穩(wěn)定劑、助溶劑、著色劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑、緩沖劑、和其它額外的表面活性劑。通常，基于沉浸流體的總重量，這些添加劑的用量為約0.0001到1重量％，或約0.0001到0.1重量％。在沉浸流體中添加一種或多種額外表面活性劑的實(shí)施方案中，表面活性劑可以是本文中公開的或McCutcheon’s Emulsifiersand Detergents提供的任何表面活性劑。
在沉浸流體含有至少一種添加劑的實(shí)施方案中，可以通過(guò)將至少一種添加劑與至少一種載體介質(zhì)混合制備沉浸流體，該至少一種載體介質(zhì)可以是含水和/或非水流體和任何額外成分。在一些實(shí)施方案中，一種或多種水流體如超純水或HPLC水與約1到最大溶解度極限、或約1到約50重量％、或約10ppm到約10,000ppm的至少一種添加劑混合以提供沉浸流體。在一個(gè)可選實(shí)施方案中，約1ppm到最大溶解度極限、或約1到約50重量％、或約10ppm到約10,000ppm的至少一種添加劑與一種或多種水流體混合直到形成均勻的混合物，然后與一種或多種非水流體混合以提供沉浸流體。在還有進(jìn)一步的實(shí)施方案中，一種或多種非水流體如本發(fā)明中公開的流體與約1ppm到最大溶解度極限的至少一種添加劑混合以提供沉浸流體。在上述實(shí)施方案中，可以在約20到60℃、或在約40到60℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行混合以實(shí)現(xiàn)包含于其中的成分分解并提供均勻的混合物。所生成的沉浸流體可以任選進(jìn)行過(guò)濾以除去任何有可能對(duì)基質(zhì)有害的不溶顆粒。
在可選的實(shí)施方案中，沉浸流體可以包含載體介質(zhì)，也就是至少一種水流體、至少一種非水流體、及其混合物。在其中沉浸流體是載體介質(zhì)的混合物的實(shí)施方案中，可以在約20到60℃、或在約40到60℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行混合提供均勻的混合物。
優(yōu)選使用沉浸流體處理用光致抗蝕劑或光致抗蝕劑涂層涂覆的至少一部分基質(zhì)表面。合適的基質(zhì)包括，但不局限于，材料如砷化鎵(“GaAs”)、硅、鉭、銅、陶瓷、鋁/銅合金、聚酰亞胺、和包含硅如晶體硅、多晶硅、無(wú)定型硅、外延硅、二氧化硅(“SiO2”)、氮化硅、摻雜二氧化、及類似物的組合物。進(jìn)一步示范性的基質(zhì)包括硅、鋁、或聚脂。在一些實(shí)施方案中，沉浸流體接觸至少一部分用光致抗蝕劑涂覆的基質(zhì)，或涂覆光致抗蝕劑的基質(zhì)并且基本上不與光致抗蝕劑涂層反應(yīng)。示范性的光致抗蝕劑涂層包括，但不局限于，酚醛清漆樹脂、聚乙烯苯酚共聚物、或?qū)αu基苯乙烯和丙烯酸叔丁酯的共聚物。
將沉浸流體應(yīng)用到至少一部分具有光致抗蝕劑涂層的基質(zhì)上。然后通過(guò)光學(xué)設(shè)備將該涂覆有光致抗蝕劑的基質(zhì)暴露在輻射中以提供利用光致抗蝕劑涂層的圖案。可以使用的輻射源的實(shí)例包括紫外(UV)光、電子束、x-射線、激光、燈、或離子束。在一些實(shí)施方案中，輻射源發(fā)出波長(zhǎng)在140nm到365nm的工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)，如在193nm和157nm的光。在一些實(shí)施方案中，在曝光步驟之前可以進(jìn)行預(yù)先烘焙或溫和烘焙步驟。預(yù)先烘焙或溫和烘焙步驟可以熱板上，在例如90℃到150℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行一段時(shí)間，或30到120秒。
