[发明专利]用于浸没式光刻的组合物和方法

说明书

本申请是申请人于2006年5月8日提交的申请号为200610079812.5、发明名称为“用于浸没式光刻的组合物和方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请交叉引用

本申请要求2005年5月1日提交的美国临时申请第60/676762号的优先权。

技术领域

本发明涉及可特别有效地用于浸没式光刻过程的新颖的光刻胶组合物。本发明优选的光刻胶组合物包含一种或多种基本不能与光刻胶中的树脂组分混合的材料。在浸没式光刻过程中使用本发明特别优选的光刻胶，表现出光刻胶材料向与光刻胶层接触的浸没液中的浸出有所减少。

背景技术

光刻胶是用来将图像转印到基材上的光敏膜。在基材上形成了光刻胶涂层之后，通过遮光模使光刻胶层曝光于活化辐射源之下。遮光模有些区域对活化辐射是不透明的，其它区域是透明的。曝光于活化辐射使得光刻胶涂层发生光致化学变化，从而将遮光模的图案转印到光刻胶涂敷的基材上。曝光之后，对光刻胶进行显影，形成立体像，通过该立体像可以对基材进行选择性处理。

半导体工业的发展正在被Moore定律推动，即IC器件的复杂性平均每两年会翻一番。这使得人们需要通过光刻法来转印元件尺寸越来越小的图案和结构。

一种得到较小的元件尺寸的方法是使用更短波长的光，然而，由于很难发现能够透射波长小于193纳米的光的材料，使得人们选择另一种方法，即使用浸没式光刻法，使用液体将更多的光聚焦在膜上，从而增大透镜的数值孔径。浸没式光刻法在成像器件(例如KrF或ArF分档器(stepper))的最后表面和晶片或其它基材的第一表面之间使用较高折射率的液体。

通用而且经过检验的浸没式光刻系统还未广泛存在。人们已经进行了某些努力来解决浸没式光刻相关的问题。见美国专利申请公开第2005/0084794号。显然，很需要能够用于浸没式光刻的可靠而方便的光刻胶和成像方法。

需要有用于浸没式光刻的新材料和新方法。

发明内容

我们提供了用于浸没式光刻的新颖的组合物和新颖的方法。

在一方面，本发明优选的光刻胶可包含：

(i)一种或多种树脂，

(ii)可适当地包含一种或多种光致生酸剂化合物的光活性组分，

(iii)一种或多种基本不能与所述一种或多种树脂混合的材料。较佳的是，所述组分(i)、(ii)和(iii)是独立的材料，例如不是共价连接的。较佳的是，所述光刻胶是化学增强的正性光刻胶，例如所述组分(i)中的一种或多种树脂中的至少一种树脂包含对光生酸(photoacid)不稳定的基团，例如对光生酸不稳定的酯基和/或缩醛基。

在另一方面，本发明优选的光刻胶可包含：

(i)一种或多种树脂，

(ii)可适当地包含一种或多种光致生酸剂化合物的光活性组分，

(iii)包含以下组成的一种或多种材料：1)Si取代基；2)氟取代基；3)超支化的聚合物；和/或4)基本不能与所述一种或多种树脂混合的聚合物颗粒。较佳的是，所述组分(i)、(ii)和(iii)是独立的材料，例如不是共价连接的。较佳的是，所述光刻胶是化学增强的正性光刻胶，例如所述组分(i)中的一种或多种树脂中的至少一种树脂包含对光生酸不稳定的基团，例如对光生酸不稳定的酯基和/或缩醛基。

在曝光步骤中使用本发明特别优选的光刻胶，表现出光刻胶组分在与浸没液接触过程中向浸没液的迁移(浸出)减少。不需要在光刻胶上施涂任何位于光刻胶层和浸没液之间的覆盖层或阻挡层，就能显著地减少光刻胶材料向浸没液的迁移。

我们发现酸和/或其他光刻胶材料从光刻胶层向浸没液层的不利迁移特别容易造成问题。例如，迁移入浸没液中的酸和其他光刻胶材料可能会破坏曝光工具，还会降低在光刻胶层中形成的图像的分辨率。因此，本发明的光刻胶具有显著的进步。

具体实施方式

不希望被理论所限，人们相信在浸没式曝光步骤中，基本不能与一种或多种光刻胶树脂混合的一种或多种材料会向施涂的光刻胶涂层的上部区域迁移，从而抑制光刻胶材料从光刻胶层向与光刻胶层接触的浸没液中的迁移。

在本文中，基本不能与一种或多种光刻胶树脂混合的一种或多种材料可以是任何具有以下功能的材料，只要它们加入光刻胶之后能够减少光刻胶材料迁移或浸出到浸没液中即可。这些基本不能混合的材料可以很容易地凭经验识别，其方法是：将这些材料与参比树脂进行对比试验，所述参比树脂含有与被测光刻胶相同的组分，但是不含待测的一种或多种基本不能混合的材料。