混合碱用于提高铬或敏感基材上的图案化抗蚀剂分布的应用制造技术

通过使用结合包括室温固体碱和液体低蒸气压碱的碱添加剂，获得即使在困难的基材上也具有良好起脚性能的抗蚀剂组合物。该组合物尤其在金属基材如通常用于掩模制造的含铬层上有用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在微电子工业中以及在涉及到微观结构(例如微电机、磁阻磁头等)构造的其它工业中，依据导致获得预期结构的顺序，使用光刻技术，以得到多种材料如绝缘体、半导体和/或金属的图案化结构。大多数光刻法(不包括所谓的直接写技术)一般使用一些类型的图案化掩模，通过它将成像照射投射到关注的基材上的(待图案化的)抗蚀剂材料上。抗蚀剂层和基材之间的界面通常存在相互作用(化学和/或光学)方面的问题，其妨碍或折衷光刻性能。例如，在掩模制造的范围内，如果将抗蚀剂层直接施加到基材(例如玻璃板)上的铬上面的包括氧氮化铬和/或氧化铬的含铬的膜上，在光刻过程中会发生起脚(footing)，导致图案精确性的损失。已经将在某些基材上的化学放大的(又称为酸催化的)抗蚀剂的变形分布(profile)的生成归因于碱性表面基团或表面能的毒害，其阻止界面附近的光子(photo)或产生的酸，并对正性抗蚀剂引起“起脚”或对负性抗蚀剂引起“内凹(coving)”。见K.Dean等，SPIEProceed.，2438，514(1995)。已经做了尝试，通过基材的处理或改变(例如用酸处理或铬的氧化)来解决起脚问题，但是这些方法可能与器件或掩模生产不相容。这些处理方法还增加了制造工艺的成本。因此，尤其在掩模制造中通常使用的含铬材料的图案化的范围内，需要改良的抗蚀剂配制物，避免这些与底部基材不利的相互作用。专利技术概述本专利技术提供改良的抗蚀剂组合物和使用这些组合物形成图案化材料结构的方法。本专利技术的组合物和方法的特征在于结合了包含室温(20-25℃)固体碱和室温液体低蒸气压碱的碱添加剂的存在。本专利技术有利地解决了起脚问题，而不需基材处理或特殊的加工步骤。在一个方面，本专利技术涵盖了一种化学放大的抗蚀剂组合物，该组合物包括a)成像聚合物，b)酸不稳定部分，c)照射敏感的酸产生剂，和d)碱添加剂组分，其中碱添加剂组分包括i)室温固体碱，和ii)室温液体低蒸气压碱。该低蒸气压碱优选在室温下具有约2mm或更小，更优选约1mm或更小的蒸气压。成像聚合物优选包括低活化能酸敏感部分。在另一个方面，本专利技术涵盖了一种在基材上形成图案化的材料结构的方法，该方法包括(A)提供带有材料层的基材，(B)将本专利技术的抗蚀剂组合物涂覆到该基材上，以在该基材上形成抗蚀剂层，(C)将基材以图案方式对照射曝光，由此在抗蚀剂层的曝光区域内，由抗蚀剂的照射敏感的酸产生剂产生酸，(D)通过去除抗蚀剂的照射曝光部分，使抗蚀剂层内的图案化抗蚀剂结构显影，和(E)通过穿过抗蚀剂结构图案中的间隔而去除材料层部分，将抗蚀剂结构图案转移到材料层上。材料层优选选自有机电介质、金属、陶瓷和半导体，更优选含铬的组合物、SiON或TiN，最优选含铬的组合物。转移优选地包括活性离子蚀刻或湿法蚀刻。在步骤(C)中使用的照射优选电子束、离子束或激光照射。本专利技术还涵盖了一种在基材上或在基材内形成材料结构的方法，该方法包括(A)提供基材，(B)将本专利技术的抗蚀剂组合物涂覆到基材上，以在基材上形成抗蚀剂层，(C)将基材以图案方式对照射曝光，由此在抗蚀剂层的曝光区域内，由抗蚀剂的照射敏感的酸产生剂产生酸，(D)通过去除抗蚀剂的照射曝光部分，使抗蚀剂层内的图案化抗蚀剂结构显影，和(E)通过将材料沉积到抗蚀剂结构图案中的间隔内的基材上或将材料注入抗蚀剂结构图案中的间隔内的基材内，将抗蚀剂结构图案转移到材料上。下面进一步详细说明本专利技术的这些和其它方面。专利技术详述本专利技术的抗蚀剂组合物的特征在于结合了包含室温(20-25℃)固体碱和室温液体低蒸气压碱的碱添加剂的存在。本专利技术的抗蚀剂组合物优选包括a)成像聚合物，b)酸不稳定部分，c)照射敏感的酸产生剂，和d)碱添加剂组分，其中碱添加剂组分包括i)室温固体碱，和ii)室温液体低蒸气压碱。