輻射在堿性顯影劑溶液如含有氫氧化四甲銨(TMAH)、氫氧化鉀、氫氧化鈉、或其它堿的處理溶液中溶解性的增加或減小，取決于光致抗蝕劑涂層是否是正的還是負(fù)的。顯影劑溶液進(jìn)一步的實(shí)例包括美國(guó)專利6,455,234、6,268,115、6,238,849、6,127,101、和6,120,978中提供的那些溶液。在正的光致抗蝕劑涂層中，顯影后輻射掩蓋的區(qū)域被保留下來(lái)同時(shí)曝光的區(qū)域被溶解。在負(fù)的光致抗蝕劑涂層中，則相反。本發(fā)明的沉浸流體可以適合處理具有正的或負(fù)的光致抗蝕劑涂層的基質(zhì)。形成圖案的光致抗蝕劑圖像可以通過(guò)各種不同的方式顯影，包括但不局限于靜止、沉浸、噴霧、或攪濁顯影。形成圖案的光致抗蝕劑圖像顯影后，將基質(zhì)烘焙使包含于光致抗蝕劑中的聚合物硬化。烘焙步驟可以在例如70℃到150℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行30到120秒。
典型的沉浸式石印法使用一種具有伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)晶片臺(tái)的裝置，該晶片臺(tái)支持并定位處于光學(xué)設(shè)備例如透鏡下的涂覆光致抗蝕劑的基質(zhì)或晶片。光學(xué)設(shè)備也可以是棱鏡、反射鏡或其組合。通過(guò)一個(gè)或多個(gè)噴嘴將沉浸流體分配到至少一部分涂覆光致抗蝕劑的基質(zhì)上以形成膠土。在暴露至少一部分涂覆光致抗蝕劑的基質(zhì)之前，在工作波長(zhǎng)下發(fā)光的輻射源然后穿過(guò)透鏡和沉浸流體的膠土。
優(yōu)選將沉浸流體作為制備的溶液應(yīng)用到涂覆光致抗蝕劑的基質(zhì)上。然而，在可選的實(shí)施方案中，沉浸流體可以在與基質(zhì)表面接觸過(guò)程前或過(guò)程中應(yīng)用物流來(lái)制備。例如，可以將一定量的一種或多種添加劑注入含水和/或非水流體介質(zhì)或沉浸流體的連續(xù)物流中，從而形成沉浸流體，含水和/或非水流體介質(zhì)或沉浸流體可任意包括添加劑。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，在應(yīng)用沉浸流體后，將一部分至少一種添加劑添加到基質(zhì)上。在本發(fā)明還有的其它實(shí)施方案中，至少一種添加劑也可以沉積或包含高表面積設(shè)備如濾筒或過(guò)濾器(其可以包括或不包括其它組分)的材料。水流體和/或非水流體的流然后經(jīng)過(guò)濾筒或過(guò)濾器從而形成沉浸流體。在本發(fā)明的還有的其它實(shí)施方案中，沉浸流體在接觸步驟中制備。關(guān)于這一點(diǎn)，將至少一種添加劑通過(guò)點(diǎn)滴器或其它方法引入到基質(zhì)表面。然后將水流體和/或非水流體介質(zhì)引入基質(zhì)的表面，并且與在基質(zhì)表面的至少一種添加劑混合，從而形成沉浸流體。
在本發(fā)明可選的實(shí)施方案中，提供一種含有至少一種添加的濃縮組合物，它可以在水流體和/或非水流體介質(zhì)中稀釋以提供沉浸流體。本發(fā)明的濃縮組合物、或“濃縮物”允許將濃縮物稀釋到所需的濃度和pH。濃縮物也允許更長(zhǎng)的保存限期并且使該產(chǎn)品更容易運(yùn)輸和儲(chǔ)存。
可以用各種方法使沉浸流體與基質(zhì)表面接觸。接觸步驟的真實(shí)條件(也就是溫度、時(shí)間等等)可以在大的范圍內(nèi)變化，并且通常取決于各種因素，例如，但不局限于，基質(zhì)表面上殘留物的性質(zhì)和量以及基質(zhì)表面的疏水性或親水性等。接觸步驟可以以動(dòng)態(tài)方法如在基質(zhì)表面上應(yīng)用沉浸流體的流線型方法，或靜態(tài)方法如攪濁應(yīng)用。沉浸流體也可以以動(dòng)態(tài)方法例如的連續(xù)方法噴霧到基質(zhì)表面上，或噴霧到表面上并允許以靜態(tài)方法保留在那兒。接觸步驟的持續(xù)時(shí)間，或沉浸流體與基質(zhì)表面的接觸時(shí)間可以從零點(diǎn)幾秒到幾百秒變化，優(yōu)選的持續(xù)時(shí)間為1到200秒或1到150秒、或1到40秒。接觸步驟的溫度范圍可以在10到100℃、或10到40℃的范圍內(nèi)變化。
