含有环烯烃聚合物及饱和甾族添加剂的光刻胶组合物的制作方法

专利名称：含有环烯烃聚合物及饱和甾族添加剂的光刻胶组合物的制作方法
与本申请同时提交的是标题为“带环烯烃聚合物及疏水非甾族脂环添加剂的光刻胶组合物”序号为09/266343的美国专利申请；标题为“带环烯烃聚合物及疏水非甾族多脂环添加剂的光刻胶组合物”的序号为09/266341的美国专利申请；以及标题为“带环烯烃聚合物及添加剂的光刻胶组合物”的序号为09/266342的美国专利申请，上述申请的公开内容在本文被收作参考资料。
在微电子工业及涉及微型结构(例如微型机器，磁阻头等)构建的其他工业中，不断希望减小结构部件的尺寸。在微电子工业中，这种要求是减小微电子器件的尺寸和/或为一给定的芯片尺寸提供更多数量的电路。
制造更小器件的能力受到能可靠地分辨更小结构及间距的光刻技术能力的限制由光学性质所决定，要获得更精细分辨能力，部分地受到用以产生平版印刷图形的光(或其他辐射)波长的限制。因此，在照相平版印刷工艺中不断倾向于使用较短的波长。近来，这种倾向是从所谓I线辐射(350nm)转向使用248nm辐射。
为了进一步减小尺寸，看来需要使用193nm的辐射。不幸，作为近年来248nm照相平版印刷术工艺核心的光刻胶组合物一般并不适用于更短波长。
光刻胶组合物除了必须具有在所需辐射波长下能够分辨图形的人们期望的光学性能外，此光刻胶组合物还必须能够将图形由已成像光刻胶转移到下面基片层的合适的化学性能和机械性能。因此，已被成像曝光的正型光刻胶必须能够作出合适的溶解响应(即已曝光区域选择性溶解)，以生成所需的光刻胶结构物。随着碱水显影液的使用，照相平版印刷术已获得广泛经验，这对于在这类通用显影液中产生合适的溶解行为很重要。
已成像的光刻胶结构物(显影之后)，必须具有足够的抗蚀性以便能够把图形转移到下层。一般的是，用某种形式的湿化学蚀刻或离子蚀刻法进行图形转移。已成像光刻胶层对图像转移蚀刻过程的忍耐能力(即光刻胶层的耐蚀性)是光刻胶组合物的重要特性。
尽管一些光刻胶组合物已被设计用于193nm射线然而这些组合物由于缺少一个或多个上述范围的性能，因而通常不能体现出短波长成像所具有的真正的分辨优点。因此，对光刻胶组合物来说需要的是它能够用短波长辐射(例如193nm紫外射线)进行成像，而又具有良好的显影性及耐蚀性。
本发明提供一种具有高分辨平版印刷功能(特别是当使用193nm成像照射时)的光刻胶组合物。本发明的光刻胶组合物具有成像能力。显影能力和以很高解像力为图形转换提供所需耐蚀性三种综合性能，而高解像力是仅受成像照射波长限制的。本发明的光刻胶组合物的总特征在于存在(a)环烯聚合物组份及(b)饱和甾族化合物组份。
本发明还提供使用本发明光刻胶组合物制成光刻胶结构物的照像平版印刷术，以及使用此光刻胶结构物将图形转移到下层的方法。本发明的照像平版印刷法的优选特征在于使用193nm紫外射线进行成像曝光。本发明的方法不采用移相掩模而优选能够分辨小于约150nm的尺寸，更优选小于115nm的尺寸(使用0.68数值光圈光学仪)。
一方面，本发明包括一种包含下列物质的光刻胶组合物(a)环烯烃聚合物，它含有i)具有极性官能团的环烯烃单元，及ii)具有酸不稳定性基团的环烯烃单元，而酸不稳定性基团抑制碱水溶液中的溶解度，(b)光活性组份，及(c)饱和的甾族化合物组份。
本发明的环烯烃聚合物优选主要由环烯烃单体单元组成，更优选主要由单元i)和单元ii)组成。单元i)优选包含其pKa≤13的酸性极性基团。所述饱和甾族化合物优选是疏水的。优选的饱和甾族化合物是改性的石胆酸酯。
