专利名称：环状烯烃聚合物和添加剂的光刻胶组合物的制作方法
与本申请同时提交的有US专利申请系列No.09/266,343，名称为“环状烯烃聚合物和疏水非甾族脂环族添加剂的光刻胶组合物”；US专利申请系列No.09/266,341，名称为“环状烯烃聚合物和疏水非甾族多脂环族添加剂的光刻胶组合物”；和US专利申请系列No.09/266,304，名称为“环状烯烃聚合物和饱和甾族化合物添加剂的光刻胶组合物”。上述申请的公开内容在本文中引为参考。
在微电子工业以及其它工业包括微结构制造(比如，微型机器、磁电阻头等)中，一直都希望降低结构部件的尺寸。在微电子工业中，希望降低微电子设备的尺寸和/或为给定的芯片尺寸提供更多的电路数目。
制造更小设备的能力受到光刻技术能否可靠分辨更小特征和间隙能力的限制。镜头性质使得产生更精细分辨率的能力在某些程度上受到形成光刻图案所用光波(或其它辐射)波长的限制。因此，光刻工艺中更短光波波长的应用一直都是正在推进的趋势。近来，潮流已经从所谓的I线辐射(350nm)移动到了248nm辐射。
为了进一步降低尺寸，可能会需要采用193nm的辐射。不幸的是，居于当今248nm光刻工艺核心的光刻胶组合物典型地不适用于更短的波长。
虽然光刻胶组合物必须具有所要求的光学特性以便在所要求的辐射波长之下能够分辨图象，光刻胶组合物也必须具有适宜的化学和机械性能以便能够将图象从图案化光刻胶上传递到到其下的基层上。因此，图案式曝光的正性光刻胶必须有能力对溶解作出正确的回应(即，曝光区域的选择性溶解)以形成所需的光刻结构。根据在采用碱性显影剂水溶液的光刻技术领域中多年的经验，重要的是在此类常用的显影剂溶液中取得适当的溶解行为。
图案化光刻结构(显影后)必须具有足够的抵抗力以便将图案传递到底层上。典型地，借助某种形式的湿化学刻蚀或离子刻蚀来实现图案的传递。图案化光刻胶层对图案传递刻蚀工艺的承受能力(即，光刻胶层的抗刻蚀能力)是光刻胶组合物的重要性能。
虽然为193nm辐射用途已经设计了一些光刻胶组合物，但是由于不具备上述的一个或多个领域中的性能，这些组合物一般体现不出更短波长成像分辨率的真正优势。因此，需要的是能为较短波长辐射成像的(比如193nm的紫外辐射)并且具有良好显影性和耐刻蚀性的光刻胶组合物。
本发明提供了能借助193nm成像辐射给出高分辨率光刻性能的光刻胶组合物。本发明的光刻胶组合物具有成像性、显影性与耐刻蚀性的综合性能，是实现非常高分辨率图案传递所必需的，所受的限制只是来自于成像辐射的波长。本发明的光刻胶组合物一般地其特征在于环状烯烃聚合物的存在，其含有酸不稳定性官能团和酸性极性官能团的组合。本发明的光刻胶组合物其优选进一步的特征在于含有大量(bulky)的对193nm辐射基本透明的疏水性添加剂。
本发明也提供了利用本发明的光刻胶组合物形成光刻结构的光刻方法以及利用光刻结构将图案传递到基层上的方法。本发明的光刻方法优选其特征在于采用了193nm的紫外辐射图案式曝光。本发明的方法优选在无需应用相传递掩模的情况下能够分辨尺寸小于约150nm，更优选尺寸小于约120nm的特征。
一方面，本发明包括光刻胶组合物，包含(a)一种环烯烃聚合物，包含i)带有能促进在碱性水溶液中溶解的酸性极性官能团的环烯烃单元，和ii)带有能抑制在碱性水溶液中溶解的酸不稳定性基团的环烯烃单元，(b)一种光活性组份，和(c)一种对193nm紫外辐射基本透明的大量疏水性添加剂组份。
本发明环状烯烃聚合物优选含有约5～40mol％的单元i)。本发明的环状烯烃聚合物优选主要由环状烯烃单体单元构成；更优选主要由单元i)和ii)构成。大量的疏水性添加剂优选包含一个脂环基团。
