[发明专利]平版印刷方法

说明书

技术领域

本发明涉及平版印刷(lithographic)方法，其特别用于浸没平版印刷。一方面，本发明的方法包括：将光致抗蚀剂(photoresist)组合物应用于基底；将光致抗蚀剂层暴露于辐射中以激活光致抗蚀剂组合物；除去部分但非全部曝光的光致抗蚀剂层；和使处理后(例如部分除去后的)的光致抗蚀剂层显影得到光致抗蚀浮雕图象。

背景技术

光致抗蚀剂是用于将图像转到基底上的光敏感性薄膜。光致抗蚀剂涂层形成在基底上，然后光致抗蚀剂层通过光掩模在激活辐射源下曝光。光掩模具有对于激活辐射不透明的区域以及对于激活辐射透明的其他区域。在激活辐射下曝光产生了光致抗蚀剂涂层的光诱导的化学变化，从而将光掩模的图案转移到光致抗蚀剂涂覆的基底上。曝光后，显影光致抗蚀剂得到浮雕图像，使得可以选择性处理基底。参见美国专利申请公开2006/10246373和2006/10246373。

半导体产业的发展由摩尔定律所推动，该定律表明℃设备的复杂性平均每两年呈两倍增长。平版印刷转化图案和结构需要降低功能元件(feature)尺寸是必要的。

目前使用的光致抗蚀剂适于多种应用，当前的抗蚀剂也存在显著的缺点，特别是高性能应用如高分辨亚-夸特(sub-quater)，甚至亚-十分之一微米功能元件的形成。

发明内容

我们现在提供新的光致抗蚀方法，其特别适用于浸没平版印刷(lithography)。

我们惊奇地发现本发明的方法可减少碱性显影水溶液的缺陷。这些减少的缺陷包括，显影时在没有光致抗蚀剂的区域减少有机残余物，也可减少图象抗蚀剂线或其他功能元件之间的微细桥连。

更特别地，另一方面，本发明的方法可适合的包括：(a)在基底上施加光致抗蚀剂组合物；(b)将所述光致抗蚀剂层在辐射下浸没曝光以激活光致抗蚀剂组合物；(c)处理曝光的光致抗蚀剂层以调节所述光致抗蚀剂层的水接触角；和(d)将处理后的光致抗蚀剂层显影得到光致抗蚀剂浮雕图象。

另一方面，本发明的方式适合的包括：(a)在基底上施加光致抗蚀剂组合物；(b)将所述光致抗蚀剂层在辐射下浸没曝光以激活光致抗蚀剂组合物；(c)除去部分曝光的光致抗蚀剂层；和(d)将处理后的光致抗蚀剂层显影得到光致抗蚀剂浮雕图象。

优选地，所述曝光的光致抗蚀剂层先于显影前处理，从而例如光致抗蚀剂层的强疏水性组分残留在抗蚀剂层的顶部部分，相对于抗蚀剂层中其它弱疏水性组分(如具有酸不稳定基团的树脂)可选择性除去。

所述曝光的光致抗蚀剂层的处理可适合的在曝光后烘焙步骤前或后或基本上同时进行。许多实例中，优选在曝光后烘焙步骤之后显影之前进行处理。

优选的预显影、后曝光处理方式包括利用溶剂组合物处理曝光的光致抗蚀剂层，溶剂适合的包括一种或更多种有机或非有机溶剂。在至少某些方面中，优选溶剂组合物包括显著量(如基于整个溶剂组合物的重量计，至少占10、20、30、40、50、60、70、80、90的重量百分比)的一种或多种相对疏水性溶剂溶剂，或基本与光致抗蚀涂层不可混溶的溶剂。这些不可混溶的溶剂可包括相对非极性的有机溶剂(如不包含醇、羧基或氰基部分的溶剂)，或者另外基本上不能与光致抗蚀剂层混溶的溶剂如水。适合的疏水性溶剂包括如异戊醚、己烷、环己烷、庚烷、辛烷和它们的异构体或异构体的混合物，以及水。这些疏水性溶剂适合的可与一种或更多种相对弱的疏水性溶剂以及更容易与光致抗蚀剂层混溶的溶剂混和，如包括相对极性的溶剂(可包含醇、羧基或基团)的溶剂，如乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇甲醚(PGME)、二丙二醇单甲醚、和四氢呋喃。PGME、二丙二醇单甲醚和四氢呋喃可与水混溶，并且如果水用作溶剂组合物的基本上不可混溶的组分，那么可有效地使用这些溶剂。

适合的后曝光、预显影处理步骤可随着所使用的特定光致抗蚀剂和处理方法进行变化，并且很容易根据经验确定。适合的后曝光、预显影处理步骤不会因除去一定量的光致抗蚀剂层，从而抑制随后的功能浮雕图象的显影(如除去过量的光致抗蚀剂层)。优选的后曝光、预显影剥落或除去处理步骤相对于没有采用所述处理步骤的同样方法和材料会提高平版印刷结果，如减少了令人不满意的后显影有机残留物通过显影留在没有抗蚀剂的基底表面上。