實(shí)施例實(shí)施例1動(dòng)態(tài)表面張力通過(guò)Languir 1986，2第428到432頁(yè)公開的最大泡壓法進(jìn)行收集動(dòng)態(tài)表面張力(DST)數(shù)據(jù)。在0.1氣泡/秒(b/s)到20b/s的氣泡速率范圍內(nèi)利用Charlotte，N.C.的Kruss Inc.制造的Kruss BP2氣泡壓力張力儀進(jìn)行收集數(shù)據(jù)。
動(dòng)態(tài)表面張力數(shù)據(jù)提供有關(guān)至少一種添加劑在接近平衡(0.1b/s)到相對(duì)高的表面產(chǎn)生速率20b/s條件下的信息。高的氣泡速率可相應(yīng)于沉浸式石印的動(dòng)態(tài)液體注入過(guò)程。希望在高氣泡速率下，動(dòng)態(tài)表面張力降低到超純水以下(也就是，在20b/s下為70-72達(dá)因/厘米)，尤其是使涂覆光致抗蝕劑的基質(zhì)具有較好的潤(rùn)濕。表1提供含有在100mL水流體超純水中添加不同濃度烷基二醇添加劑2，4，7，9-四甲基-4，7-癸二醇的沉浸流體的DST。烷基二醇添加劑在環(huán)境溫度下添加到超純水中同時(shí)攪拌提供均勻溶液。在高氣泡速率下沉浸流體顯示出的動(dòng)態(tài)表面張力低于水或72達(dá)因/厘米。這表明本發(fā)明的沉浸流體在動(dòng)態(tài)過(guò)程中可有效降低水的表面張力。
表1動(dòng)態(tài)表面張力

實(shí)施例2潤(rùn)濕性能以超純水作為對(duì)比，利用Cessile點(diǎn)滴方法用美國(guó)Charlotte，N.C.的Kruss公司提供的G10/DSA10 Kruss液滴形狀分析儀測(cè)量含有烷基二醇添加劑2，4，7，9-四甲基-4，7-癸二醇的沉浸流體的潤(rùn)濕性能。在該方法中，在涂覆光致抗蝕劑的基質(zhì)表面的局部區(qū)域的潤(rùn)濕性能通過(guò)測(cè)量顯影劑水溶液液滴的基線和該液滴基部切線之間的接觸角進(jìn)行評(píng)估。高速照相機(jī)在2幀每秒的速度下捕捉液體的擴(kuò)散2分鐘，并且測(cè)量接觸角。光致抗蝕劑是典型的丙烯酸酯型193nm抗蝕劑。
通常，在抗蝕劑表面，低接觸角顯示較好的潤(rùn)濕性能。如表II所示，添加劑的加入提高了抗蝕劑表面的潤(rùn)濕。
表IIUPW與沉浸流體接觸角的對(duì)比

實(shí)施例2a到2e和比較例(HPLC水)0.01重量％或100ppm的下列添加劑疏水改性炔屬二醇或環(huán)氧乙烷[(2-乙基己基)氧基]甲基-，Rx prod w/聚乙二醇酯與2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇(2∶1)；2，4，7，9-四甲基-4，7-癸二醇；2，4，7，9-四甲基-4，7-癸二醇的乙氧基化物；聚硅氧烷-聚酯共聚物或由McDonald PA的Goldschmidt Chemical公司制備的TEGOWETTM；和乙氧基化非離子含氟表面活性劑或由Wilmington的Dupont制造的具有分子式F(CF2CF2)1-7CH2CH2O(CH2CH2O)yH的ZONYLTM，其中y＝0到約15，DE分別與100ml由Aldrich Chemical制備的水流體HPLC水以提供沉浸流體2a到2e。在環(huán)境溫度下將添加劑添加到水流體HPLC水中，同時(shí)攪拌以提供均勻的混合物。動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量，或一段時(shí)間內(nèi)的接觸角測(cè)量，在未曝光的193nm涂覆光致抗蝕劑的基質(zhì)上對(duì)每一個(gè)沉浸流體2a到2e進(jìn)行的測(cè)量，并且以HPLC作對(duì)比，根據(jù)實(shí)施例2中描述的方法獲得。動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量結(jié)果在圖1中提供。
實(shí)施例3用UV光譜儀測(cè)量沉浸流體的吸光率。掃描波長(zhǎng)從210nm到185nm。如圖2所示，在193nm的波長(zhǎng)下，添加0.02重量％的添加劑2，4，7，9-四甲基-4，7-癸二醇僅僅稍微增加吸光率。添加劑足夠?qū)⒖刮g劑的接觸角降低15％，然而吸光率僅僅增加0.03-0.05cm-1。這種吸光率足夠低以允許總透光率＞95％的光學(xué)系統(tǒng)和抗蝕劑表面之間的工作距離為1mm。改進(jìn)的潤(rùn)濕可以導(dǎo)致經(jīng)過(guò)晶片的更均勻的圖象形成并且增加圖像分辨率。