另一方面，本发明包括在基片上制成已成像的光刻胶结构物的方法，此方法包括(a)提供带有本发明光刻胶组合物表面层的基片，(b)用辐射法使光刻胶层进行成像曝光，从而使光刻胶层各部分被辐射曝光，以及
(c)使光刻胶层与碱水显影溶液相接触，除去光刻胶层的已曝光部分，以形成已成像的光刻胶结构物。
优选上述方法步骤(b)中所用的辐射是193nm紫外射线。
本发明还包括用含有本发明组合物的已成像光刻胶结构物来制造导体结构、半导体结构、磁性结构或绝缘结构的方法。
下面对本发明这些方面和其他方面作更详细讨论。
本发明的光刻胶组合物的一般特征在于存在(a)环烯烃聚合物及(b)饱和甾族化合物组份。环烯烃聚合物的特征在于存在至少一种环烯烃单体单元。该环烯烃聚合物优选含有i)具有极性官能团的环烯烃单元，及ii)具有酸不稳定性基团的环烯烃单元，而酸不稳定性基团能抑制碱水溶液中的溶解度。这些组合物在使用193nm射线时尤其能生成高解像力照像平版印刷图形、这些组合物具有良好的显影能力和图形转移性能。
本发明还包括含有本发明光刻胶组合物的已成像光刻胶结构物，以及制成光刻胶结构物的方法和用这些光刻胶结构物制成导体结构、半导体结构和/或绝缘结构的方法。
本发明的光刻胶组合物优选含有(a)环烯烃聚合物，它包含i)带有极性官能团的环烯烃单元，这些极性官能团选自酸性基团(它们促进在碱水溶液中的溶解度)和非酸性的极性基团，以及ii)带有酸不稳定性基团的环烯烃单元，而这些酸不稳定性基团抑制碱水溶液中的溶解度，(b)光活性组份，以及(c)饱和的甾族化合物组份。
环烯烃单元i)可以是带有酸性极性官能团(此官能团促进碱溶解度)的任何环烯烃单体单元，或者是带有非酸性极性基的环烯烃单体单元。环烯烃单体的例子包括下列结构式(I)所说明的单体，式中R1代表极性基，n为0或某些正整数
更优选的环烯烃i)选自
式中R1代表酸性极性基(它促进碱水溶液中的溶解度)或非酸性极性基。优选的酸性极性基的pKa≤13。优选的酸性极性基选自羧基，胺磺酰基，氟醇基或其他酸性极性基。优选的酸性极性基是羧基。非酸性极性基优选pKa＞13，并含有至少一个杂原子，例如氧，氮或硫。如果需要，可以使用具有不同极性官能基的环烯烃单元i)的混合物。优选环烯烃单元i)的至少一些或全部，应带有酸性极性官能团。
环烯烃单元ii)可以是任何含有酸不稳定基团(它抑制碱水溶液中的溶解度)的环烯烃单体。该环烯烃单体的例子包括以下列结构(III)所说明的下列单体，式中R2代表酸不稳定性保护基，n是零或某些正整数
更优选的环烯烃单元ii)选自
式中R2代表酸不稳定性保护基。优选的酸不稳定性保护基选自羧酸的叔烷基(或环烷基)酯(例如叔丁基，甲基环戊基，甲基环己基，甲基金刚烷基的酯，酯缩酮，或酯缩醛。羧酸叔丁酯是最优选的酸不稳定性保护基，如果需要，可以使用含有不同保护官能基团的环烯烃单元ii)的混合物。
为了在用于制造集成电路结构或其他微观结构的照像平版印刷法中应用，本发明的环烯烃聚合物优选含有至少约20％摩尔环烯烃单元ii)，更优选为约40-90％摩尔，最优选为约60-90％摩尔。本发明的环烯烃聚合物优选含有约10-80％摩尔环烯烃单元i)，更优选为约10-60％摩尔。在环烯烃单元i)含有羧酸极性基的场合，这些单元的含量，以全部环烯烃聚合物组合物计，优选为约5-30％摩尔，更优选为约10-25％摩尔，最优选为约10-20％摩尔。在环烯烃单元i)含有胺磺酰基酸性极性基的场合，这些单元的含量，以全部环烯烃聚合物组合物计优选为约15-50％摩尔，更优选为约20-40％摩尔。本发明的环烯烃聚合物除了含单元i)和单元ii)外，还可含有其他单体单元。优选本发明的环烯烃聚合物含有约40％摩尔或更少的这类其他单体单元，更优选为约20％摩尔或更少。最优选本发明的环烯烃聚合物主要由环烯烃单元i)和ii)组成。
