[发明专利]一种无机光刻胶组合物图案化的方法

说明书

本发明公开了一种无机光刻胶组合物图案化的方法，采用光源对光刻胶组合物进行图案化；其中，所述光源为波长为250‑2500nm范围的紫外‑可见‑近红外光源；所述无机光刻胶组合物为氢倍半硅氧烷。当所述无机光刻胶组合物曝光时，光与物质的非线性相互作用引起HSQ的交联，交联后的氢倍半硅氧烷HSQ在显影液中不溶解，而未发生交联的HSQ则会溶解在显影液中，从而形成特定的光刻胶图案。这种利用紫外、可见及近红外光曝光实现无机光刻胶HSQ图案化的方法可以应用在微电子技术领域。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域。更具体地，涉及一种无机光刻胶组合物图案化的方法。

背景技术

光刻胶，又叫光致抗蚀剂，是一类光敏性物质，利用其曝光前后在显影液中的溶解性差异，可以得到预先设计的精细结构。利用光刻胶进行微纳结构的加工，是制造半导体器件如超大规模集成电路至关重要的一个环节。传统的高分辨率电子束光刻胶聚甲基丙烯酸甲酯是一种具有高分辨率的正性光刻胶，虽然分辨率较高，但是灵敏度较低，在高温下胶易流动。

HSQ是Dow Corning公司开发的一种无机光刻胶，主要成分是氢倍半硅氧烷。HSQ经过电子束、极紫外光、X射线等光源曝光后，生成非晶态的氧化硅，可以直接加工有用的结构。HSQ具有极高的加工分辨率(最高可以达到10纳米以下)，良好的高温性能，尤其是曝光后的结构经过高温处理后其介电常数可达2.2，在超大规模集成电路中有很好的应用前景。

尽管HSQ以其诸多优点而被广泛应用于微电子技术领域，但是它只对157纳米以下波长的光源具有敏感性能够进行图案化，而对紫外-可见-近红外波段的光是不响应的，这大大限制了它的应用。HSQ的光学响应性是由其分子的本征吸收特性所决定的，真空光谱显示HSQ的吸收边截止在250纳米附近，波长更长的光不能被HSQ吸收，从而导致其对紫外、可见及近红外光均不具备光敏感性。

因此，需要提供一种利用紫外、可见及近红外光对含HSQ无机光刻胶进行图案化的方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种无机光刻胶组合物图案化的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种无机光刻胶组合物。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种无机光刻胶组合物实现图案化的方法，包括如下步骤：

采用光源对光刻胶组合物进行图案化；其中，

所述光源为波长为250～2500nm的紫外-可见-近红外光源；所述无机光刻胶组合物为氢倍半硅氧烷。本发明提出利用光与物质的非线性相互作用原理，通过高能量密度光子束与氢倍半硅氧烷HSQ之间的多光子吸收作用产生的“雪崩电离”效应，直接引起HSQ的化学键断裂，从而诱导分子间的交联反应，交联后的HSQ在显影液中不溶解，而未发生交联的HSQ则会溶解在显影液中，最终形成特定的光刻胶图案。本发明突破了前人提出的HSQ无法使用紫外、可见及近红外光进行光刻图案化的局限，增加了利用HSQ进行图案化的普适性。

优选地，所述光源选自波长范围为250≤λ400nm的紫外光、波长范围为400≤λ780nm的可见光、和波长范围为780≤λ2500nm的近红外光中的一种或多种。

优选地，所述光源由激光、汞灯、LED灯、卤钨灯或氙灯提供。本领域技术人员应当理解的是，此处所述光源的来源是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围，本领域技术人员可根据使用的光刻胶组合物以及实际需要进行不同光源的选择。

优选地，所述激光是脉冲宽度为10～300飞秒的飞秒激光、0.3～800皮秒的皮秒激光或者0.8～80纳秒的纳秒激光。

优选地，所述激光是重复频率为1000Hz～150MHz的飞秒激光、25KHz～150MHz的皮秒激光或者1Hz～100kHz的纳秒激光。