另一方面，本发明包括一种在基体上形成图案化光刻结构的方法，此方法包括(a)提供一种带有本发明光刻胶组合物表面层的基体，(b)光刻胶层经辐射图案式曝光，借此将光刻胶层部分经辐射曝光，并(c)光刻胶层与碱性显影剂水溶液接触，除掉光刻胶层的已曝光部分以形成图案化光刻结构。
优选地，上述方法步骤(b)中采用的辐射是193nm的紫外辐射。
本发明也包括采用含有本发明组合物的图案化光刻结构来制造导电性、半导体性、磁性或绝缘性结构的工艺。
以下将就本发明的这几个和其它特点做进一步的具体描述。
本发明的光刻胶组合物一般地其特征在于存在一种聚合物，其含有i)带有能促进在碱性水溶液中溶解的酸性极性官能团的环烯烃单元和ii)带有能抑制在碱性水溶液中溶解的酸不稳定性基团的环烯烃单元。环烯烃聚合物优选含有不超过40mol％的环烯烃单元i)。此组合物其进一步特征在于含有大量的对193nm辐射基本透明的疏水性添加剂。这些组合物能借助193nm的辐射给出高分辨率的光刻图案，并辅以良好的显影性和图案传递特性。
本发明更包括含有本发明光刻胶组合物的图案化光刻结构，以及形成光刻结构和利用光刻结构形成导电性、半导体性和/或绝缘性结构的工艺。
本发明的光刻胶组合物优选包含(a)一种环烯烃聚合物，包含i)带有能促进在碱性水溶液中溶解的酸性极性官能团的环烯烃单元，和ii)带有能抑制在碱性水溶液中溶解的酸不稳定性基团的环烯烃单元，(b)一种光活性组份，和(c)一种对193nm辐射基本透明的大量疏水性添加剂组份。
环状烯烃单元i)可以是带有能促进碱溶解的酸性极性官能团的任何环状烯烃单体单元。环状烯烃单体的例子包括如下结构(I)所示的单体，其中R1代表酸性极性基团，而n是0或正整数
更优选地，环状烯烃单元i)选择自
其中R1代表能促进在碱性水溶液中溶解的酸性极性基团。优选的酸性极性基团其pKa小于或等于约13。优选的酸性极性基团包含选择自羧基、氨磺酰基、氟代醇及其它酸性极性基团的极性基团。优选的酸性极性基团是羧基。根据需要，可采用带有不同酸性极性官能团的环烯烃单元i)的混合物。
环烯烃单元ii)可以是带有能抑制在碱性水溶液中溶解的酸不稳定性基团的任何环烯烃单体单元。环烯烃单体的例子包括如下结构(III)所示的单体，其中R2代表酸不稳定性保护基团，而n是0或正整数
更优选地，环状烯烃单元ii)选择自
其中R2代表酸不稳定性保护基团。酸不稳定性保护基团优选选择自物叔烷基(或环烷基)羧酸酯(比如叔丁基、甲基环戊基、甲基环己基、甲基金刚烷基)、酯缩酮和酯缩醛。叔丁基羧酸酯是最优选的酸不稳定性保护基团。根据需要，可采用带有不同保护性官能团的环烯烃单元ii)的混合物。
对用于集成电路结构和其它微观结构制造中的光刻用途来讲，本发明的环烯烃聚合物优选含有约5～80mol％的环状烯烃单元i)。当环烯烃单元i)主要由羧酸官能单元构成时，本发明的环状烯烃聚合物优选含有约5～30mol％，更优选约10～25mol％，最优选约10～20mol％。当环烯烃单元i)主要由其它酸性官能单元构成时，本发明的环状烯烃聚合物更优选含有约10～80mol％，最优选约20～40mol％。本发明的环烯烃聚合物优选含有至少约30mol％的环烯烃单元ii)，更优选约40～90mol％，如果以羧酸作为酸性基团最优选约80～90mol％或者如果采用了其它的酸性官能单元则为约60～80mol％。本发明的环烯烃聚合物可以含有除单元i)和ii)以外的其它单体单元。优选地，本发明的环烯烃聚合物含有等于或小于约40mol％的其它单体单元，更优选约20mol％或更低。更优选地，本发明的环烯烃聚合物主要由环烯烃单元i)和ii)构成。