本发明的光刻胶组合物的特征还在于存在饱和甾族化合物(“SS”)组份。该SS组份在以通用的碱液显影液显影后，具有能分辨超细平版印刷图形的能力，和/或提高了这种能力。SS组份的特征在于存在至少一个饱和的甾族(C17)脂环骨架结构。此饱和甾族化合物组份可以包含一个具有多个饱和甾族化合物部份的化合物(例如双甾族化合物或叁甾族化合物)。优选SS组份含有一个或多个侧基，侧基选自酸不稳定性基团(例如一种对照相平版印刷工艺产生的酸能作出反应的基团，由于此种反应，使此基裂解，形成能促进碱溶解度的分子)。优选的SS组份可含有附加的侧基，例如选自甲酰基、羟基或三氟乙酰基等基团。如果存在酸不稳定性侧基(一个或多个)则它们可以被一个或多个间隔基团隔开如结构SL-1和SL-2中所示。通常，更疏水的SS组份是优选的。如果需要，可以使用SS组份的混合物。
优选的SS组份的例子包括胆酸酯类(例如石胆酸叔丁酯、脱氧胆酸叔丁酯，胆酸叔丁酯)，酯改性石胆酸酯类(例如3-三氟乙酰石胆酸叔丁酯，3-乙酰石胆酸叔丁酯，3-新戊酰石胆酸叔丁酯)，酯改性胆酸酯类(例如3，7，12-三甲酰胆酸叔丁酯，三-(3，7，12-三氟乙酰)胆酸叔丁酯)，以及如下面结构SL-1和SL-2所示的酯基间隔开的石胆酸酯。
式中tBu是叔丁基。最优选的SS组份是3-三氟乙酰石胆酸叔丁酯。
除了环烯烃聚合物外，本发明的光刻胶组合物还包含光敏产酸剂(PAG)。本发明不限于使用任何特别PAG或PAG的混合物，即，使用现有技术公知的各种光敏产酸剂均可获得本发明的优点。优选的PAG是含有少量(或优选不含)芳族基的那些。在使用含芳基PAG的情况下，PAG在193nm处的吸收特性会限制其在配方中可能含有的PAG之量。
合适光敏产酸剂的例子包括(但优选已用烷基取代了任何已指出的一个或多个芳基)鎓盐类，例如六氟锑酸三芳基硫鎓，六氟锑酸二芳基碘鎓，六氟砷酸盐类，三氟甲烷磺酸盐类，全氟烷烃磺酸盐类(例如全氟甲烷磺酸盐，全氟丁烷，全氟己烷磺酸盐，全氟辛烷，等等)，取代的芳族磺酸盐类，例如焦棓酚类(例如焦棓酚的三甲磺酸盐，或焦棓酚的三(磺酸盐))，羟酰亚胺类的磺酸酯，N-磺酰氧萘二甲酰亚胺类(N-樟脑磺酰氧萘二甲酰亚胺，N-五氟苯磺酰氧萘二甲酰亚胺)，α，α′-双磺酰重氮甲烷类，4-重氮萘醌类，烷基二砜类，等等。
在用于所需基片之前，本发明的光刻胶组合物一般含有溶剂。此溶剂可以是任何通常与酸催化光刻胶合用的溶剂，在其他方面它对光刻胶组合物的性能没有任何明显的有害影响。优选的溶剂是丙二醇单甲醚乙酸酯、环己酮及乙基溶纤剂乙酸酯。
如现有技术中公知的那样，本发明的组合物还可再含有少量助剂组份，如染料/增感剂，碱性添加剂等等。优选的碱性添加剂是弱碱，它能清除掉痕量的酸而不对光刻胶的性能有过多的影响。优选的碱性添加剂是(脂族或脂环)叔胺类或叔烷基氢氧化铵类例如叔丁基氢氧化铵(TBAH)。
本发明的光刻胶组合物，以组合物中环烯烃聚合物的总重量计，优选含有约0.5～20％重量(更优选为约3-15％重量)的光敏产酸剂。在存在溶剂的场合，全部组合物优选含有约50～90％重量的溶剂。此组合物中，以酸敏聚合物的总重量计，优选含有约1％重量或更少的该碱性添加剂。本发明的光刻胶组合物，以组合物中环烯烃聚合物的总重量计，优选含有至少约5％重量的SS组份，更优选为约10-25％重量，最优选为约10-20％重量。
