[发明专利]用于浸渍光刻技术的组合物和工艺

说明书

本发明专利申请是申请号为200510109853.X，发明名称为“用于浸渍光刻 技术的组合物和工艺”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及涂覆在浸渍光刻工艺(immersion lithography processing)用的光刻 胶组合物上的阻挡层组合物(barrier layer composition)。另一方面，提供一种用 于浸渍光刻工艺的新方法。

背景技术

光刻胶是用于将图像转移至基材(substrate)上的感光膜。在基材上形成光 刻胶涂层，然后将该光刻胶涂层暴露(exposure)于穿过光掩模的活化辐射源中。 该光掩模具有对于活化辐射不透明的区域和对于活化辐射透明的区域。暴露于 活化辐射提供了一种光刻胶涂层的光诱导化学变化，且因此将光掩模的图案转 移给覆盖着光刻胶的基材。暴露之后，显影该光刻胶以提供可以进行选择性的 基材处理工艺的凹凸图像。

Moore定律推动了半导体工艺的发展，该定律表明平均每两年IC器件的复 杂性就会加倍。这使得用光刻技术转移具有日益减小的功能部件(feature)尺寸 的图案和结构的需要成为必要。

能获得更小的功能部件尺寸的一种方法是使用更短的光波长，然而，目前 难于找到在193nm以下透明的材料，从而只能选择使用浸渍光刻技术，仅仅通 过使用液体来增加透镜的数值孔径(numerical aperture)从而将更多的光聚集到 薄膜上。浸渍光刻技术在成像器件(例如，KrF或ArF步进器)的最终表面和 晶片或其它基材上的第一表面之间采用较高折射率的液体。

据报告，浸渍显微术是一种通过使用具有比空气的折射率大的液体来增加 透镜的数值孔径的方法。这种改进能被量化，并且按下式计算最小线宽W：

W＝k₁λ/NA公式1

其中k₁是分辨率因子，λ是光波长且NA是数值孔径。

对于折射率为1的空气，数值孔径的实际限度为0.93。对于具有大于1的 折射率的材料，按照下面的公式，大于1的NA是可达到的：

NA＝nsin(α)＝d/(2f)公式2

替换NA，能将该公式简化为如下所示：

W＝k₁λ/nsin(α)    公式3

其中n是浸渍液的折射率，且α是透镜的入射角。因此，对于具有1.47的 折射率的水，在193nm处，35nm线宽是可能的。

目前，大规模且已经得到验证的浸渍光刻系统仍不存在。例如参见Chemical and Engineering News，第18-24页(2004年6月28日)。无疑需要用于浸渍光刻 技术的可靠且方便的光刻胶和成像工艺。

这就期望用于浸渍光刻技术的新材料和工艺。

发明内容

现在本发明提供了用于浸渍光刻技术的新组合物和工艺。

更具体地，第一方面，本发明提供了新的外敷层(overcoat)(顶涂层或阻 挡层)组合物，该组合物涂覆在光刻胶组合物层上且优选能至少抑制该光刻胶 层的成分向浸渍光刻工艺中所采用的液体(例如水)中迁移。

本发明优选地阻挡层包括那些含有一种或多种非溶剂载体材料(组分)的 阻挡层，例如一种或多种至少在其树脂主链上不含有氟取代基的树脂。

本发明的阻挡组合物可以包括各种材料，且优选的阻挡组合物组分是更高 分子量的材料例如具有超过约500，1000，1500或2000道尔顿的分子量的材料。 优选的阻挡组合物材料也包括那些基本上是光刻工艺中呈惰性的材料，即那些 在典型光刻工艺步骤的前曝光和后曝光热处理、成像步骤期间不进行键断裂的 反应，或不与浸渍液反应的材料。