[发明专利]使涂在抗反射涂层上的光致抗蚀剂成像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及使涂在吸收性抗反射涂料组合物的膜上的光致抗蚀剂膜成像的方法，其中该方法包括用含水碱性处理溶液处理该抗反射膜的步骤。该方法尤其可用于使用在深和远紫外(uv)区域中的辐射使光致抗蚀剂成像。

背景技术

光致抗蚀剂组合物用于微光刻方法，这些方法例如在计算机芯片和集成电路的制造中用于制造小型化电子元件。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，例如用于制造集成电路的硅基晶片上。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涂层固定到基材上。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。可见光、紫外(UV)光、电子束和X射线辐射能量是目前在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。

半导体器件小型化的趋势已经导致使用对越来越低的辐射波长敏感的新型光致抗蚀剂，也导致使用尖端多级系统来克服伴随此类小型化的困难。

光刻法中的吸收性抗反射涂层和底层用来削弱由光从高度反射性基材的背反射引起的问题。涂在光致抗蚀剂下方且涂在反射性基材上方的抗反射涂料组合物的膜在光致抗蚀剂的光刻性能方面提供显著的改进。通常，将底部抗反射涂层施加在基材上，然后将光致抗蚀剂的层施加在抗反射涂层的上面。使抗反射涂层固化以防止抗反射涂层和光致抗蚀剂之间的混杂。将光致抗蚀剂成像式曝光和显影。然后通常使用各种蚀刻气体干法蚀刻曝光区域中的抗反射涂层并如此将光致抗蚀剂图案转印至基材上。

抗反射涂膜，特别是含硅的抗反射涂膜，可以具有疏水性表面，该疏水性表面在显影期间可能在光致抗蚀剂和抗反射涂膜界面处形成底脚和浮渣，或抑制光致抗蚀剂在含硅抗反射涂膜上面经由去湿的恰当涂覆，这可能导致空隙和不均一的光致抗蚀剂膜涂层。硅烷打底剂用来使表面变得疏水性，但是它们都不能使表面变得更亲水性。为了在基材如SiO₂上形成涂层，需要使用使表面变得更疏水性的打底剂。然而，与SiO₂不同，硅氧烷膜引起不同的问题，它们可能具有许多表露在膜表面处的疏水性官能团并因此使这种膜表面变得高度疏水性。据信，在硅氧烷抗反射膜中，驱使疏水性结构部分被组织在膜表面处以使表面能最小化。

本发明涉及包括用含水碱性(亦称碱)溶液处理硅氧烷抗反射涂膜的表面从而提高该膜的亲水性的新型方法。该新型方法产生无缺陷的均一涂覆的光致抗蚀剂膜，该膜在显影后显示好的光刻性能，特别是在光致抗蚀剂和抗反射涂膜界面处不含浮渣和缺陷。

发明内容

发明概述

本发明涉及使涂在抗反射涂膜上的光致抗蚀剂膜成像的方法，包括a)由抗反射涂料组合物形成抗反射涂膜，其中该组合物包含硅氧烷聚合物，b)用含水碱性处理溶液处理该抗反射膜，c)用含水清洗液清洗该经处理的抗反射膜，d)在该抗反射涂料组合物的膜上形成光致抗蚀剂的涂层，e)将该光致抗蚀剂膜成像式曝光，和f)用含水碱性显影溶液将该光致抗蚀剂显影。

发明详述

本发明涉及使光致抗蚀剂膜成像的方法，其中该光致抗蚀剂膜涂在已经用含水碱性处理溶液处理过的抗反射涂层的膜上。本发明涉及通过用含水碱性溶液处理膜表面而将硅氧烷聚合物膜的表面疏水性改变成更亲水性的表面疏水性的方法。该光致抗蚀剂能够采用在大约250nm-大约10nm范围内的曝光辐射而成像。

本发明的方法涉及使涂在抗反射涂膜上的光致抗蚀剂膜成像，包括a)由抗反射涂料组合物形成抗反射涂膜，其中该组合物包含硅氧烷聚合物，b)用含水碱性处理溶液处理该抗反射膜，c)用含水清洗液清洗该经处理的抗反射膜，d)在该抗反射涂料组合物的膜上形成光致抗蚀剂的涂层，e)将该光致抗蚀剂膜成像式曝光，和f)用含水碱性显影溶液将该光致抗蚀剂显影。烘烤该膜以除去涂层溶剂。在成像式曝光后，可以对该光致抗蚀剂进行曝光后烘烤。