本发明并不限制用于本发明的合成环烯烃聚合物合成方法。优选环烯烃聚合物用加成聚合反应制成。合适的制法公开在受让于B.F.Goodrich Company的美国专利5,468,819及5,705,503中，这些公开内容在此收作参考文献。
本发明的环烯烃聚合物的重均分子量优选为约5,000～100,000，更优选为约10,000～50,000。
本发明的光刻胶组合物可采用通常的方法，通过把环烯烃聚合物，PAG，SS组份及任何其他所需成份混合到一起而制得。用于照相平版印刷工艺的光刻胶组合物通常含有大量溶剂。
本发明的光刻胶组合物特别适用于半导体基片上制造集成电路的照相平版印刷工艺。此组合物特别适用于采用193nm射线的照相平版印刷工艺，当需用其他射线(例如中紫外，248nm深紫外，X射线或电子束)时，可通过在该组合物中加入适合的染料或增感剂的办法，对该组合物进行调整(如果需要的话)。本发明的光刻胶组合物在半导体照相平版印刷的一般用法在下面将予描述。
半导体照相平板印刷的应用一般包括把图形转移到半导体基片上面的材料层。半导体基片上的材料层可以是金属导体层，陶瓷绝缘层，半导体层或其他材料层，这取决于制造过程的阶段及最终产品所需的材料。在许多情况下，在涂光刻胶层之前均应在此材料上涂以防反射涂层(ARC)。此ARC层可以是任何与酸催化光刻胶相匹配的常用ARC。
一般来说，采用旋涂法或别的方法把含溶剂的光刻胶组合物涂到所需半导体基片上，然后优选将带有光刻胶涂层的基片进行加热(曝光前的烘烤)以除去溶剂并改进光刻胶层的粘附性。所涂光刻胶优选尽可能地薄，其前提是厚度优选是基本上均匀的，而且该光刻胶层足以经受随后的使平版印刷术图形转移到下面的基片材料层上的加工过程(一般是反应性离子蚀刻法)。曝光前烘烤步骤优选进行约10秒至15分钟，更优选为约15秒至1分钟。预烘烤温度可以不同，这取决于光刻胶玻璃化转变温度，优选曝光前预烘烤在低于Tg至少20℃的温度下进行。
溶剂除去后，将光刻胶层用所需射线(例如193nm紫外射线)进行成像曝光。在使用扫描粒子束，例如电子束的场合，通过把所述粒子束扫描越过基片并选择性地应用于所需图形而进行成像曝光。更一般来说，在波状辐射，例如193nm紫外射线的场合，成像曝光通过盖在光刻胶层上的光掩模而进行。对193nm紫外射线来说，总曝光能量优选为约100毫焦/cm2或更小，更优选为约50毫焦/cm2或更小(例如15-30毫焦/cm2)。
在进行了所需的成像曝光之后，将光刻胶层一般加以烘烤以进一步完成酸催化反应和提高已曝光图形的反差。后烘烤优选在约100-175℃，更优选在约125-160℃下进行。后烘烤优选进行约30秒至5分钟。
后烘烤之后，通过将光刻胶层与碱溶液接触而获得带有所需图形的光刻胶结构物，碱溶液选择性地溶解已被辐射曝光的光刻胶区域。优选的碱溶液(显影剂)是四甲基氢氧化铵。优选本发明的光刻胶组合物可被常规0.26N碱水溶液显影。本发明的光刻胶组合物也可用0.14N或0.21N或其他碱水溶液显影。然后通常将所得的基片上的光刻胶结构物进行干燥，以除去残留的显影剂溶剂。本发明的光刻胶组合物的一般特征在于，作为产物的光刻胶结构物抗蚀性高。在某些情况下，通过采用现有技术的方法，利用后甲硅烷基化技术，可以进一步提高光刻胶结构物的抗蚀性。本发明的组合物能复制平版印刷图形。