除了环烯烃聚合物之外，本发明的光刻胶组合物含有一种光敏生酸剂(PAG)。本发明不限制任何特定的PAG或PAG混合物的应用，采用现有技术已知的任何光敏生酸剂都能体现本发明的优势。优选的PAG带有降低量(或优选没有)的芳香基团。当采用带有芳基的PAG时，PAG在193nm的吸收特性会限制配方中所能含有的PAG的量。
适宜的光敏生酸剂的例子包括(但优选以烷基取代任意所列芳基中的一个或多个)鎓盐比如六氟锑酸三芳基锍、六氟锑酸二芳基碘鎓、六氟胂酸盐、triflate、全氟链烷磺酸盐(比如全氟甲烷磺酸盐、全氟丁烷、全氟己烷磺酸盐、全氟辛烷磺酸盐等)，取代的芳基磺酸盐比如焦倍酚类(比如焦倍酚的三甲磺酸盐或焦倍酚的三磺酸盐)、羟酰亚胺的磺酸酯、N-磺酰基氧基萘酰亚胺类(N-樟脑基磺酰基氧基萘酰亚胺、N-五氟苯基磺酰基氧基萘酰亚胺)、α，α’-双磺酰基二偶氮甲烷类、萘醌-4-二叠氮类、烷基二砜等。
本发明的光刻胶组合物其进一步的特征在于含有一种对193nm辐射基本透明的大量疏水性添加剂(“BH”添加剂)。配以常用的碱性显影剂水溶液，“BH”添加剂一般赋予和/或增强分辨超精细光刻特征的能力。BH添加剂优选其特征在于含有至少一个的脂环结构。优选地，BH添加剂含有至少约10个碳原子，更优选至少14个碳原子，最优选约14～60个碳原子。BH添加剂优选含有一个或多个其它基团，比如酸不稳定性侧基，其在有酸的情况下分解生成一种成份，起到促进光刻胶辐射曝光区碱溶解的作用。优选的BH添加剂是选择自饱和的甾族化合物、非甾族脂环化合物和非甾族多脂环化合物，后者在至少两个的脂环基团之间存在着多个酸不稳定性连接基团。更优选的BH添加剂包括石胆酸酯类如叔丁基-3-三氟乙酰基石胆酸酯，羧酸叔丁基金刚烷酯和羧酸双金刚烷基叔丁酯。根据需要，可采用BH添加剂的混合物。
在施用至所需的基体之前，本发明的光刻胶组合物典型地含有溶剂。溶剂可以是酸催化光刻胶常用的任何溶剂，在其它方面对光刻胶组合物的性能没有太多的不利影响。优选的溶剂是乙二醇单甲醚醋酸酯、环己酮和乙基乙酸溶纤剂。
本发明的组合物可以进一步含有少量的辅助组份比如染料/增感剂、碱性添加剂等，这些都是现有技术已知的。优选的碱性添加剂是能捕捉痕量酸的弱碱，但是对光刻胶的性能却没有太多的影响。优选的碱性添加剂是(脂肪或脂环族)叔烷基胺或叔烷基氢氧化铵比如叔丁基氢氧化铵(TBAH)。
本发明的光刻胶组合物优选含有约0.5～20wt％(更优选约3～15wt％)的光敏生酸剂，基于组合物中环烯烃聚合物的总量。在溶剂存在的情况下，总体组合物优选含有约50～90wt％的溶剂。组合物优选含有约1wt％或更少的所述碱性添加剂，基于酸敏聚合物的总量。本发明的光刻胶组合物优选含有至少约5wt％的BH添加剂组份，基于组合物中环烯烃聚合物的总量，更优选约10～25wt％，最优选约10～20wt％。
对本发明所用环烯烃聚合物的合成方法，本发明并没有任何特别的限制。优选地，环烯烃聚合物通过加成聚合反应形成。适宜的方法例见受让给B.F.Goodrich Company的U.S.Pat.No.5,468,818和5,705,503，其公开的方法在此作为参考引用。
本发明的环烯烃聚合物优选具有约5,000～100,000，更优选约10,000～50,000的重均分子量。
