[发明专利]抗反射涂层组合物

说明书

技术领域

本发明涉及减少曝光射线从基底反射回外涂光致抗蚀剂层的组合物。更具体地说，本发明涉及含有离子热酸生成剂(ionic thermal acidgenerator)化合物的抗反射涂层组合物。此外，这些组合物还表现出较强的贮存稳定性。

背景技术

光致抗蚀剂是用于将影象转移到基底上的光敏膜。首先在基底上形成一光致抗蚀剂涂层，然后该光致抗蚀剂涂层通过光掩膜暴光于活化射线源。该光掩膜具有一些对活化射线来说不透明的区域和其它对活化射线透明的区域。暴光于活化射线可提供光致抗蚀剂涂层的光诱导或化学变化，借此将光掩膜图形转移至涂有光致抗蚀剂的基底。曝光之后，光致抗蚀剂被显影，从而提供了可以有选择地处理基底的浮雕影象。

光致抗蚀剂既可以是正作用型的也可是负作用型的。对于大多数负作用型光致抗蚀剂，暴光于活化射线的那些涂层部分在光活性化合物与光致抗蚀剂组合物的聚合剂之间发生聚合或交联反应。其结果是，被曝光的涂层部分比未曝光部分更少地溶于显影液中。对于正作用型光致抗蚀剂，曝光部分更多地溶于显影液中，而未曝光区域在显影液中溶解要相对少些。光致抗蚀剂组合物在Deforest，Photoresist Materialsand Processes，McGraw Hill Book Company，New York，ch.2，1975和Moreau的，Semiconductor Lithography，Principles，Practices andMaterials，Plenum Press，New York，ch.2 and 4中有所描述。

光致抗蚀剂的主要用途是用于半导体制造，其目的是将高度抛光的半导体晶片，例如硅或砷化镓，转换成电子传导途径的复矩阵，该途径最好是具有电路功能的微型或亚微型几何形状。为了达到这个目的，合适的光致抗蚀剂加工是关键。虽然不同的光致抗蚀剂加工步骤之间都具有较强的互相依赖性，但是据信，曝光是获得高清晰度光致抗蚀剂影象的最重要步骤之一。

用于曝光光致抗蚀剂的活化射线的反射经常造成被印在光致抗蚀剂层上的影象的清晰度受到局限。由基底/光致抗蚀剂界面射线的反射能够在光致抗蚀剂中产生射线强度的空间变化，从而当显影时导致不均匀的光致抗蚀剂行宽。射线还可从基底/光致抗蚀剂界面散射到不打算曝光的光致抗蚀剂区域中，从而又导致行宽差异。区域与区域之间散射和反射的量通常是不同的，从而再次导致行宽的不均匀性。基底地形的差异也能够造成清晰度局限性问题。

用于改善反射射线问题的一个途径就是在基底表面与光致抗蚀剂涂层之间使用射线吸收层。例如，参见PCT申请WO90/03598、EPO申请EP0639941A1以及美国专利US4,910,122、4,370,405、4,362,809和5,939,236。这些涂层也已经被称作抗反射层或抗反射组合物。还可参见美国专利US5,939,236；5,886,102；5,851,738；以及5,851,730，这些专利都转让给了Shipley公司，它们公开了经常使用的抗反射组合物。

发明内容

我们业已发现了一些新的与外涂光致抗蚀剂层一起使用的抗反射组合物，这些组合物具有更高的性能，包括较强的贮存稳定性(即贮藏期限稳定性)。

我们业已发现，某些抗反射组合物表现出有限的贮藏期限，例如在贮藏期间以及使用之前产生颗粒或变得浑浊。更具体地说，某些抗反射涂层组合物包括一种限制组合物的贮藏期限的热酸生成剂或酸。无需结合理论就可坚信，抗反射组合物组分之间的相互作用可导致贮藏期限比所希望的要短。

我们业已发现，使用离子热酸生成剂化合物可明显地增强有机溶剂抗反射组合物的贮存稳定性。离子热酸生成剂的实例包括例如磺酸盐，优选的是芳基磺酸盐例如甲苯磺酸胺盐。

本发明的抗反射组合物适当地包括一种树脂和一种热酸生成剂(TAG)。本发明的优选抗反射组合物含有一种交联组分，并且在将光致抗蚀剂组合物层涂覆到抗反射组合物层上之前使该抗反射组合物发生交联。抗反射组合物可含有低聚的或聚合的热酸生成剂作为抗反射组合物的唯一树脂组分。然而通常优选的是，除了任何热酸生成剂组分之外，抗反射组合物还包含至少一种树脂组分，例如以赋予抗反射组合物具有较好的膜形成性能。