然后，可以将来自光刻胶结构物的图形转移到下面基片上的材料(例如陶瓷，金属或半导体)上。典型的做法是，用反应性离子蚀刻法或其他蚀刻技术进行这种转移。在关于反应性离子蚀刻的文献中，光刻胶层的抗蚀性是特别重要的。因此，本发明的组合物及所制得的光刻胶结构物能用于制造有图形的材料层结构物，例如集成电路器件设计中可能采用的金属布线，用于接触或通过的孔眼，绝缘部位(例如波纹沟或浅沟隔离)电容器结构用的沟等。
制造这些(陶瓷的、金属的或半导体的)图形的方法一般包括为准备做出图形的基片提供材料层或部位，在此材料层或部位上涂上一层光刻胶，将此光刻胶用射线进行成像曝光，用溶剂接触已曝光的光刻胶，把图形显影出，沿图形中的空间对光刻胶层下的材料层进行蚀刻，从而形成有图形的材料层或基片部位，以及从基片上除去所有残留的光刻胶。在某些情况下，在光刻胶层之下可以使用硬掩模，以利于图形转移到更下面的材料层或部位。这种加工法的例子公开在美国专利4,855,017；5,362,663；5,429710；5,562,801；5,618,751；5,744,376；5,801,094及5,821,469之中，这些公开文献在这里被收作参考资料。其他的图形转移方法描述于Wayne Moreau著的“半导体平版印刷术，原理、实践和材料”(“Semiconductor Lithography，Principles，Practices，and Materials”)一书第12章和第13章，出版社为Plenum Press(1988)。此书在这里被收作参考资料。应该明白，本发明不受任何特别平版印刷技术或器件结构的限制。
实施例1(比较例)为了进行平版印刷实验，将下列材料(以重量份表示)混合，制得含85％降冰片烯叔丁酯(NB-t-BE)和15％降冰片烯羧酸(NB-CA)(作为侧基)的含降冰片烯共聚物的光刻胶配制物。
丙二醇单甲醚乙酸酯 37NB-t-BE与NB-CA(85/15)的共聚物 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
将此光刻胶配制物旋涂(30秒)在已涂有防反射材料(ArX，Shipley Company)层的硅片上。在真空热板上把光刻胶层在130℃软烘60秒，生成厚度约0.4μm的膜。然后将该硅片用193nm射线(0.6NA ArF，ISI分档器)进行曝光。曝光图形是尺寸变化的最低至0.1μm的排列线条与间隔。将已曝光硅片在真空热板上于150℃进行90秒的曝光后烘烤。然后，用0.263N四甲基氢氧化铵显影液对经图形曝光的光刻胶显影(搅动)。随后用扫描电子显微镜(SEM)对图形进行检测。横截面的SEM图形表明，由于线条互相竞争挤靠，故不能分辨低于200nm的L/S(线条-间隔对)。由于在线条之间存在过多的浮脏/残留物，甚至超过200nm的线条-间隔对也不能完全分辨。
实施例2一个12升的装有高架搅拌器、热电偶控温器及带有氮气入口的1升恒压加料漏斗的四颈圆底烧瓶中，加入500克(1.328摩尔)石胆酸及4升无水THF。随后在加料漏斗中加入1920mL(13.6摩尔)三氟乙酸酐。通氮下于冰中把烧瓶冷却，并在维持温度＜10℃下以细流滴加三氟乙酸酐。在搅拌过夜的同时混合物回热至室温，然后用旋转蒸发器把溶剂及过量的三氟乙酸酐除去。将粘稠的中间体转移到一个已用另外4升THF更新12升烧瓶中。于加料漏斗中加入740克(10摩尔)叔丁醇(已用少量THF稀释以防止固化)。用冰把烧瓶再冷却，并在维持温度10℃以下的情况下以细流加入叔丁醇。