可以将环烯烃聚合物、PAG、BH添加剂和任何其它所需的成分以常用的方法进行混合，制备本发明的光刻胶组合物。用于光刻工艺中的光刻胶组合物一般会含有显著量的溶剂。
本发明的光刻胶组合物对半导体基体上集成电路的制造中所采用的光刻工艺特别有用。此组合物对采用193nm紫外辐射的光刻工艺特别有用。如果要求采用其它的辐射(比如中紫外、248nm远紫外、X-射线或电子束)，可通过在组合物中添加以适当的染料或增感剂来对本发明组合物进行调节(有必要的话)。以下就本发明光刻胶组合物在半导体光刻技术中的一般性应用进行描述。
半导体光刻技术的应用一般包括将图案传递至位于半导体基体之上的物质层。半导体基体的物质层可以是金属导体层、陶瓷绝缘层、半导体层或者随生产工艺状况而定的其它物质以及最终产品所特定的物质。在许多情况下，在施用光刻胶层之前于物质层上施以防反射涂层(ARC)。ARC层可以是与酸催化光刻胶相容的任何常见的ARC。
典型地，采用旋涂法或其它工艺将含溶剂的光刻胶组合物施用到所需的半导体基体上。载有光刻胶涂层的基体随后优选加热(曝光前焙烧)以除去溶剂并改进光刻胶层的粘结性。施用层的厚度优选尽量薄，前提是厚度优选基本均匀并且光刻胶层足以能经受得住后续加工(典型的反应性离子刻蚀)以将光刻图案传递到其下的基体物质层上。曝光前的焙烧步骤优选持续约10秒～15分钟，更优选约15秒～1分钟。根据光刻胶玻璃化转变温度的不同，曝光前的焙烧温度也可以不同。优选地，曝光前的焙烧在比Tg至少低20℃的温度下进行。
除掉溶剂后，光刻胶层以所需的辐射图案式曝光(比如193nm的紫外辐射)。如果采用的是扫描粒子束比如电子束，按照以束线横向扫描基体并根据所需图案有选择性地施加束线的方式来实现图案式曝光。更典型地，对于类波的辐射形成比如193nm的紫外辐射，图案式曝光是透过位于光刻胶层之上的掩模进行的。对于193nm的紫外辐射，总曝光能量优选约为100mJ/cm2或更少，更优选约50mJ/cm2或更少(比如15～30mJ/cm2)。
所需的图案式曝光之后，典型地焙烧光刻胶层以进一步完成酸催化反应并增强曝光图案的对比度。曝光后的焙烧优选在约100～175℃，更优选约125～160℃下进行。曝光后的焙烧优选持续约30秒～5分钟。
曝光后焙烧结束之后，光刻胶层与能选择性溶解光刻胶各个辐射曝光区的碱性溶液接触，就得到了带有所需图案的光刻结构(显影)。优选的碱性溶液(显影剂)是四甲基氢氧化铵水溶液。优选地，本发明的光刻胶组合物可以以通常的0.26N碱性水溶液显影。本发明的光刻胶组合物也可以以0.14N或0.21N等的碱性水溶液显影。于基体上得到的光刻结构随后典型地干燥以除掉残留的任何显影剂溶剂。本发明的光刻胶组合物其一般特征在于形成的光刻结构具有高的耐刻蚀性能。在某些情况下，利用现有技术已知的方法借助甲硅烷基化的后处理手段可进一步增强光刻结构的耐刻蚀性能。本发明组合物使光刻特征的复制成为可能。
光刻结构图案可随后传递到下层基体的物质(比如陶瓷、金属或半导体)上。典型地，借助反应性离子刻蚀或某些其它刻蚀技术来实现传递。对反应性离子刻蚀来讲，光刻胶层的耐刻蚀性能是特别重要的。因此，本发明的组合物以及所得到的光刻结构能够用于形成图案化物质层结构，比如金属配线线路、接触孔或通道、绝缘区(比如金属镶嵌槽或浅隔离槽)、电容部件的插槽等，在集成电路装置的设计中可能会碰到这些。