成像聚合物可以是均聚物、共聚物、三元共聚物或由四种或多种不同单体重复单元组成的聚合物。为了简便，到此为止，包括多于一种单体类型的聚合物(共聚物、三元共聚物等)将被简称为共聚物，但是应当理解，超过两种的单体类型可以构成聚合物主体。聚合物优选地具有约1000-50,000道尔顿(更优选约2000-10000)的分子量和优选具有1-5之间的多分散性。合适的聚合物的例子包括聚(羟基苯乙烯)、聚(乙烯基安息香酸)、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(降冰片烯羧酸)、聚(5-(1，1，1，3，3，3-六氟甲基-2-羟丙基)降冰片烯)、聚(羟基全氟苯乙烯)及其衍生物和共聚物。最优选的聚合物是聚(4-羟基苯乙烯)的共聚物。酸不稳定部分优选悬挂于聚合物和/或作为含酸不稳定部分的单独溶解抑制剂分子在聚合物基质内提供。如果使用的话，当溶解抑制剂的一个或多个酸不稳定部分裂解时，优选其不作为交联剂。酸不稳定部分优选地可以在室温下、酸存在时裂解。优选的酸不稳定部分是划分为低活化能保护基团(例如Ea＜20kcal/mol)的那些。该酸不稳定部分优选选自缩醛、缩酮和原酸酯，更优选地，酸不稳定部分是缩酮部分如在US专利5,712,078和EP公开的申请EP0628876A1中描述的那些，其公开内容在此引用作为参考。优选的缩酮保护基团的例子包括但并不限于甲氧基丙基、甲氧基环己基和苄氧基丙基及其衍生物和类似物。当酸不稳定基团悬挂于成像聚合物时，成像聚合物优选地包含约5-95mol％，更优选约10-40mol％，最优选约20-30mol％的酸不稳定保护基团(以成像聚合物上总的官能团为基础)。该聚合物的制备在US专利5,919,597和6,037,097和6,043,003中有教导，其公开内容在此引用作为参考。甲氧基环己基缩酮是最优选的保护基团。在本专利技术的抗蚀剂配制物中可以使用多种照射敏感的酸产生剂(又称为光产酸剂或PAG)。合适的PAG包括但并不限于锍和碘的磺酸盐，其阴离子可以全部或部分被氟取代。优选的例子包括三芳基锍全氟烷基磺酸盐如三苯基锍三氟甲磺酸盐、三苯基锍九氟丁磺酸盐、三(叔丁苯基)锍三氟甲磺酸盐、叔丁苯基二苯基锍三氟甲磺酸盐、叔丁苯基二苯基锍九氟丁磺酸盐、叔丁苯基二苯基锍全氟辛烷磺酸盐和相似的衍生物和类似物。其它优选的PAG是二芳基碘全氟烷烃磺酸盐(例如二苯基碘九氟丁磺酸盐和双(叔丁苯基)碘三氟甲磺酸盐)、二芳基烷基锍盐、二烷基芳基锍盐及其衍生物、三芳基锍双(全氟烷基)酰胺和三(全氟烷基)甲基化物和相应的二芳基碘类似物。优选地，以成像聚合物的重量为基础，抗蚀剂配制物包含约0.1-20wt％，更优选约0.5-15wt％的酸产生剂。该抗蚀剂的碱添加剂组分包括i)室温固体碱，和ii)室温液体低蒸气压碱。固体碱优选选自芳族胺和咪唑。优选的固体碱是N，N-二甲氨基吡啶(DMAP)和三苯基咪唑。低蒸气压碱优选在室温下具有约2mm或更小，更优选约1mm或更小的蒸气压。低蒸气压碱优选选自三乙醇胺、1-萘胺、2-萘胺、二苯胺、N-乙酰苯胺、3，6，9-三氮杂十一亚甲基二胺、4，4′-丙烷-1，3-二基双吗啉和1，8-氮杂二环十一碳烯。三乙醇胺是一种优选的低蒸气压碱。该组合物优选包含约2wt％或更少(以成像聚合物的总重量为基础)，更优选约0.0025-1wt％的碱组分。低蒸气压碱与固体碱的摩尔比优选约为0.05-20，更优选约为0.1-5和最优选0.15-本文档来自技高网...

【技术保护点】
化学放大的抗蚀剂组合物，该组合物包括：ａ）成像聚合物，ｂ）酸不稳定部分，ｃ）照射敏感的酸产生剂，和ｄ）碱添加剂组分，其中碱添加剂组分包括：ｉ）室温固体碱，和ｉｉ）液体低蒸气压碱。

【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：WM莫罗，M安耶洛普洛斯，黄武松，DR梅代罗斯，KE波得里洛，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]