在搅拌过夜的同时使混合物达到室温。然后加入200克固体NaHCO3，并再继续搅拌二小时。随后用旋转蒸发器把溶剂及过量的叔丁醇除去，并把此混合物加至4升乙醚中，细心地用3×800ml饱和NaHCO3液洗涤，接着用2×1000ml水洗涤。加MgSO4搅拌1小时把溶剂干燥，过滤，用旋转蒸发器进行蒸发。用已烷把粘稠残留物通过含有800克硅胶的大柱，慢慢进行洗脱。把合并的产物馏份在真空下40℃及通入细氮气流之下用旋转蒸发器进行蒸发，把残留溶剂蒸去至恒重，得到620克(产率88％)灰白色糖浆状产品。此物质在-78℃下从戊烷中很好地结晶出，得到低熔点白色蜡状物。
实施例3此实施例说明本发明的添加剂的优点。光刻胶配制物通过把下列材料(以重量份表示)进行混合而制得。
丙二醇单甲醚乙酸酯 38带t-BE及CA基团(t-BE/CA85/15)的聚(降冰片烯) 4全氟辛烷磺酸二-叔丁基苯基碘鎓0.163-三氟乙酰石胆酸叔丁酯(实施例2) 0.4四丁基氢氧化铵 0.008把此光刻胶配制物旋涂在涂有防反射材料(ArX，ShipleyCompany)的硅片上，进行成像曝光(193nm射线)，并以与实施例1相同的方式进行显影。然后用扫描电子显微镜(SEM)对所得图形进行检测。能很好分辨140nm及此值以上线条-间隔对，轮廓清晰。此配制物需要的曝光能量范围为25～35mJ/cm2。
权利要求
1.一种光刻胶组合物，包含(a)环烯烃聚合物，(b)光敏产酸剂，及(c)饱和甾族化合物组份。
2.权利要求1的光刻胶组合物，其中所述环烯烃聚合物包含i)具有极性官能团的环烯烃单元，及ii)具有酸不稳定性基团的环烯烃单元，该酸不稳定性基团抑制碱水溶液中的溶解度。
3.权利要求2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)组成。
4.权利要求2的组合物，其中所述极性官能团选自pKa值约为13或更小的酸性极性官能团，或pKa大于13的非酸性极性官能团，或者它们的混合物。
5.权利要求4的组合物，其中所述环烯烃单元i)含有酸性极性官能团，而所述酸性极性官能团包括选自下述的酸性极性基团羧基，胺磺酰基，氟醇基或其他酸性极性基团。
6.权利要求5的组合物，其中所述酸性极性基团是羧基。
7.权利要求2的组合物，其中所述环烯烃单元ii)含有酸不稳定性保护基，而该保护基包括选自羧酸叔烷基酯，羧酸叔环烷基酯，酯缩酮或酯缩醛的基团。
8.权利要求1的组合物，其中所述饱和甾族化合物包含至少一个饱和C17甾族脂环骨架，而该骨架带有至少一个侧位酸不稳定性保护基。
9.权利要求8的组合物，其中所述饱和甾族化合物还含有至少一个附加侧基，此侧基选自羟基，甲酰基，乙酰基和氟乙酰基。
10.权利要求1的组合物，其中所述饱和甾族化合物组份包括选自胆酸酯，酯改性石胆酸酯，酯改性胆酸酯或酯基间隔开的石胆酸酯的甾族化合物。
11.权利要求10的组合物，其中所述饱和甾族化合物组份选自石胆酸叔丁酯、脱氧胆酸叔丁酯、胆酸叔丁酯、3-三氟乙酰石胆酸叔丁酯，3-乙酰石胆酸叔丁酯、3-新戊酰石胆酸叔丁酯、3，7，12-三甲酰基胆酸叔丁酯、三-(3，7，12-三氟乙酰基)胆酸叔丁酯或酯基间隔开的石胆酸酯结构
式中tBu是叔丁基。
12.权利要求11的组合物，其中所述饱和甾族化合物组份是3-三氟乙酰石胆酸叔丁酯。
13.权利要求1的组合物，其中所述组合物含有以环烯烃聚合物的重量计，约5-25％重量的所述饱和甾族化合物组份。
