在193纳米辐射波长具有低折射率的顶部抗反射涂料组合物制造技术

已发现一种组合物，其特征是存在具有芳族残基、且对１９３纳米辐射波长的折射率值ｎ小于１．５的可溶于碱性水溶液的聚合物，其尤其可用作１９３纳米干式光刻法中的顶部抗反射涂层。已发现，具有烯式骨架并具有氟和磺酸残基的聚合物尤其有用。该组合物能够利用它们在碱性显影剂水溶液中的可溶性而在提供易用性的同时实现在１９３纳米的顶部反射控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在193纳米辐射波长具有低折射率 的顶部抗反射涂料组合物
技术介绍
在微电子工业中以及在涉及微观结构构造的其它工业(例如，微型机 械、磁阻磁头，等等)中，始终要求减小结构部件的尺寸。在微电子工业 中，需要减小微电子器件的尺寸和/或为给定的芯片尺寸提供更大量的电 路。有效的光刻技术对于减小部件尺寸是基本的。光刻技术不仅在直接于 所需基底上形成图像方面，还在制造在这种成像过程中常用的掩模方面， 都影响着孩O见结构的制造。典型的光刻法涉及通过使辐射敏感性抗蚀剂成 图案地暴露在成Y象辐射下而形成图案状的抗蚀层。然后通过4吏爆光的抗蚀 层与选择性去除部分抗蚀层的材料(通常是碱性显影剂水溶液)接触而使 图像显影，以显示出所需图案。然后通过蚀刻所述图案状抗蚀层的开孔中 的材料而使图案转移到下方材料上。在转移完成后，然后去除残留抗蚀层。对于许多光刻成像法，抗蚀剂图像的分辨率可能受到异常效应的限制， 异常效应与折射率失配和成像辐射的不合意反射相关。为了解决这些问题， 通常在抗蚀层与基底之间使用抗反射涂层(底部抗反射涂层或BARC )， 和/或在抗蚀层与传送成像辐射的物理路径中的环境气氛之间使用抗反射 涂层(顶部抗反射涂层或TARC)。在千式光刻法中，例如干式193纳米 光刻法(在辐射曝光步骤中不涉及浸渍液)中，环境气氛通常是空气。在 浸渍光刻法中，环境气氛通常是水。抗反射涂料组合物的性能极大取决于其在相关成像辐射波长下的光学 特性。可以在美国专利6,274,295中找到关于TARCs通常所需的光学特性 的一般论述。相关光学参数包括TARC的折射率、反射度和光密度。和在整个光刻法(辐射、显影、图像转移等)中具有所需的物理和化学性能特性。因此，TARC不应该过度干扰整个光刻法。非常理想的是，TARC 可以在图像显影步骤中去除，该步骤通常涉及在碱性显影剂水溶液中溶解 一部分抗蚀剂。现有商业TARC组合物不具备高分辨率193纳米干式光刻法所需的光 学性质及物理和化学性能特性的组合。例如， 一些TARC组合物具有低于 1.5的所需折射率，但不溶于碱性显影剂水溶液，由此导致额外的复杂性和 需要单独的TARC去除步骤。另一些TARC组合物具有所需折射率，但 具有与抗蚀剂的不利相互作用，从而导致所得抗蚀剂图像中的过度薄膜损 失和对比度损失，或导致形成不需要的T形顶部结构。另一些TARC组合 物在碱性显影剂水溶液中具有所需溶解度，但在193纳米下具有过高的折 射率。因此，需要适用于干式193纳米光刻法中以便能够实现高分辨率光刻 法的TARC组合物，尤其是在下方基底上的形貌上成像的情况下。专利技术概要本专利技术包括新型抗反射涂料组合物，其可用作干式193纳米光刻法中 的顶部抗反射涂料組合物。这些组合物提供了杰出的光学、物理和化学性 能，其能够利用它们在碱性显影剂水溶液中的可溶性而在提供易用性的同 时实现在193纳米的顶部反射控制。该抗反射组合物的特征在于，对193 纳米波长辐射的折射率n为大约1.5或更小，并且存在含有芳族残基、并 可溶解在常用于使光刻图像显影的碱性含水显影剂水中的聚合物。本专利技术 还包括^使用这类光刻结构使基底上的下方材料层图案化的方法。一方面，本专利技术包括适合用作193纳米光刻法所用的顶部抗反射涂层 的组合物，该组合物包含具有芳族残基、且对193纳米辐射波长的折射率 值n小于大约1.5的可溶于碱性水溶液的聚合物。该聚合物优选进一步包 括促进该组合物在碱性水溶液中的可溶性的残基。该聚合物优选具有烯式骨架。该聚合物优选进一步包括含氟残基。该聚合物优选进一步包括酸性 硫残基。