[发明专利]用于在光致抗蚀剂图案上面涂覆的含内酰胺的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于在光致抗蚀剂图案上面涂覆以改进光刻性能的组 合物，以及涉及使用此种涂料在基材上产生图像的方法。

背景技术

在半导体技术中集成电路的致密化已经伴有在这些集成电路内制 造非常细的互连线的需要。超细的图案通常通过使用光刻技术在光致 抗蚀剂涂层中形成图案来产生。通常，在这些方法中，首先将光致抗 蚀剂组合物的薄涂膜施加于基材材料上，例如施加于用于制造集成电 路的硅晶片上。然后烘烤该已涂覆的基材以使该光致抗蚀剂组合物中 的任何溶剂蒸发并将该涂层固定到该基材上。让该基材的被烘烤的涂 覆表面接下来经历暴露在辐射下的成像式曝光。这种辐射曝光引起涂 覆表面的曝光区域发生化学转变。目前，可见光、紫外(UV)光、电 子束和X射线辐射能是缩微光刻方法中常用的辐射类型。在这一成像 式曝光之后，用显影剂溶液处理已涂覆的基材以溶解和除去光致抗蚀 剂的已辐射曝光或未曝光的区域。

集成电路的小型化需要印刷在光致抗蚀剂内的越来越窄的尺寸。 已经开发出各种技术来缩小要由光致抗蚀剂印刷的尺寸，这些技术的 实例是，多级涂层、抗反射涂层、相移掩模、在越来越短的波长下敏 感的光致抗蚀剂等。

印刷较小尺寸的一个重要方法依靠在光致抗蚀剂图像上面形成薄 层的技术，该技术使光致抗蚀剂图像变宽，而减少了相邻光致抗蚀剂 图案之间的间隔的尺寸。这一变窄的间隔可以用来蚀刻和界定基材或 用来沉积材料，例如金属。这种二级技术允许更小得多的尺寸得到界 定，作为微电子器件的制造方法的一部分，而不必重新调配新的光致 抗蚀剂化学。面涂层或收缩材料可以是无机层，例如介电材料，或者 它可以是有机材料，例如可交联聚合物材料。

介电收缩材料在US 5,863,707中进行了描述，并且包括氧化硅、 氮化硅、氮氧化硅、旋涂的材料或化学气相沉积的材料。有机聚合物 涂层在US 5,858,620中进行了描述，其中此类涂层在酸的存在下经历 交联反应，从而附着于光致抗蚀剂表面，而在该面收缩涂层还没有交 联之处被除去。US 5,858,620公开了半导体器件的制造方法，其中基 材具有用面层涂覆的图案化光致抗蚀剂，然后将该光致抗蚀剂暴露在 光下并加热使得在该光致抗蚀剂中的光生酸扩散穿过该面层并且然后 可以使该面层交联。酸扩散穿过面涂层的程度决定交联层的厚度。使 用可以溶解该聚合物的溶液将没有交联的那部分面层除去。

发明内容

本发明涉及收缩涂层材料的涂料组合物，该涂料组合物包含含内 酰胺基团的聚合物。水溶性的且含内酰胺基团的聚合物尤其可用于在 248nm、193nm和157nm下敏感的光致抗蚀剂上涂覆，其中该光致抗 蚀剂聚合物包含可以与该内酰胺反应的基团。本发明的目的是在已成 像的光致抗蚀剂图案上面形成涂层，该涂层与该光致抗蚀剂反应和使 该光致抗蚀剂图案稳定化，并进一步提高该光致抗蚀剂的尺寸厚度以 致可以界定窄的间隔。已出人意料地发现，使用这一新型涂覆用收缩 组合物导致已成像的光致抗蚀剂的改进的图案清晰度、更高的分辨率、 低的缺陷、更低的温度敏感性和稳定的图案形成。

附图说明

图1示出了使用所述收缩材料的成像过程。

发明概述

本发明涉及用于涂覆光致抗蚀剂图案的水性涂料组合物，其包含 含至少一种内酰胺基团的水溶性聚合物，其中与所述聚合物连接的内 酰胺基团具有结构(1)，

其中R₁独立地选自氢、C₁-C₄烷基、C₁-C₆烷基醇、羟基(OH)、胺 (NH₂)、羧酸和酰胺(CONH₂)，表示与所述聚合物的连接部分， m＝1-6，n＝1-4。

本发明还涉及其中含内酰胺基团的聚合物包含结构(2)的单体单 元的水性组合物，