光刻组合物和光刻方法技术

提供了用于光刻胶组合物上的顶涂层组合物。该组合物可特定地应用于浸渍光刻过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可在光刻胶组合物上应用的顶涂层组合物。该专利技术发现作为形成半导体设备的浸溃光刻过程中顶涂层的特别应用。
技术介绍
光刻胶是用于转移图像至基材的感光膜。在基材上形成光刻胶涂层，然后光刻胶层通过掩膜暴露于活性辐射中。掩膜具有对活性辐射不透光的区域和活性辐射能够透过的其它区域。暴露于活性辐射使得光刻胶涂层发生光诱导的化学转化，从而将掩膜的图案转移至光刻胶涂覆的基材上。曝光后，通过使光刻胶与显影剂溶液接触使光刻胶显影，以提供允许选择性地处理基材的浮雕图像。 在半导体设备中获得纳米(nm)级特征尺寸的一种方法是使用较短波长的光。然而，寻找透射193nm以下的光的材料的困难引出了通过使用液体将更多光线会聚至光刻胶膜上来增加透镜的数值孔径的浸溃光刻工艺。浸溃光刻在成像设备(例如，KrF或ArF光源)的最后表面与基材、例如半导体薄片上的第一表面间使用具有相对较高的折射率的液体。在浸溃光刻中，浸溃液体与光刻胶层直接的接触会导致光刻胶的组分渗入浸溃液体中。这种渗入会引起光学透镜的污染，并导致浸溃液体的有效折射率和透光性能的改变。在解决以上问题的努力中，提出了在光刻胶层上使用顶涂层作为浸溃液体与下方的光刻胶层之间的隔层的方法。然而在浸溃光刻中使用顶涂层也面临多种挑战。例如，顶涂层会影响到工艺窗口、关键尺寸(CD)变化和基于特征如顶涂层折射率、厚度、酸度、对光刻胶的化学作用和浸泡时间的光刻胶轮廓。此外，由于例如会阻止光刻胶图案的正确形成的微桥缺陷，顶涂层的使用会对设备的产率产生消极影响。为了改善顶涂层材料的性能，已经提议使用自隔离的顶涂层组合物来形成递变的顶涂层，例如，参考“用于浸溃光刻法的自隔离材料”，Daniel P. Sanders等，“光刻胶材料和处理技术进展XXV”，SPIE会刊，第6923卷，第692309-1至692309-12页(2008)。理论上自隔离的顶涂层能够形成对于浸溃流体和光刻胶界面都具有所需性质的定制材料，例如，在浸溃流体界面上具有高水后退接触角并且在光刻胶界面上具有良好的显影剂溶解度。在给定的扫描速度下，具有小的后退接触角的顶涂层会导致水斑缺陷。随着曝光头横跨晶元移动留下水滴时，会产生这些缺陷。结果，由于光刻胶组分渗入水滴，并且水渗入到下面的光刻胶，导致光刻胶感光性发生变化。因而具有大的后退接触角的顶涂层是人们所期望的，以允许在较高的扫描速度下运行浸溃扫描仪，从而允许增加的处理吞吐量。在所属的
，对于改进的用于浸溃光刻中的自隔离顶涂层组合物及其使用方法存在持续的需求。
技术实现思路
本文提供了用于浸溃光刻法的新的顶涂层组合物和方法。还提供了可用作非浸溃成像过程所用的光刻胶层之上的外涂层的新的组合物。根据本专利技术第一方面，提供了适合用于在光刻胶层上形成顶涂层的组合物。该组合物包含可溶于碱性水溶液的基质聚合物；第一附加聚合物，所述附加聚合物可溶于碱性水溶液，并且包含以下通式(I)的单体的聚合单元权利要求1.适于在光刻胶层上形成顶涂层的组合物，该组合物包含 可溶于碱性水溶液的基质聚合物； 可溶于碱性水溶液并包含以下通式(I)的单体的聚合单元的第一附加聚合物2.如权利要求I所述的组合物，其特征在于，所述第一附加聚合物进一步包含以下通式(II )的单体和/或以下通式(III)的单体的聚合单元3.如权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述第一附加聚合物包含通式(II)的单体和通式(III)的单体的聚合单元。4.如权利要求1-3中任任一项所述的组合物，其特征在于，所述基质聚合物包含一种或多种氟化基团。5.如权利要求1-4中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含第二附加聚合物，所述第二附加聚合物包含一种或多种强酸基团。6.如权利要求1-5中任一项所述的组合物,其特征在于,该组合物进一步包含溶剂体系，所述溶剂体系包含醇、烷基醚和/或烷烃以及二烷基二醇单烷基醚的混合物。7.涂覆的基材，包括 位于基材上的光刻胶层；以及 位于光刻胶层上的包括权利要求1-6任一项所述的组合物的顶涂层。8.—种处理光刻胶组合物的方法，该方法包括 (a)在基材上施涂光刻胶组合物以形成光刻胶层； (b)在所述光刻胶层上施涂权利要求1-6中任一项所述的组合物以形成顶涂层；和 (c)使所述顶涂层与光刻胶层曝光于活性辐射。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述曝光为浸溃曝光，所述基材为半导体晶片。10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述顶涂层是自隔离的。全文摘要提供了用于光刻胶组合物上的顶涂层组合物。该组合物可特定地应用于浸渍光刻过程。文档编号G03F7/11GK102746760SQ20121018904公开日2012年10月24日 申请日期2012年4月16日 优先权日2011年4月14日专利技术者D·王 申请人:罗门哈斯电子材料有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
适于在光刻胶层上形成顶涂层的组合物，该组合物包含：可溶于碱性水溶液的基质聚合物；可溶于碱性水溶液并包含以下通式(Ⅰ)的单体的聚合单元的第一附加聚合物：其中，R1是氢或C1？C6的烷基或氟代烷基，R2是C3？C8的支链亚烷基，R3是C1？C4的氟代烷基；并且其中组合物中第一附加聚合物的量少于基质聚合物，且第一附加聚合物的表面能低于基质聚合物的表面能；其中在干燥状态下，顶涂层组合物层的水后退接触角为75？85°。FSA00000732180300011.tif

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·王，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：