这些(陶瓷、金属或半导体)部件的制造工艺一般包括，提供待图案化基体的物质层或区域，将光刻胶层施用到物质层或区域上，以辐射图案式曝光光刻胶，曝光过的光刻胶与一种溶剂接触以使图案显影，透过图案中的空隙刻蚀位于光刻胶层之下的层于是就形成了图案化的物质层或基体区域，并从基体上除去任何残存的光刻胶。在某些情况下，在光刻胶层之下使用硬质掩模可能会有利于将图案传递到更下面的物质层或区域上。此类工艺的例子公开于U.S.Pat.No.4,855,017；5,362,663；5,429,710；5,562,801；5,618,751；5,744,376；5,801,094；和5,821,469中，这些专利所公开的内容在此作为参考引用。其它图案传递工艺的例子见“Semiconductor Lithography，Principles，Practices，and Materials”，Wayne Moreau，PlenumPress(1998)的第12和第13章中，其公开的内容在此作为参考引用。必须明白的是，本发明并不局限于任何特定的光刻技术或装置构造。
实施例1(比较用)为进行光刻试验，借助如下物质的混合，制备了含有由85％降冰片烯叔丁酯(NB-t-BE)和15％降冰片烯-羧酸(作为侧基)(NB-CA)构成的降冰片烯共聚物的光刻胶配方，以重量份表示。
丙二醇单甲醚醋酸酯 37NB-t-BE和NB-CA共聚物(85/15) 4全氟辛烷磺酸二叔丁基苯基碘鎓0.16四丁基氢氧化铵 0.008将此光刻胶配方旋涂(30秒)到载于硅片的防反射物质(ArX，Shipley Company)层上。光刻胶层在真空热盘上以130℃轻度焙烧60秒来制备约0.4μm厚的膜体。接着将硅片以193nm的辐射曝光(0.6NAArF，ISI步进机)。曝光图案是小至0.1μm的不同尺寸的线和空隙的阵列。曝光过的硅片在曝光后于真空热盘上以150℃焙烧90秒。随后将曝光图案化的光刻胶利用0.263N的四甲基氢氧化铵显影剂显影(糊抹)。接着以扫描电子显微镜(SEM)观察图案。SEM横截面图表明小于200nm的L/S(线-空隙对)由于线路的彼此交叉穿越而无法分辨。由于线路间过多的残渣/剩余物，甚至连大于200nm的线-空隙对都没有完全分辨出来。实施例2本实施例表现出含有饱和甾族化合物添加剂的本发明组合物的优势。借助如下物质的混合制备光刻胶配方，以重量份表示。
丙二醇单甲醚醋酸酯38带有t-BE和CA基团的聚降冰片烯 4(t-BE/CA85/15)全氟辛磺酸二叔丁基苯基碘鎓0.16叔丁基-3-三氟乙酰基石胆酸酯 0.4四丁基氢氧化铵0.008将此光刻胶配方旋涂到硅片的防反射物质(ArX，ShipleyCompany)层上，图案式曝光(193nm辐射)并与实施例1相同的方式显影。得到的图案随后以扫描电子显微镜(SEM)观察。大于和等于140nm的线-空隙对分辨良好，轮廓清晰。此配方所需的曝光能量是25～35mJ7cm2。实施例3金刚烷-1-羧酸叔丁酯的合成室温下在含有25.34g(0.342mol)叔丁醇的600ml二氯甲烷悬浮体中添加38.07g(0.3815mol)的三乙胺。所得的悬浮体于室温搅拌直至其变成透明溶液。0℃下将74.75g(0.3762mol)的金刚烷-1-酰氯添加到上述溶液中。添加完毕后，反应混合物于室温搅拌12小时，接着回流搅拌2小时。反应混合物过滤以除去反应过程中生成的三乙胺盐酸盐。母液以水(×500ml)洗涤多次，以无水硫酸钠干燥，并在减压下浓缩。残液以柱色谱(硅胶；己烷/二氯甲烷9∶1)纯化，得到48.4g(～60％)的白色固体，经NMR谱证实为金刚烷-1-羧酸叔丁酯。实施例4本实施例表现出含有金刚烷-1-羧酸叔丁酯的本发明组合物的优势。借助如下物质的混合制备光刻胶配方，以重量份表示。
