含有环烯烃聚合物及饱和甾族添加剂的光刻胶组合物制造技术

一种酸催化正型光刻胶组合物，它可以用１９３ｎｍ波长射线成像，而且可以显影形成高分辨及高抗蚀性的光刻胶结构物，所述组合物可以采用环烯烃聚合物、光敏产酸剂及饱和甾族化合物组份的混合物。所述环烯烃聚合物优选含有：ｉ）带有极性官能团的环烯烃单元；ｉｉ）具有酸不稳定性基团的环烯烃单元，所述酸不稳定性基团能抑制碱水溶液中的溶解度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
与本申请同时提交的是标题为“带环烯烃聚合物及疏水非甾族脂环添加剂的光刻胶组合物”序号为09/266343的美国专利申请；标题为“带环烯烃聚合物及疏水非甾族多脂环添加剂的光刻胶组合物”的序号为09/266341的美国专利申请；以及标题为“带环烯烃聚合物及添加剂的光刻胶组合物”的序号为09/266342的美国专利申请，上述申请的公开内容在本文被收作参考资料。在微电子工业及涉及微型结构(例如微型机器，磁阻头等)构建的其他工业中，不断希望减小结构部件的尺寸。在微电子工业中，这种要求是减小微电子器件的尺寸和/或为一给定的芯片尺寸提供更多数量的电路。制造更小器件的能力受到能可靠地分辨更小结构及间距的光刻技术能力的限制由光学性质所决定，要获得更精细分辨能力，部分地受到用以产生平版印刷图形的光(或其他辐射)波长的限制。因此，在照相平版印刷工艺中不断倾向于使用较短的波长。近来，这种倾向是从所谓I线辐射(350nm)转向使用248nm辐射。为了进一步减小尺寸，看来需要使用193nm的辐射。不幸，作为近年来248nm照相平版印刷术工艺核心的光刻胶组合物一般并不适用于更短波长。光刻胶组合物除了必须具有在所需辐射波长下能够分辨图形的人们期望的光学性能外，此光刻胶组合物还必须能够将图形由已成像光刻胶转移到下面基片层的合适的化学性能和机械性能。因此，已被成像曝光的正型光刻胶必须能够作出合适的溶解响应(即已曝光区域选择性溶解)，以生成所需的光刻胶结构物。随着碱水显影液的使用，照相平版印刷术已获得广泛经验，这对于在这类通用显影液中产生合适的溶解行为很重要。已成像的光刻胶结构物(显影之后)，必须具有足够的抗蚀性以便能够把图形转移到下层。一般的是，用某种形式的湿化学蚀刻或离子蚀刻法进行图形转移。已成像光刻胶层对图像转移蚀刻过程的忍耐能力(即光刻胶层的耐蚀性)是光刻胶组合物的重要特性。尽管一些光刻胶组合物已被设计用于193nm射线然而这些组合物由于缺少一个或多个上述范围的性能，因而通常不能体现出短波长成像所具有的真正的分辨优点。因此，对光刻胶组合物来说需要的是它能够用短波长辐射(例如193nm紫外射线)进行成像，而又具有良好的显影性及耐蚀性。本专利技术提供一种具有高分辨平版印刷功能(特别是当使用193nm成像照射时)的光刻胶组合物。本专利技术的光刻胶组合物具有成像能力。显影能力和以很高解像力为图形转换提供所需耐蚀性三种综合性能，而高解像力是仅受成像照射波长限制的。本专利技术的光刻胶组合物的总特征在于存在(a)环烯聚合物组份及(b)饱和甾族化合物组份。本专利技术还提供使用本专利技术光刻胶组合物制成光刻胶结构物的照像平版印刷术，以及使用此光刻胶结构物将图形转移到下层的方法。本专利技术的照像平版印刷法的优选特征在于使用193nm紫外射线进行成像曝光。本专利技术的方法不采用移相掩模而优选能够分辨小于约150nm的尺寸，更优选小于115nm的尺寸(使用0.68数值光圈光学仪)。一方面，本专利技术包括一种包含下列物质的光刻胶组合物(a)环烯烃聚合物，它含有i)具有极性官能团的环烯烃单元，及ii)具有酸不稳定性基团的环烯烃单元，而酸不稳定性基团抑制碱水溶液中的溶解度，(b)光活性组份，及(c)饱和的甾族化合物组份。本专利技术的环烯烃聚合物优选主要由环烯烃单体单元组成，更优选主要由单元i)和单元ii)组成。单元i)优选包含其pKa≤13的酸性极性基团。所述饱和甾族化合物优选是疏水的。优选的饱和甾族化合物是改性的石胆酸酯。