[发明专利]包括含有内酯部分的环烯聚合物的光致抗蚀剂组合物

说明书

与本申请有关的专利申请是：美国专利申请序列号09/266342，提交日期1999年3月11日，标题“Photoresist Compositions with CyclicOlefin Polymers and Additive”(包括环烯聚合物与添加剂的光致抗蚀剂组合物)；美国专利申请序列号09/266343，提交日期1999年3月11日，标题“Photoresist Compositions with Cyclic Olefin Polymers andHydrophobic Non-Steroidal Alicyclic Additives”(包括环烯聚合物与疏水非甾族脂环添加剂的光致抗蚀剂组合物)；美国专利申请序列号09/266341，提交日期1999年3月11日，标题“Photoresist Compositionswith Cyclic Olefin Polymers and Hydrophobic Non-Steroidal Multi-Alicyclic Additives”(包括环烯聚合物与疏水的非甾族多脂环添加剂的光致抗蚀剂组合物)；与美国专利申请序列号09/266344，提交日期1999年3月11日，标题“Photoresist Compositions with Cyclic OtefinPolymers and Saturated Steroid Additives”(包括环烯聚合物与饱和甾族添加剂的光致抗蚀剂组合物)。以上申请的公开内容引入在此，作为参考。

在涉及显微装置(例如微机械、磁阻头等)结构的微电子工业及其它工业中，持续要求减小结构特征的尺寸。在微电子工业中，要求减小微电子器件的尺寸与/或对一个给定的芯片尺寸提供更多数量的电路。

生产更小器件的能力受到光刻技术的可靠地分辨更小的细节与间距的能力的限制。光学的性质使得到更精细分辨率的能力受到用于形成光刻图案的光(或其它射线)的波长的限制。因此，有一个使用更短的光波长进行光刻处理的持续趋向。近来，此趋向已从所谓的l线辐射(350nm)发展到248nm辐射。

对于将来的尺寸减小，看来可能需要使用193nm射线。遗憾的是，处于当前248nm光刻工艺核心地位的光致抗蚀剂组合物典型地不适合于在更短的波长下工作。

虽然光致抗蚀剂组合物必须具有合乎需要的光学特性使在要求的射线波长下保证图象分辨率。光致抗蚀剂组合物还必须具有合适的化学与机械特性使能将图象从经构图的光致抗蚀剂层转移至下面的衬底层上。因此，一种以构图状态曝光的正性光致抗蚀剂必须有合适的溶解反应(即选择地溶解曝光区域)能力以得到要求的光致抗蚀剂结构。已知光刻领域内的广泛经验连同含水碱性显影剂的使用，重要的是获得在这种常用的显影剂溶液中合适的溶解特性。

经构图的光致抗蚀剂结构(在显影之后)必须具有足够抗蚀性使能将图象转移到下层上。典型地，图案转移通过某种形式的湿化学腐蚀或离子腐蚀实施。经构图的光致抗蚀剂层经受图案转移蚀刻处理的能力(即光致抗蚀剂层的抗蚀力)是光致抗蚀剂组合物的一个重要特性。

虽然有些光致抗蚀剂组合物已设计用于193nm射线，但这些组合物由于在一个或几个上面提到的领域内缺少效能因而通常未能传递较短波长成象的真实分辨率效益。那些在上面提到的参考申请中公开的抗蚀剂组合物表现出超过现有技术的进步之处在于其中抗蚀剂能传递与193nm有关的光刻性能，但仍有对用于193nm光刻的改进的光致抗蚀剂组合物的要求。例如，有对具有改进显影特性(例如分辨率、显影速度、对比度、收缩率等)、改进抗蚀力与改进光刻工艺窗口的抗蚀剂组合物的要求。

本发明提供能使用193nm成象射线(且还可能使用其它的成象射线)具有高分辨率光刻性能的光致抗蚀剂组合物。本发明的光致抗蚀剂组合物具有提供在只受成象射线的波长限制的很高分辨率下的图案转移所需要的改进的成象能力、显象能力与抗蚀力的组合。本发明的光致抗蚀剂组合物使实现一个改进的光刻工艺窗口。

本发明还提供使用本发明的光致抗蚀剂组合物以形成光致抗蚀剂结构的方法，与使用该光致抗蚀剂结构将图案转移至下层的方法。本发明的光刻方法，其优选特征在于使用193nm紫外线在构图状态下曝光。本发明的方法优选地能分辨尺寸小于约150nm的细节，更好能分辨尺寸约小于130nm的细节而不必使用移相掩模。

一方面，本发明包括一种光致抗蚀剂组合物，其包括(a)环烯聚合物与(b)光敏酸发生器，此环烯聚合物包括：

ⅰ)环烯单体单元，每个有在水碱性溶液中抑制溶度的酸不稳定部分(acid-labile moiety)，与