CN101300317B - 用于193nm沉浸平版印刷的水可浇铸-水可剥离的面涂层 - Google Patents

用于193nm沉浸平版印刷的水可浇铸-水可剥离的面涂层 Download PDF

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Abstract

公开了涂覆在光致抗蚀剂材料上面的面涂层材料。该面涂层材料包含在25℃或更低的温度下微溶或不溶于水但在60℃或更高的温度下可溶于水的聚合物。该聚合物包含具有以下聚合物结构的聚乙烯醇单体单元和聚乙酸乙烯酯或聚乙烯基醚单体单元：其中R是脂族或脂环族基团；m和n独立地是整数，并且是相同或不同的；p是0或1。该面涂层材料可以用于平版印刷方法，其中将该面涂层材料涂覆在光致抗蚀剂层上。该面涂层材料尤其可用于使用水作为成像介质的沉浸平版印刷技术。本发明的面涂层材料还可用于使用有机液体作为浸渍介质的沉浸平版印刷。

Description

用于193nm沉浸平版印刷的水可浇铸-水可剥离的面涂层
技术领域
本发明涉及面涂层材料和它们在平版印刷方法中的用途。更具体地说，本发明涉及包含在约25℃或更低的温度下微溶或不溶于水但在约60℃或更高的温度下可溶于水的聚合物的面涂层材料。本发明的面涂层材料尤其可用于沉浸平版印刷，其中使用液体例如水作为在曝光工具的透镜夹具和光致抗蚀剂涂覆的晶片之间的曝光介质。本发明的面涂层材料还可用于使用除水以外的浸渍介质的沉浸平版印刷。
背景技术
对印刷用于高级电子设备制造的较小结构的持续推进力要求使用较高分辨率的光学平版印刷工具。沉浸平版印刷通过有效地改进对于给定光学数值孔径(NA)的焦深加工范围而提供将当前193nm氩气氟化物基技术扩展到45nm临界尺寸(半孔距DRAM)并超越该尺寸的可能性。该方法要求用超纯水填充曝光工具的最后透镜元件和抗蚀剂涂覆的基材间的间隙。使用折射指数比空气更高的介质导致更大的数值孔径(NA)，并因此允许印刷更小的特征。参见由ICKnowledge.com于2003年5月28日在http://www.icknowledge.com出版的“Technology Backgrounder：Immersion Lithography”。还参见L.Geppert，“Chip Making′s Wet New World”，IEEE Spectrum，Vol.41，第5期，2004年5月，pp.29-33；和M.Slezak，“Exploringt he needsand tradeoffs for immersion resist topeoating”，Solid StateTechnology，Vol.47，第7期，2004年7月。此外，沉浸平版印刷导致光学扫描器的增加的分辨率，因为它能够实现NA大于1.0的透镜设计。参见A.Hand，“Tricks With Water and Light：193nmExtension”，Semiconductor International，Vol.27，第2期，2004年2月。
面对液体沉浸平版印刷的技术挑战之一是光致抗蚀剂组分和浸渍介质间的扩散。即，在沉浸平版印刷方法期间，光致抗蚀剂组分浸出到浸渍介质中并且该浸渍介质渗透到光致抗蚀剂薄膜中。此种扩散对光致抗蚀剂性能有害并且可能导致40百万美元平版印刷工具中的灾难性透镜损伤或污染。为了降低或消除光致抗蚀剂薄膜和曝光介质间的扩散，可以将面涂层材料涂覆在光致抗蚀剂层上面。
传统上，面涂层材料用于光刻法作为光致抗蚀剂顶部上的抗反射膜。面部抗反射涂层(TARC)材料可防止曝光期间在光致抗蚀剂层内发生的光的多次干扰。结果，可以最小化由光致抗蚀剂膜的厚度变化引起的光致抗蚀剂图案的几何特性的临界尺寸(CD)变化。为完全利用面涂层的抗反射效果，面涂层材料的折射指数(nt)应当是大约曝光介质的折射指数(nm)和下面的光致抗蚀剂的折射指数(nr)的乘积的平方根。如果曝光介质是空气，如在“干燥”平版印刷的情况下，面涂层材料的最佳折射指数(nt)应当是大约下面的光致抗蚀剂的折射指数(nr)的平方根，这是由于空气的折光率大致是1。