丙二醇单甲醚醋酸酯 38带有t-BE和CA基团的聚降冰片烯4(t-BE/CA85/15)全氟辛烷磺酸二叔丁基苯基碘鎓0.16金刚烷-1-羧酸叔丁酯(实施例3)0.4四丁基氢氧化铵 0.008将此光刻胶配方旋涂到硅片的防反射物质(ArX，ShipleyCompany)层上，图案式曝光(193nm辐射)并与实施例1相同的方式显影。得到的图案随后以扫描电子显微镜(SEM)观察。大于和等于140nm的线-空隙对分辨良好，轮廓清晰。此配方所需的曝光能量是20～30mJ/cm2。实施例52，5-双(金刚烷基-1-羧基氧)-2，5-二甲基己烷的合成室温下在含有50g(0.342mol)2，6-二甲基-2，5-己二醇的600ml二氯甲烷悬浮体中添加76.14g(0.762mol)的三乙胺。所得的悬浮体于室温搅拌直至其变成透明溶液。0℃下将149.5g(0.7524mol)的金刚烷-1-酰氯添加到上述溶液中。添加完毕后，反应混合物于室温搅拌12小时，接着回流搅拌2小时。反应混合物过滤以除去反应过程中生成的三乙胺盐酸盐。母液以水(×500ml)洗涤多次，以无水硫酸钠干燥，并在减压下浓缩。残液以柱色谱(硅胶；己烷/二氯甲烷9∶1)纯化，得到128g(～80％)的白色固体，经NMR谱证实为2，5-双(金刚烷基-1-羧基氧)-2，5-二甲基己烷。实施例6本实施例表现出含有2，5-双(金刚烷基-1-羧基氧)-2，5-二甲基己烷的本发明组合物的优势。借助如下物质的混合制备光刻胶配方，以重量份表示。
丙二醇单甲醚醋酸酯38带有t-BE和CA基团的聚降冰片烯 4(t-BE/CA85/15)全氟辛烷磺酸二叔丁基苯基碘鎓 0.162，5-双(金刚烷基-1-羧基氧)-2，5-二甲基己 0.4烷(实施例5)四丁基氢氧化铵0.008将此光刻胶配方旋涂到硅片的防反射物质(ArX，ShipleyCompany)层上，图案式曝光(193nm辐射)并与实施例1相同的方式显影。得到的图案随后以扫描电子显微镜(SEM)观察。大于和等于140nm的线-空隙对分辨良好，轮廓清晰。此配方所需的曝光能量是20～30mJ/cm2。
权利要求
1.一种光刻胶组合物，包含(a)环烯烃聚合物，(b)光敏生酸剂和(c)对193nm辐射基本透明的大量疏水性添加剂，所述环烯烃聚合物包含i)带有能促进在碱性水溶液中溶解的酸性极性官能团的环烯烃单元，和ii)带有能抑制在碱性水溶液中溶解的酸不稳定性基团的环烯烃单元。
2.权利要求1的组合物，其中所述环烯烃聚合物含有约5～40mol％的环烯烃单元i)。
3.权利要求1的组合物，其中所述环烯烃聚合物主要由环烯烃单元i)和环烯烃单元ii)构成。
4.权利要求1的组合物，其中所述环烯烃单元i)含有一种酸性极性官能团，它包含一个选择自羧基、磺酰氨基、氟代醇和其它酸性极性基团的酸性基团。
5.权利要求4的组合物，其中所述酸性基团是羧基。
6.权利要求1的组合物，其中所述环烯烃单元ii)含有一种酸不稳定性保护基团，它包含一个选择自叔烷基羧酸酯、叔环烷基羧基、酯缩酮和酯缩醛的基团。
7.权利要求1的组合物，其中所述的大量疏水性添加剂包含一种化合物，其含有至少10个碳原子并带有一个脂环基团。
8.权利要求7的组合物，其中所述的大量疏水性添加剂包含一种化合物，选择自饱和的甾族化合物、非甾族脂环化合物和在至少两个的脂环基团之间存在着多个酸不稳定性连接基团的非甾族多脂环化合物。
9.权利要求1的组合物，其中所述组合物包含约5～25wt％的所述大量疏水性添加剂组份，基于所述环烯烃聚合物的量。