實(shí)施例4用石英晶體微量天平(QCM)來(lái)研究未曝光的193nm涂光致抗蝕劑溶液的膜厚度的變化。型號(hào)為CHI 405的CH器械用作驅(qū)動(dòng)器和高分辨率頻率計(jì)數(shù)器。該器械固定在流槽中。石英晶體由International Crystal Manufacturing制造。電極是金，厚度1000，直徑0.201”。晶體諧振頻率在7.995MHz+/-10Hz。石英晶體用光致抗蝕劑溶液旋涂。旋涂方法是1200轉(zhuǎn)每分鐘(RPM)旋轉(zhuǎn)30秒和3000RPM旋轉(zhuǎn)10秒。涂后烘焙(PAB)在125℃下進(jìn)行4分鐘。然后將晶體暴露于UV光下所需時(shí)間。然后將每一個(gè)晶體固定到傳感器探針上并置于液體流槽中。利用CHI軟件程序由Dell PC控制器械。每0.01秒收集頻率數(shù)據(jù)。含有0.01重量％的至少一種添加劑的沉浸流體的流量在數(shù)據(jù)采集開始后15秒開始，以確保數(shù)據(jù)采集過(guò)程中無(wú)干擾。穿過(guò)流槽的停留時(shí)間約2秒，2分鐘后停止試驗(yàn)。圖3提供在100ml超純水中含有0.01重量％或100ppm添加劑二甲基-4-庚醇、疏水改性炔屬二醇和乙氧基化非離子含氟表面活性劑的沉浸流體的比較，并且以超純水作為對(duì)比。
實(shí)施例5在環(huán)境溫度下，通過(guò)混合形成均勻溶液制備各種沉浸流體，在沉浸流體中，200ml水流體超純水中含有0.01重量％的至少一種添加劑。利用Ross-Miles泡沫高度測(cè)試法或ASTMD 1173-53測(cè)試每一沉浸流體的泡沫逸散。每一沉浸流體這種測(cè)試結(jié)果在表III中提供。
表III

(1)測(cè)量1分鐘后殘留的泡沫，單位厘米實(shí)施例6a到6j各種沉浸流體在環(huán)境溫度下通過(guò)混合形成均勻溶液制備。在表IV中提供包含沉浸流體、和在沉浸流體中的添加劑(如果存在)的載體介質(zhì)的特征。示范性沉浸流體和對(duì)比例HPLC水的光學(xué)性能，也就是吸光率、絕對(duì)折射率和折射率隨溫度的變化(dn/dT)，被測(cè)量并且結(jié)果在表IV中提供。圖4在193nm波長(zhǎng)下比較本發(fā)明公開的各種沉浸流體的絕對(duì)折射率。吸光率、或A/I，利用Perkin-Elmer制造的雙束UV可見光，Lamda 900光譜儀在193nm的波長(zhǎng)下測(cè)試。絕對(duì)折射率利用被稱為VUV-Visible Light，Hilger-ChanceRefractometer/Goniometer的試驗(yàn)裝置在193nm的波長(zhǎng)21.5℃下測(cè)量。折射率隨溫度的變化(dn/dT)通過(guò)將流體樣品置于V型凹槽的熔合二氧化硅槽中形成測(cè)角儀進(jìn)行測(cè)量，其中在嚴(yán)格的溫度控制(±0.01℃)下控制溫度并且隔絕大氣。該測(cè)角儀在193nm或157nm的波長(zhǎng)下獲得具有吸光路徑長(zhǎng)度≥500微米的絕對(duì)折射率的測(cè)量結(jié)果。
表IV中的結(jié)果說(shuō)明本文中公開的沉浸流體可以具有比對(duì)比例或水更高的折射率并且dn/dT為0。在一些情況下，折射率相對(duì)高的沉浸流體可允許低于45nm節(jié)點(diǎn)的所需數(shù)值孔徑(NA＞1)。使用這些流體也可獲得更大的聚焦深度并且可以橋接水基193nm沉浸和遠(yuǎn)UV石印之間的缺口。
動(dòng)態(tài)接觸角的測(cè)量，或一段時(shí)間內(nèi)的接觸角測(cè)量，在未曝光的193nm涂覆光致抗蝕劑的基質(zhì)上對(duì)沉浸流體6b、6g、6j、6k進(jìn)行的測(cè)量，并且以HPLC作對(duì)比，根據(jù)實(shí)施例2中描述的方法獲得。動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量結(jié)果在圖5中提供。