为了加工的容易，典型的TARC材料设计为可溶于水和含水碱显影剂两者，使得可以将它们直接从水溶液施加和随后在显影阶段期间由含水碱显影剂脱除。
已经开发许多面涂层材料以满足最佳折射指数和溶解度的这两个要求。例如，美国专利号5,744,537和6,057,080公开了含水可溶性TARC材料，该材料包括聚合物粘结剂和氟烃化合物，且具有几乎理想的大约为1.3-1.4的折射指数。美国专利号5,879,853也公开了可由湿工艺脱除的TARC材料。美国专利号5,595,861相似地公开了包含部分氟化化合物的TARC，也可以是水溶性的。美国专利号6,274,295公开了包含吸光化合物的TARC材料，该吸光化合物的最大吸收波长高于用于使光致抗蚀剂曝光的曝光波长。此TARC也可是水溶性的。最后，美国专利号5,240,812公开了用作酸催化的抗蚀剂组合物的外涂层膜的保护材料，以防止有机和无机碱的蒸气的污染。虽然没有具体公开为TARC，外涂层也可是水溶性的。
因为水在第一代浸渍工具中用作193nm沉浸平版印刷的曝光介质，所以典型的水溶性TARC材料例如上述的那些不能用作此种技术的面涂层。目前使用的193nm沉浸平版印刷的水不溶性保护性面涂层使用有机浇铸溶剂，该浇铸溶剂在含水碱性显影剂或有机剥离溶剂中剥离。一些有机浇铸溶剂是可燃的，因此不适合于大规模生产，例如半导体制造中的大规模生产。此外，使用有机浇铸溶剂可能导致面涂层和抗蚀剂薄膜的掺合，从而导致光致抗蚀剂的降解。此外，使用这些溶剂为集成电路(IC)制造增加了相当大的工艺复杂性和成本。现有的其它商业材料要求与半导体制造生产线不相容的溶剂或影响光致抗蚀剂的平版印刷性能。因此，高度希望的是将目前用于“干”平版印刷的标准水可浇铸面涂层加工技术扩展到与水或备选浸渍流体一起使用的193nm沉浸平版印刷。
因此，仍需要水可浇铸、水可剥离、与光致抗蚀剂相容的面涂层材料。理想地，面涂层材料还具有所需的光学性能以致它也可以用作TARC。使用水可加工的面涂层材料避免使用有机浇铸溶剂并实现简化的抗蚀剂加工和更低的生产成本。
发明内容
本发明的面涂层材料是水可浇铸、水可剥离的并可用于193nm沉浸平版印刷。本发明的面涂层材料还可用于使用除水以外的浸渍介质的沉浸平版印刷。此种浸渍介质包括由烃或取代的烃组成的有机液体。
因此，本发明涉及用于涂覆在光致抗蚀剂材料上面的面涂层材料。本发明的面涂层材料包含在约25℃或更低的温度下微溶或不溶于水但在约60℃或更高的温度下可溶于水的聚合物。本发明的聚合物包含具有以下聚合物结构的聚乙烯醇单体单元和聚乙酸乙烯酯或聚乙烯基醚单体单元：
Figure GSB00000337206700031
其中R是脂族或脂环族基团；m和n独立地是整数，并且是相同或不同的；p是0或1。
在另一个方面中，本发明涉及在基材上形成图案化材料层的方法，该方法包括：
提供在其表面上具有材料层的基材；
在基材上沉积光致抗蚀剂组合物以在该材料上形成光致抗蚀剂层；在该光致抗蚀剂层上涂覆上述面涂层材料，从而形成涂层基材；
将该涂层基材图案化曝光在成像辐射下；
使该涂层基材与水在大约60℃或更高的温度下接触，其中从该涂层基材上除去该面涂层材料；
使该涂层基材与含水碱性溶液接触，其中从该涂层基材上选择性地除去该光致抗蚀剂层的曝光部分，从而在该材料层上形成图案化光致抗蚀剂层；
将该光致抗蚀剂层中的图案转移到该材料层上。
在本发明的方法中，通过除去该材料层的没有被图案化光致抗蚀剂层覆盖的部分而将该光致抗蚀剂层中的图案转移至该材料层。
在本发明的方法中，该含水碱性溶液是氢氧化四甲基铵的水溶液。
在本发明的方法中，通过在没有被该图案化光致抗蚀剂层覆盖的区域蚀刻该材料层而除去该材料层的部分。
在本发明的方法中，使用反应性离子蚀刻除去该材料层的部分。附图说明
