[發(fā)明專利]抗蝕劑抗反射涂層組合物

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01802441.6
• 申請日: 2001-08-17
• 公開（公告）號: CN1398362A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛智彪;蘇珊·高利;提莫?！·愛當斯
• 申請（專利權(quán)）人: 希普列公司
• 主分類號: G03F7/09
• 分類號: G03F7/09
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 戈泊,梁潔

發(fā)明背景

1.發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可減少曝光輻射由基材背側(cè)到其上涂敷有光致抗蝕劑層的反射的組合物。具體地，本發(fā)明涉及一種抗反射涂層組合物(“ARCs”)，其具有抗蝕性并且在標準等離子浸蝕中表現(xiàn)出較高浸蝕速率。優(yōu)選本發(fā)明的ARCs的氧含量比先前組合物顯著升高。

2.背景

光致抗蝕劑是用于將影像轉(zhuǎn)印至基材的感光膜。光致抗蝕劑涂層形成于基材上，然后光致抗蝕劑層通過遮光膜曝光于激發(fā)輻射源。遮光膜的一些區(qū)域?qū)ぐl(fā)輻射為不透明，另一些區(qū)域?qū)ぐl(fā)輻射為透明。暴露于激發(fā)輻射提供光致抗蝕劑涂層的光誘導(dǎo)化學(xué)變化，從而將遮光膜圖案轉(zhuǎn)印至光致抗蝕劑涂層基材上。曝光后，光致抗蝕劑經(jīng)顯影而提供浮雕(relief)影像，其允許對基材作選擇性處理。

光致抗蝕劑可為正作用或負作用光致抗蝕劑。對于大部分負作用光致抗蝕劑，曝光于激發(fā)輻射的該涂層部分，于光致抗蝕劑組合物的光活性化合物與可聚合反應(yīng)劑間反應(yīng)時聚合或交聯(lián)。結(jié)果曝光涂層部分變得比未曝光部分較不可溶于顯影劑。至于正作用光致抗蝕劑，曝光部分變成較可溶于顯影劑溶液，而未曝光部分維持較不可溶性。光致抗蝕劑組合物是本領(lǐng)域已知的，且由Deforest描述于PhotoresistMaterials?and?Precesses，McGraw?Hill?Book?Company，New?York，ch.21975，由Moreay描述于Semiconductor?Lithography，Principles，Practicesand?Materials，Plenum?Press，New?York，ch.2?and?4，其有關(guān)光致抗蝕劑組合物及其制法及應(yīng)用的內(nèi)容在此引入作為參考。

光致抗蝕劑的主要用于半導(dǎo)體制造，目的是將高度拋光的半導(dǎo)體薄片如硅或砷化鎵轉(zhuǎn)成可發(fā)揮電路功能，優(yōu)選具有微米或亞微米幾何形狀的導(dǎo)電路徑復(fù)合基體。適當光致抗蝕劑處理是實現(xiàn)該目標的關(guān)鍵。雖然多個光致抗蝕劑處理步驟間有很強的相互依賴性，但認為曝光步驟是實現(xiàn)高分辨率光致抗蝕劑影像的較為重要步驟之一。

用于曝光光致抗蝕劑的激發(fā)輻射的反射通常受光致抗蝕劑層的制作圖樣影像(image?patterned)分辨率的限制。基材/光致抗蝕劑界面輻射的反射在曝光期間造成光致抗蝕劑輻射強度變化，結(jié)果于顯影時導(dǎo)致非均勻的光致抗蝕劑線寬。輻射也由基材/光致抗蝕劑界面散射至光致抗蝕劑的非預(yù)期曝光區(qū)，結(jié)果再度導(dǎo)致線寬的變化。散射量及反射量通常因各區(qū)而異，結(jié)果又更進一步導(dǎo)致線寬的不均勻。

激發(fā)輻射的反射也導(dǎo)致本領(lǐng)域所謂的“駐波效應(yīng)”。為了消除曝光設(shè)備透鏡的色差效應(yīng)，通常在光致抗蝕劑投射技術(shù)中使用單色或仿單色輻射。但由于光致抗蝕劑/基材界面的輻射反射，故當單色或仿單色輻射用于光致抗蝕劑曝光時，建設(shè)性及破壞性相互影響特別顯著。這種情況下，反射光干擾入射光而在光致抗蝕劑內(nèi)部形成駐波。以高度反射性基材區(qū)為例，由于大振幅駐波于波谷形成曝光不足的光致抗蝕劑薄層，故問題更加惡化。曝光不足層妨礙光致抗蝕劑的完整顯影，從而造成光致抗蝕劑輪廓邊緣尖銳。

基材表面外形(topography)變化也造成分辨率限制性反射問題?；纳先魏斡跋窠栽斐蓻_擊輻射于多個無法控制的方向散射或反射，影響光致抗蝕劑顯影的均勻性。隨著試圖設(shè)計較為復(fù)雜的電路而使得基材外形變得更復(fù)雜，反射輻射的影響變得更為關(guān)鍵。例如，用于多種微電子的基材金屬互聯(lián)由于其外形以及高反射區(qū)域，故特別成問題。

隨著最近向高密度半導(dǎo)體裝置的發(fā)展趨勢，工業(yè)趨勢是縮短至深紫外光(DUV，波長300nm或更短)、KrF受激準分子激光(248.4nm)、ArF受激準分子激光(193nm)、電子束或軟性X射線的曝光光源的波長。使用較短波長的光來成像光致抗蝕劑涂層，通常導(dǎo)致來自光致抗蝕劑上表面以及下方基材表面的反射增加。因此，使用較短波長導(dǎo)致基材表面反射的惡化。

為了減少反射輻射問題，曾經(jīng)在介于基材表面與光致抗蝕劑涂層之間插入某些輻射吸收層。例如參考PCT申請90/03598，EPO申請0?639?941?A1，以及美國專利4,910,122、4,370,405及4,362,809，有關(guān)其抗反射(抗暈光)組合物及其應(yīng)用的內(nèi)容引入本文作為參考。在參考文獻中，這些層也稱作抗反射層或ARCs(抗反射組合物)。