含有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制作方法

专利名称：含有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“带环烯烃聚合物及添加剂的光刻胶组合物”的序号为09/266342的美国专利申请；以及标准为“带环烯烃聚合物及饱和甾族添加剂的光刻胶组合物”的序号为09/266 344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耐受能力(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)环烯烃聚合物组份及(b)含多个酸不稳定性连接基的疏水非甾族多脂环组份(“HNMP”)。
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)含多个酸不稳定性连接基的疏水非甾族多脂环组份。
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。HNMP组份优选包含至少两个C7或更多纯的脂环部分。HNMP组份的酸裂解能优选导致形成含有多个酸性极性官能团的化合物，和/或多个化合物，每个化合物含有至少一个酸性极性基。
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)含有多个酸性不稳定性连接基的疏水非甾族多脂环组份。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)含有多个酸性不稳定性连接基的疏水非甾族多脂环组份(HNMP)。
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的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，还在于它们存在带有多个酸不稳定连接基团的疏水非甾族多脂环组份(“HNMP”)。此HNMP组份通常使得在使用常用的碱水显影剂后，能分辨超细平版印刷图形和/或提高这种能力。此HNMP组份的特征在于存在至少两种性质截然不同的非甾族脂环结构(即不包括甾族化合物的C17稠合环结构特征的那些结构)。这些脂环结构每个优选含有至少7个碳原子(C7)，更优选含有10-30个碳原子(不包括侧基)。全部HNMP组份优选含有约20-60个碳原子。
广义地说，HNMP组份指下述化合物，即它含至少两个酸不稳定连接基团及至少两个脂环部份，使得酸不稳定连接基存在于至少两个脂环部份之间。
此HNMP化合物含有多个酸不稳定连接部份和多个脂环部份。此化合物的一种结构可用下式表示
R与X之间的键是酸不稳定性的，在R-X键酸裂解时生成至少一种Xc-R’衍生物，式中Xc是从R′伸出的酸性极性侧基。n至少为2。如果R含脂环部分，则至少一个R′含有脂环部份。如果R不含脂环部份，则至少两个R′基各含一个脂环部份。在X是羧基时，此结构变为
式中R-0处的键是酸不稳定性的。在裂解后，羧酸基会留在R′的侧面。在n为2和R′含有金刚烷部份时，结构可以如下
式中R优选是酸不稳定性酯基例如连在一起的两个叔丁酯基(下面的结构VIIa，“1”指出酸不稳定性连接部位)，或是一些其他酸不稳定性键。裂解的结果将是多个化合物，这些化合物含有带侧羧酸基的R′部份。
或者，此HNMP化合物可具有下列结构
当R′与X′之间的键是酸不稳定性的时，使得R′-X′键酸裂解时形成R-(Xc)m衍生物，式中Xc是从R伸出的酸性极性侧基。n′至少为2。至少一个R′含有脂环部份，而且总的来说R或者余下的R′部份中的至少一个含有脂环部份。在任何情况下裂解后的最终结果将是生成两个含有脂环部份的较小分子，或生成多个从R伸出的极性官能侧基。
当X为羧基时，此结构变为
裂解之后，R将含有多个(n′个)羧酸侧基。当R是降冰片基脂环，n′＝2以及每个R′含有金刚烷时，HNMP添加剂可具有下列结构
裂解之后，降冰片基化合物会含有两个侧羧酸基。
其他可能的HNMP添加剂结构的例子包括
用于本发明的HNMP化合物中，酸不稳定连接基有利地与光刻过程中产生的酸发生反应，使得这一部份发生裂解，生成分子量基本上减低的分子，然后这些分子起着促进光刻胶将已被辐射曝光的部份在碱不溶解的作用。优选的酸不稳定性连接部份含有至少一个选自羧酸的叔烷基(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)，酯缩酮或酯缩醛的基团。HNMP组份还可含有侧基，这些侧基增大分子的体积，和/或增大分子的疏水性由此提高光刻胶组合物性能。如果需要，可以使用HNMP组份的混合物。
优选HNMP组份的例子包括金刚烷和高稠环体系的双羧酸酯。最优选HNMP组份是双-金刚烷羧酸叔丁酯。
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。
在涂于所需基片之前，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HNMP组份，更优选为约10-25％重量，最优选为约10-20％重量。
本发明并不限于任何特殊的合成用于本发明的环烯烃聚合物的方法。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，HNMP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中的一般用法在下面将予描述。
半导体照相平版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，沿图形中的间隙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1600ml二氯甲烷中含有50g(0.342摩尔)2，6-二甲基-2，5-己二醇的悬浮液中，在室温下加入76.14g(0.762摩尔)三乙胺。把所得的悬浮液在室温下搅拌直到转变为清亮溶液为止。在0℃下于上述溶液中加入149.5g(0.7524摩尔)金刚烷-1-羰酰氯。加完后，反应混合物在室温下搅拌12小时，随后在回流条件搅拌2小时。将反应混合物过滤以除去反应过程中生成的三乙胺盐酸盐。滤液用水(X500ml)洗涤若干次，用无水硫酸钠干燥，然后在减压下浓缩。用柱色谱法(二氧化硅凝胶，己烷/二氯甲烷9∶1)对残留物进行提纯，得128g(～80％)白色固体，用NMR谱鉴定知是2，5-双(金刚烷-1-羰氧基)-2，5-二甲基己烷。
实施例2(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)在己涂有防反射材料(ArX，ShipleyCompany)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 0.162，5-双(金刚烷-1-羰氧基)-2，5-二甲基己烷(实施例1) 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2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130nm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)光敏产酸剂，及(c)含多个酸不稳定性连接基的疏水非甾族多脂环组份。
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，其中所述疏水非甾族多脂环组份包含至少两个非甾族C7部分或更高级脂环部份。
9.权利要求8的组合物，其中所述疏水非甾族多脂环组份包含两个酸不稳定性连接部份。
10.权利要求9的组合物，其中所述疏水非甾族多脂环组份包含酸不稳定性连接部份，这些部份选自羧酸叔烷基酯，羧酸叔环烷基酯，酯缩酮或酯缩醛。
11.权利要求8的组合物，其中所述疏水非甾族脂环组份包含至少两个非甾族C10-C30脂环部份。
12.权利要求9的组合物，其中所述两个酸不稳定性连接部份是彼此键合的两个羧酸叔烷基酯。
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％重量的所述疏水非甾族脂环组份。
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)含多个酸不稳定性连接基团的疏水非甾族多脂环组份。
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)含多个酸不稳定性连接基团的疏水非甾族多脂环组份，(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所述基片上，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)含多个酸不稳定性连接基团的疏水非甾族多脂环组份，(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的间隙蚀刻进所述材料层。
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)包括穿过所述中间层进行蚀刻。
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。
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、光敏产酸剂及含多个酸不稳定性连接基团的疏水非甾族多脂环组份的混合物。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G03F7/039GK1269530SQ00103850
公开日2000年10月11日 申请日期2000年3月3日 优先权日1999年3月11日
发明者P·R·瓦拉纳斯, J·F·马尼斯卡科 申请人:国际商业机器公司