14.权利要求2的组合物，其中所述环烯烃聚合物含有约10-80％摩尔环烯烃单元i)及约20-90％摩尔环烯烃单元ii)。
15.基片上形成的有图形光刻胶结构物，所述光刻胶含有(a)环烯烃聚合物，(b)光敏产酸剂，及(c)饱和甾族化合物组份。
16.权利要求15的光刻胶结构物，其中所述环烯烃聚合物包含i)带有极性官能团的环烯烃单元，及ii)带有酸不稳定性基团的环烯烃单元，该酸不稳定性基团抑制碱水溶液中的溶解度。
17.在基片上形成有图形的光刻胶结构物的方法，该方法包括(A)把光刻胶组合物涂到所述基片上，在该基片上形成光刻胶层，所述光刻胶组合物包含(a)环烯烃聚合物，(b)光敏产酸剂，及(c)饱和甾族化合物组份，(B)将所述基片以射线进行成像曝光，由此在所述光刻胶层的已曝光区域，因射线而使光敏产酸剂产生酸，以及(C)用碱水显影剂溶液与该基片接触，从而使该光刻胶层的已曝光区域被该显影剂溶液选择性地溶去，该基片上便显出已成图形的光刻胶结构物。
18.权利要求17的方法，其中所述环烯烃聚合物包含i)带有极性官能团的环烯烃单元，及ii)带有酸不稳定性基团的环烯烃单元，所述酸不稳定性基团能抑制碱水溶液中的溶解度。
19.权利要求17的方法，其中用于步骤(B)的所述射线是193nm紫外射线。
20.权利要求17的方法，其中所述基片在步骤(B)和步骤(C)之间被烘烤。
21.在基片上形成有图形材料结构物的方法，所述材料选自半导体、陶瓷和金属，所述方法包括(A)提供带有所述材料层的基片，(B)把光刻胶组合物涂到基片上，在所述材料层上形成光刻胶层，所述光刻胶组合物包含(a)环烯烃聚合物，(b)光敏产酸剂，及(c)饱和甾族化合物组份，(C)将基片以射线进行成像曝光，由此在所述光刻胶层的已曝光区域，因射线而使所述光敏产酸剂产生酸，以及(D)用碱水显影剂溶液与该基片接触，从而使该光刻胶层的已曝光区域被该显影剂溶液选择性地溶去，便显出形成图形的光刻胶结构物，(E)把该光刻胶结构物图形转移到所述材料层上，方法是穿过所述光刻胶结构物图形中空间蚀刻材料层。
22.权利要求21的方法，其中所述环烯烃聚合物包含i)带有极性官能团的环烯烃单元，及ii)带有酸不稳定性基团的环烯烃单元，所述酸不稳定性基团能抑制碱水溶液中的溶解度。
23.权利要求21的方法，其中所述材料是金属。
24.权利要求21的方法，其中所述蚀刻包括反应性离子蚀刻。
25.权利要求21的方法，其中在所述材料层及所述光刻胶层之间提供至少一个中间层，而且步骤(E)包括穿过中间层进行蚀刻。
26.权利要求21的方法，其中所述射线的波长为约193nm。
27.权利要求21的方法，其中所述基片在步骤(C)和步骤(D)之间被烘烤。
28.权利要求21的方法，其中所述射线的波长为约248nm。
全文摘要
一种酸催化正型光刻胶组合物,它可以用193nm波长射线成像,而且可以显影形成高分辨及高抗蚀性的光刻胶结构物,所述组合物可以采用环烯烃聚合物、光敏产酸剂及饱和甾族化合物组份的混合物。所述环烯烃聚合物优选含有:i)带有极性官能团的环烯烃单元;ii)具有酸不稳定性基团的环烯烃单元,所述酸不稳定性基团能抑制碱水溶液中的溶解度。
文档编号G03F7/028GK1267001SQ00101869
公开日2000年9月20日 申请日期2000年2月4日 优先权日1999年3月11日
发明者P·R·瓦拉纳斯, R·D·阿伦, T·I·瓦洛, J·奥皮茨, R·A·德彼得罗, M·C·拉森, A·M·梅惠特, J·F·马尼斯卡科, G·M·杰德哈默 申请人:国际商业机器公司