[發明專利]一種無機光刻膠組合物圖案化的方法

有效

• 申請號: 201810037160.1
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108089404B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 段宣明;金峰;鄭美玲;董賢子
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: G03F7/075
• 分類號: G03F7/075;G03F7/20
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發明公開了一種無機光刻膠組合物圖案化的方法，采用光源對光刻膠組合物進行圖案化；其中，所述光源為波長為250?2500nm范圍的紫外?可見?近紅外光源；所述無機光刻膠組合物為氫倍半硅氧烷。當所述無機光刻膠組合物曝光時，光與物質的非線性相互作用引起HSQ的交聯，交聯后的氫倍半硅氧烷HSQ在顯影液中不溶解，而未發生交聯的HSQ則會溶解在顯影液中，從而形成特定的光刻膠圖案。這種利用紫外、可見及近紅外光曝光實現無機光刻膠HSQ圖案化的方法可以應用在微電子技術領域。

技術領域

本發明涉及微電子技術領域。更具體地，涉及一種無機光刻膠組合物圖案化的方法。

背景技術

光刻膠，又叫光致抗蝕劑，是一類光敏性物質，利用其曝光前后在顯影液中的溶解性差異，可以得到預先設計的精細結構。利用光刻膠進行微納結構的加工，是制造半導體器件如超大規模集成電路至關重要的一個環節。傳統的高分辨率電子束光刻膠聚甲基丙烯酸甲酯是一種具有高分辨率的正性光刻膠，雖然分辨率較高，但是靈敏度較低，在高溫下膠易流動。

HSQ是Dow Corning公司開發的一種無機光刻膠，主要成分是氫倍半硅氧烷。HSQ經過電子束、極紫外光、X射線等光源曝光后，生成非晶態的氧化硅，可以直接加工有用的結構。HSQ具有極高的加工分辨率(最高可以達到10納米以下)，良好的高溫性能，尤其是曝光后的結構經過高溫處理后其介電常數可達2.2，在超大規模集成電路中有很好的應用前景。

盡管HSQ以其諸多優點而被廣泛應用于微電子技術領域，但是它只對157納米以下波長的光源具有敏感性能夠進行圖案化，而對紫外-可見-近紅外波段的光是不響應的，這大大限制了它的應用。HSQ的光學響應性是由其分子的本征吸收特性所決定的，真空光譜顯示HSQ的吸收邊截止在250納米附近，波長更長的光不能被HSQ吸收，從而導致其對紫外、可見及近紅外光均不具備光敏感性。

因此，需要提供一種利用紫外、可見及近紅外光對含HSQ無機光刻膠進行圖案化的方法。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種無機光刻膠組合物圖案化的方法。

本發明的另一個目的在于提供一種無機光刻膠組合物。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種無機光刻膠組合物實現圖案化的方法，包括如下步驟：

采用光源對光刻膠組合物進行圖案化；其中，

所述光源為波長為250～2500nm的紫外-可見-近紅外光源；所述無機光刻膠組合物為氫倍半硅氧烷。本發明提出利用光與物質的非線性相互作用原理，通過高能量密度光子束與氫倍半硅氧烷HSQ之間的多光子吸收作用產生的“雪崩電離”效應，直接引起HSQ的化學鍵斷裂，從而誘導分子間的交聯反應，交聯后的HSQ在顯影液中不溶解，而未發生交聯的HSQ則會溶解在顯影液中，最終形成特定的光刻膠圖案。本發明突破了前人提出的HSQ無法使用紫外、可見及近紅外光進行光刻圖案化的局限，增加了利用HSQ進行圖案化的普適性。

優選地，所述光源選自波長范圍為250≤λ400nm的紫外光、波長范圍為400≤λ780nm的可見光、和波長范圍為780≤λ2500nm的近紅外光中的一種或多種。

優選地，所述光源由激光、汞燈、LED燈、鹵鎢燈或氙燈提供。本領域技術人員應當理解的是，此處所述光源的來源是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護范圍，本領域技術人員可根據使用的光刻膠組合物以及實際需要進行不同光源的選擇。

優選地，所述激光是脈沖寬度為10～300飛秒的飛秒激光、0.3～800皮秒的皮秒激光或者0.8～80納秒的納秒激光。

優選地，所述激光是重復頻率為1000Hz～150MHz的飛秒激光、25KHz～150MHz的皮秒激光或者1Hz～100kHz的納秒激光。