在另一方面，本专利技术包括在基底上形成图案状材料形状的方法，该方法包括(a )在基底上提供材料表面，(b) 在材料表面上形成辐射敏感性抗蚀层，(c) 在抗蚀层上形成顶部抗反射涂层，本专利技术的抗反射涂层，(d )使抗蚀层成图案地暴露在辐射下，由此在抗蚀层中产生辐射曝光 区域的图案，(e) 选择性地去除部分抗蚀层和抗反射涂层，以暴露出部分材料表面，和(f) 将所述材料的曝光部分蚀刻或离子注入，由此形成图案状材料形状。成像辐射优选为193纳米辐射，光刻法优选为干式光刻法。 下文进一步详细论述本专利技术的这些和其它方面。专利技术详述本专利技术包括新型抗反射^r料组合物，其可用作干式193纳米光刻法中 的顶部抗反射涂料组合物。这些组合物提供了杰出的光学、物理和化学性 能，其能够利用它们在碱性显影剂水溶液中的可溶性而在提供易用性的同 时实现在193纳米的顶部反射控制。该抗反射组合物的特征在于，对193 纳米波长辐射的折射率n为大约1.5或更小，并且存在含有芳族残基、并 可溶解在常用于使光刻图像显影的碱性含水显影剂中的聚合物。TARC的聚合物优选具有烯式骨架。更优选地，该聚合物含有乙烯基、 丙烯酸酯/盐和/或甲基丙烯酸酯/盐单体单元。该聚合物的骨架优选不含不饱和碳键o该芳族残基优选独立地选自由取代或未取代的芳族残基或其组合组成 的组。更优选地，芳族残基选自由取代或未取代形式的稠合芳族残基、杂环芳族残基及其组合组成的组。在取代形式中，该芳族残基可以含有连接 的环结构。 一些优选的芳族残基是萘和噻吩。含环状结构的取代萘的实例 是二氢苊(即二氢苊基)和六氢芘(即六氢芘基)。该芳族残基优选作为侧基存在。聚合物中芳族残基的量优选足以将折射率n降至小于1.5，更优 选小于大约1.4，最优选降至L3至1.4的n值。尽管顶部抗反射涂层通常 非常薄地施用，但仍优选要避免过多量的芳基，因为它会导致在193纳米 的过多吸收。本专利技术的组合物优选对193纳米的辐射波长具有大约0.05至 0.25的消光系数k。该聚合物优选含有大约10至80摩尔％具有芳族残基 的单体单元，更优选大约20-70摩尔o/。，最优选大约25-65摩尔％。该聚合物优选进一步包括促进该组合物在碱性水溶液中的可溶性的部 分。优选的促进可溶性的残基选自由羟基、磺酰胺基、N-羟基二羧基酰亚 胺基、其它二欺基酰亚胺基、其它氨基和其它酰亚胺基组成的组。该促进 可溶性的残基优选包括在构成TARC聚合物的一些单体单元中。该促进可 溶性的残基可以直接连接到芳族残基上，或可以连接到聚合物的其它部分 上。所需促进可溶性的官能团的量可以取决于芳族组分的疏水程度和所用 芳族组分的量。在一个实例中，促进可溶性的官能团可以以具有羧酸残基 的丙烯酸酯/盐或曱基丙烯酸酯/盐单体的形式提供。该聚合物优选进一步包括含氟残基。优选的含氟残基是三氟甲基。氟 残基也可以作为芳族残基的一个或多个氢原子的氟原子取代基存在。氟残 基也可以侧接在芳族残基上，或侧接在该聚合物的其它部分上。 一些合适 的含氟单体单元的实例具有下列结构之一。<formula>formula see original document page 12</formula>(i)结构(i)，三氟曱基甲基丙烯酸，是更优选的含氟单体单元。也可以使用其它含氟结构。含氟单体单元的量优选为大约10-90摩尔％,更优选 大约20-70摩尔％ ，最优选大约30-60摩尔％ 。该聚合物进一步优选包括酸性残基，更优选酸性硫残基，最优选磺酸 残基。酸性残基可以直接连接到芳族残基上，或可以侧接在该聚合物的其 它部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
适合用作１９３纳米光刻法所用的顶部抗反射涂层的组合物，所述组合物包含具有芳族残基、且对１９３纳米辐射波长的折射率值ｎ小于１．５的可溶于碱性水溶液的聚合物。

【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：黄武松，W希思，K帕特尔，P瓦拉纳斯，
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]