10.权利要求1的组合物，其中所述环烯烃聚合物含有约10～20mol％的环烯烃单元i)和约40～90mol％的环烯烃单元ii)。
11.基体上的一种图案化光刻结构，所述光刻胶包含(a)环烯烃聚合物，(b)光敏生酸剂和(c)对193nm辐射基本透明的大量疏水性添加剂，所述环烯烃聚合物包含i)带有能促进在碱性水溶液中溶解的酸性极性官能团的环烯烃单元，和ii)带有能抑制在碱性水溶液中溶解的酸不稳定性基团的环烯烃单元。
12.一种在基体上形成图案化光刻结构的方法，所述方法包括(A)将光刻胶组合物施用到所述基体中以在所述基体上形成光刻胶层，所述光刻胶组合物包含(a)环烯烃聚合物，(b)光敏生酸剂和(c)对193nm辐射基本透明的大量疏水性添加剂，所述环烯烃聚合物包含i)带有能促进在碱性水溶液中溶解的酸性极性官能团的环烯烃单元，和ii)带有能抑制在碱性水溶液中溶解的酸不稳定性基团的环烯烃单元，(B)所述基体经辐射图案式曝光，从而利用所述辐射在所述光刻胶层的曝光区中由所述的光敏生酸剂产生酸，并(C)所述基体与碱性显影剂水溶液接触，从而所述光刻胶层的所述曝光区为所述显影剂溶液所选择性溶解以在所述基体上呈现出所述的图案化光刻结构。
13.权利要求12的方法，其中步骤(B)中采用的所述辐射是193nm的紫外辐射。
14.权利要求12的方法，其中所述基体在步骤(B)和(C)之间焙烧。
15.一种在基体上形成图案化物质结构的方法，所述物质选择自半导体、陶瓷和金属，所述方法包含(A)提供一种带有所述物质层的基体，(B)将光刻胶组合物施用到所述基体中以在所述基体上形成光刻胶层，所述光刻胶组合物包含(a)环烯烃聚合物，(b)光敏生酸剂和(c)对193nm辐射基本透明的大量疏水性添加剂，所述环烯烃聚合物包含i)带有能促进在碱性水溶液中溶解的酸性极性官能团的环烯烃单元，和ii)带有能抑制在碱性水溶液中溶解的酸不稳定性基团的环烯烃单元，(C)所述基体经辐射图案式曝光，从而利用所述辐射在所述光刻胶层的曝光区由所述的光敏生酸剂产生酸，(D)所述基体与碱性显影剂水溶液接触，从而所述光刻胶层的所述曝光区为所述显影剂溶液所选择性溶解以呈现出图案化的光刻结构，并(E)将光刻结构图案传递到所述物质层，方法是透过所述光刻结构图案的空隙刻蚀入所述的物质层。
16.权利要求15的方法，其中所述物质是金属。
17.权利要求15的方法，其中所述刻蚀包含反应性离子刻蚀。
18.权利要求15的方法，其中在所述物质层和所述光刻胶层之间提供以至少一个的中间层，以及步骤(E)包含透过所述的中间层进行刻蚀。
19.权利要求15的方法，其中所述辐射具有约193nm的波长。
20.权利要求15的方法，其中所述基体在步骤(C)和(D)之间焙烧。
全文摘要
采用环烯烃聚合物、光敏生酸剂与对193nm辐射基本透明的大量疏水性添加剂的混合物制备了酸催化的正性光刻胶组合物,其可借助193nm的辐射成像并且可显影以形成高分辨率和高耐刻蚀性的光刻结构。环烯烃聚合物含有i)带有能促进在碱性水溶液中溶解的酸性极性官能团的环烯烃单元和ii)带有能抑制在碱性水溶液中溶解的酸不稳定性基团的环烯烃单元。
文档编号G03F7/027GK1267000SQ00101840
公开日2000年9月20日 申请日期2000年2月2日 优先权日1999年3月11日
发明者P·R·瓦拉纳希, J·F·马尼斯卡尔科, M·C·劳森, A·M·麦惠特, M·M·克霍扎斯特, G·M·乔德哈莫, R·D·阿兰, J·奥彼兹, 伊藤洋 申请人:国际商业机器公司