表IV

權(quán)利要求
1.一種沉浸流體，其包含約1ppm到最大溶解度極限的至少一種選自下列的添加劑烷基醇；烷基乙氧基化物、烷基丙氧基化物、及其衍生物；烷基酸酯；包含胺基的烷基胺；烷基胺乙氧基化物；炔屬醇、炔屬二醇、及其環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷衍生物；烷基聚糖苷；嵌段低聚物；環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合物；縮水甘油醚；縮水甘油醚的葡糖胺衍生物；脲；含硅氧烷化合物；氟代或者部分氟代的炔屬醇、二醇及其衍生物；含氟表面活性劑；離子性液體；鹽；和電解質(zhì)，條件是如果至少一種添加劑是含氟表面活性劑，則沉浸流體包含約1重量％或以上的水流體。
2.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含烷基醇。
3.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含選自炔屬醇、炔屬二醇、及其環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷衍生物的至少一種。
4.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含選自烷基醇、烷基乙氧基化物和烷基丙氧基化物及其衍生物的至少一種。
5.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含烷基酸酯。
6.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含烷基胺。
7.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含烷基胺乙氧基化物。
8.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含烷基聚糖苷。
9.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含嵌段低聚物。
10.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合物。
11.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含縮水甘油醚。
12.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含縮水甘油醚的葡糖胺衍生物，其中葡糖胺衍生物包含選自烷基銨、烷基二胺、烷基醇、和炔屬醇的至少一種。
13.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含脲。
14.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含含氟表面活性劑。
15.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含鹽。
16.權(quán)利要求15的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含選自金屬鹽、銨鹽、锍鹽、鏻鹽、鹵化物鹽、硫酸鹽、硫化物鹽、磺酸鹽、亞硫酸鹽、磷酸鹽、膦酸鹽、亞磷酸鹽，及其組合的至少一種。
17.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑是電解質(zhì)。
18.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑包含氟代或部分氟代的炔屬醇、炔屬二醇、及其衍生物。
19.權(quán)利要求1的沉浸流體，其中至少一種添加劑含有含硅氧烷化合物，該含硅氧烷化合物選自聚硅氧烷、聚(二甲基)硅氧烷、聚硅氧烷聚酯共聚物及其組合的至少一種。