唯一的附图(图1)是绘制吸光率(nm)对波长(sec)的曲线图，举例说明了193nm光致抗蚀剂和在顶部上具有聚乙烯醇(PVA)面涂层的193nm光致抗蚀剂的吸光率。
发明详述
本发明涉及包含在约25℃或更低的温度下微溶或不溶于水但在约60℃或更高的温度下可溶于水的聚合物的面涂层材料。该聚合物包含其中具有聚乙烯醇结构部分和聚乙酸乙烯酯或聚乙烯基醚结构部分的重复单元。本文所使用的术语“微溶”表示不到1wt％且大于0.1wt％聚合物溶于溶剂。本文所使用的术语“不溶”表示小于“微溶”的溶解性。本文所使用的术语“可溶”表示大于5wt％聚合物将溶于溶剂。
本发明的面涂料优选在大约60℃或更高的温度下可溶于水，但是在室温下微溶或不溶于水以致它可以用于193nm沉浸平版印刷。所谓的“室温”是指大约20℃-大约25℃的温度。此外，本发明的面涂层材料可以经调节充当TARC以致可以实现图像形成的改进的工艺控制。对于使用水作为曝光介质的193nm沉浸平版印刷，TARC材料的最佳折射指数为大约1.5-大约1.7。
本发明还涉及包含聚合物的面涂层材料，该聚合物包含具有以下聚合物结构的聚乙烯醇单体单元和聚乙酸乙烯酯或聚乙烯基醚单体单元：
Figure GSB00000337206700051
其中R是脂族或脂环族基团；m和n独立地是整数，并且是相同或不同的；p是0或1。当p是0时，R经由共价键直接地与氧原子连接。本文所使用的术语“脂族”表示具有在开链中连接的碳原子的烃基。本文所使用的术语“脂环族”表示包含环但不是芳族的烃基。本文所使用的术语“烃”表示仅含碳和氢的有机化合物。R基团的典型实例包括但不限于：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、环丁基、戊基、环戊基和己基。优选地，R是含1-6个碳原子的脂族或脂环族基。
上述聚合物在水中具有有用的溶解性。即，该聚合物在水中的溶解性由于在该聚合物内产生的氢键而减小并且由于该聚合物和水间的氢键而增加。因此，该聚合物的性能可以通过分子量和骨架组成进行调节。更具体地说，更高的聚合物分子量导致更低的溶解性并且更大的酯化度导致更高的溶解性。另外，取决于分子量和骨架组成，上述聚合物在室温下是微溶或不溶于水的，但是在高温下，例如大约60℃或更高的温度下是高度可溶于水的。优选所得的聚合物溶液在室温下是稳定的。所谓的“稳定”是指当溶液在室温下静置时，该聚合物不从该溶液中沉淀出来。上述聚合物的溶解性能和水渗透性在本领域中是为人熟知的，因此据本领域技术人员理解，这类聚合物的溶解性能和水渗透性可以经由改变聚合物组成，调节聚合物分子量和使用交联剂加以“调节”。
涂覆本发明的面涂层材料到具有大约20nm-大约100nm，优选大约50nm-大约80nm的厚度。上述聚合物是可溶于热水的，以致可以在抗蚀剂显影步骤期间用热水剥离该面涂层材料。所谓的“热水”是指具有大约60℃或更高的温度的水。优选地，可以通过热水在标准显影时间内完全地剥离该面涂层材料。
此外，上述聚合物优选对合适的用于下面的光致抗蚀剂材料的曝光辐射是基本上光学透明的，以允许该光致抗蚀剂材料的构图。对于在涂层中的使用，本发明的聚合物最优选在193nm下是基本上光学透明的。
优选上述聚合物具有大约1.2-大约1.8的折射指数。对于使用水作为曝光介质的193nm沉浸平版印刷，该聚合物的折射指数最优选为大约1.5-大约1.7。
还优选本发明的聚合物具有大约10K-大约250K道尔顿的可调的聚合物分子量以能够配制具有足够粘度的高固体含量可旋转浇铸的溶液。因为涂层的机械寿命在增加聚合物分子量时改进，所以尤其优选该聚合物对于在涂层中的使用具有大约80K-大约200K道尔顿的高聚合物分子量。也可以添加共聚单体以制备具有改进的机械寿命的共聚物材料和调节涂层的折射指数。这些共聚单体单元的实例包括但不限于：丙烯酸系脂族或脂环族酯和脂族或脂环族乙烯基醚，例如乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚和卤乙烯。