另一方面，本专利技术包括在基片上制成已成像的光刻胶结构物的方法，此方法包括(a)提供带有本专利技术光刻胶组合物表面层的基片，(b)用辐射法使光刻胶层进行成像曝光，从而使光刻胶层各部分被辐射曝光，以及(c)使光刻胶层与碱水显影溶液相接触，除去光刻胶层的已曝光部分，以形成已成像的光刻胶结构物。优选上述方法步骤(b)中所用的辐射是193nm紫外射线。本专利技术还包括用含有本专利技术组合物的已成像光刻胶结构物来制造导体结构、半导体结构、磁性结构或绝缘结构的方法。下面对本专利技术这些方面和其他方面作更详细讨论。本专利技术的光刻胶组合物的一般特征在于存在(a)环烯烃聚合物及(b)饱和甾族化合物组份。环烯烃聚合物的特征在于存在至少一种环烯烃单体单元。该环烯烃聚合物优选含有i)具有极性官能团的环烯烃单元，及ii)具有酸不稳定性基团的环烯烃单元，而酸不稳定性基团能抑制碱水溶液中的溶解度。这些组合物在使用193nm射线时尤其能生成高解像力照像平版印刷图形、这些组合物具有良好的显影能力和图形转移性能。本专利技术还包括含有本专利技术光刻胶组合物的已成像光刻胶结构物，以及制成光刻胶结构物的方法和用这些光刻胶结构物制成导体结构、半导体结构和/或绝缘结构的方法。本专利技术的光刻胶组合物优选含有(a)环烯烃聚合物，它包含i)带有极性官能团的环烯烃单元，这些极性官能团选自酸性基团(它们促进在碱水溶液中的溶解度)和非酸性的极性基团，以及ii)带有酸不稳定性基团的环烯烃单元，而这些酸不稳定性基团抑制碱水溶液中的溶解度，(b)光活性组份，以及(c)饱和的甾族化合物组份。环烯烃单元i)可以是带有酸性极性官能团(此官能团促进碱溶解度)的任何环烯烃单体单元，或者是带有非酸性极性基的环烯烃单体单元。环烯烃单体的例子包括下列结构式(I)所说明的单体，式中R1代表极性基，n为0或某些正整数 更优选的环烯烃i)选自 式中R1代表酸性极性基(它促进碱水溶液中的溶解度)或非酸性极性基。优选的酸性极性基的pKa≤13。优选的酸性极性基选自羧基，胺磺酰基，氟醇基或其他酸性极性基。优选的酸性极性基是羧基。非酸性极性基优选pKa＞13，并含有至少一个杂原子，例如氧，氮或硫。如果需要，可以使用具有不同极性官能基的环烯烃单元i)的混合物。优选环烯烃单元i)的至少一些或全部，应带有酸性极性官能团。环烯烃单元ii)可以是任何含有酸不稳定基团(它抑制碱水溶液中的溶解度)的环烯烃单体。该环烯烃单体的例子包括以下列结构(III)所说明的下列单体，式中R2代表酸不稳定性保护基，n是零或某些正整数 更优选的环烯烃单元ii)选自 式中R2代表酸不稳定性保护基。优选的酸不稳定性保护基选自羧酸的叔烷基(或环烷基)酯(例如叔丁基，甲基环戊基，甲基环己基，甲基金刚烷基的酯，酯缩酮，或酯缩醛。羧酸叔丁酯是最优选的酸不稳定性保护基，如果需要，可以使用含有不同保护官能基团的环烯烃单元ii)的混合物。为了在用于制造集成电路结构或其他微观结构的照像平版印刷法中应用，本专利技术的环烯烃聚合物优选含有至少约20％摩尔环烯烃单元ii)，更优选为约40-90％摩尔，最优选为约60-90％摩尔。本专利技术的环烯烃聚合物优选含有约10-80％摩尔环烯烃单元i)，更优选为约10-60％摩尔。在环烯烃单元i)含有羧酸极性基的场合，这些单元的含量，以全部环烯烃聚合物组合物计，优选为约5-30％摩尔，更优选为约10-25％摩尔，最优选为约10-20％摩尔。在环烯烃单元i)含有胺磺酰基酸性极性基的场合，这些单元的含量，以全部环烯烃聚合物组合物计优选为约15-50％摩尔，更优选为约20-40％摩尔。本专利技术的环烯烃聚合物除了含单元i)和单元ii)外，还可含有其他单体单元。优选本专利技术的环烯烃聚合物含有约40％摩尔或更少的这类其他单体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻胶组合物，包含（ａ）环烯烃聚合物，（ｂ）光敏产酸剂，及（ｃ）饱和甾族化合物组份。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PR瓦拉纳斯，RD阿伦，TI瓦洛，J奥皮茨，RA德彼得罗，MC拉森，AM梅惠特，JF马尼斯卡科，GM杰德哈默，
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]