20.在140nm到365nm范圍內(nèi)的工作波長(zhǎng)具有透光率為50％或更大的沉浸流體，該沉浸流體包括至少一種載體介質(zhì)，其選自水流體、非水流體、及其混合物，其中該至少一種載體介質(zhì)在工作波長(zhǎng)下具有大于或等于水的折射率；和約1ppm到最大溶解度極限的至少一種選自下列的添加劑烷基醇；烷基乙氧基化物、烷基丙氧基化物、及其衍生物；烷基酸酯；包含胺基的烷基胺；烷基胺乙氧基化物；炔屬醇、炔屬二醇、及其環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷衍生物；烷基聚糖苷；嵌段低聚物；環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合物；縮水甘油醚；縮水甘油醚的葡糖胺衍生物；脲；含硅氧烷化合物；氟代或者部分氟代的炔屬醇、二醇及其衍生物；含氟表面活性劑；離子性液體；鹽；和電解質(zhì)，條件是如果至少一種添加劑是含氟表面活性劑，則沉浸流體包含約1重量％或以上的水流體。
21.權(quán)利要求20的沉浸流體，其中根據(jù)最大泡壓法，沉浸流體在23℃和1氣泡/秒下表現(xiàn)出約55達(dá)因/平方厘米或更小的動(dòng)態(tài)表面張力。
22.權(quán)利要求20的沉浸流體，其中沉浸流體在30秒時(shí)表現(xiàn)出約50°或更小的接觸角。
23.權(quán)利要求20的沉浸流體，其中沉浸流體在193nm的工作波長(zhǎng)下具有的比吸光度為0.5cm-1或更小。
24.權(quán)利要求20的沉浸流體，其中至少一種載體介質(zhì)是水流體。
25.權(quán)利要求20的沉浸流體，其中至少一種載體介質(zhì)是非水流體。
26.權(quán)利要求20的沉浸流體，其中至少一種載體介質(zhì)是水流體和非水流體的混合物。
27.權(quán)利要求26的沉浸流體，其中非水流體是選自甲醇、乙醇、異丙醇、丙三醇、乙二醇及其衍生物、聚乙二醇及其衍生物、和四氫呋喃的至少一種。
28.一種在140nm到365nm范圍內(nèi)的工作波長(zhǎng)具有透光率為50％或更大的沉浸流體，其包括至少一種載體介質(zhì)，選自水流體、非水流體、及水流體和非水流體的混合物，其中該至少一種載體介質(zhì)在工作波長(zhǎng)下具有大于或等于水的折射率，并且其中，如果該至少一種載體介質(zhì)是混合物，則該非水流體是水混溶性的。
29.權(quán)利要求28的沉浸流體，其還包括約1ppm到最大溶解度極限的烷基醇；烷基乙氧基化物、烷基丙氧基化物、及其衍生物；烷基酸酯；包含胺基的烷基胺；烷基胺乙氧基化物；炔屬醇、炔屬二醇、及其環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷衍生物；烷基聚糖苷；嵌段低聚物；環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合物；縮水甘油醚；縮水甘油醚的葡糖胺衍生物；脲；含硅氧烷化合物；氟代或者部分氟代的炔屬醇、二醇及其衍生物；含氟表面活性劑；離子性液體；鹽；和電解質(zhì)，條件是如果至少一種添加劑是含氟表面活性劑，則沉浸流體包含約1重量％或以上的水流體。
30.權(quán)利要求28的沉浸流體，其中非水流體包含選自檸檬酸、雙環(huán)己烷、丙三醇、十二烷、環(huán)己烷、萘烷、辛烷、和順式-2-甲基環(huán)己醇的至少一種非水流體。
全文摘要
本發(fā)明公開了可以添加到沉浸流體中的合適添加劑，包含選自水流體、非水流體和其混合物的至少一種載體介質(zhì)的沉浸流體，和包含至少一種載體介質(zhì)和至少一種添加劑的沉浸流體，該至少一種添加劑在140nm到365nm的工作波長(zhǎng)下可用于進(jìn)行沉浸式石印。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1648773SQ20051005422
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2005年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月23日
發(fā)明者張鵬, B·M·布德赫拉爾, G·E·帕里斯, L·C·巴伯 申請(qǐng)人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司