在一个示例性实施方案中，面涂层聚合物是具有98.4-99.8％水解的70-62等级Dupont
Figure GSB00000337206700061
它是非常低成本的商业聚合物。在搅拌下以1-10％的固体含量将该Dupont
Figure GSB00000337206700071
添加到具有大约70℃-大约100℃的温度的水中，从而形成混合物。所得的混合物的热过滤产生在室温下稳定的透明溶液，即在室温下静置时没有聚合物沉淀。当在130℃或更高的温度下涂覆后烘烤时，将所得的透明溶液涂覆在硅基材上以形成厚度为大约20-100nm的面涂层薄膜。所得的面涂层薄膜不溶于冷水，即在室温下的水，但是可溶于在60℃或更高的温度下的水。可以使用化学交联剂例如乙二醛来降低为了使面涂层薄膜不溶解和使该面涂层薄膜和在下面的抗蚀剂薄膜间的相互作用最小化所要求的涂覆后烘烤温度。上述面涂层薄膜的光学性能非常适合用于浸渍应用。图1(本申请的唯一附图)示出了193nm光致抗蚀剂和在顶上具有PVA面涂层的193nm光致抗蚀剂的吸光率。应指出，对于许多波长，193nm光致抗蚀剂和在顶上具有PVA面涂层的193nm光致抗蚀剂的吸光率几乎相同，这证实该面涂层薄膜具有用于浸渍应用中的理想的透明质量。
在本发明的另一方面，该面涂层材料可以用于在基材上形成图案化材料层的方法。该材料层可以是，例如陶瓷、电介质、金属或半导体层，如用于制造高性能集成电路器件和相关芯片载体包的那些。本文还考虑这些材料的多层。
在本发明的方法中，首先由已知措施将光致抗蚀剂组合物在基材上沉积，以在该材料上形成光致抗蚀剂层。然后烘烤(涂覆后烘烤，此后称“PAB”)具有该光致抗蚀剂层的基材以从光致抗蚀剂组合物中除去任何溶剂和改进光致抗蚀剂层的内聚性。典型的PAB烘烤温度为大约80-大约150℃。典型的光致抗蚀剂厚度为大约100-大约500nm。可以使用任何适合的抗蚀剂组合物，例如美国专利号6,534,239和6,635,401B2，和2003年9月16日提交的美国专利申请系列号10/663,553中公开的抗蚀剂组合物，这些文献的公开内容在此引入作为参考。
接下来，将本发明的面涂层材料涂覆在光致抗蚀剂层上，从而形成涂层基材。对于1.0-5.0wt％聚合物溶液，2-5K RPM的旋转速度可以获得50-200nm厚的涂层。对于125mm晶片，分配体积在室温下可以为1-10毫升。然后可以烘烤(涂覆后烘烤)该涂层基材以从该面涂层材料中除去水和改进该涂层的内聚性。典型的软烘烤温度为大约100℃-大约150℃。典型的涂覆后焙烤时间为大约60秒。在涂覆后烘烤之后，旋转浇铸薄膜在大约25℃或更低的温度下是微溶或不溶于水的。然后经由图案化掩模将该涂层基材暴露于合适的辐射源下。在一个示例性实施方案中，成像辐射是193nm辐射。在另一个实施方案中，成像辐射是157nm辐射。在另一个实施方案中，成像辐射是248nm辐射。还可以将该涂层基材暴露于使用沉浸平版印刷的那种成像辐射下，其中在曝光之前将成像介质施用到涂层基材上。在一个优选的实施方案中，成像介质是水。在另一个实施方案中，成像介质是有机液体。优选地，有机液体是烃或取代的烃。最优选地，有机液体是脂环烃。有机液体的典型实例包括但不限于环辛烷。然后可以烘烤(曝光后烘烤)该曝光的基材以改进光致抗蚀剂和涂层的内聚性。典型的曝光后烘烤温度通过光致抗蚀剂的性能确定。本领域普通技术人员可以在不进行过度实验的情况下确定必要的条件。
然后使曝光基材与热水接触，即温度为60℃或更高的水，从而从涂层基材除去面涂层材料。接下来，使曝光基材与含水碱性溶液(显影剂)接触，从而除去该光致抗蚀剂层的曝光部分。优选的含水碱性溶液是碱性水溶液，其中更优选氢氧化四甲基铵的水溶液。在本发明的一个实施方案中，使用0.2N的氢氧化四甲基铵水溶液除去光致抗蚀剂层的曝光部分。与含水碱性溶液的接触在材料层上形成图案化的光致抗蚀剂层。
然后可以将光致抗蚀剂层中的图案转移到下面基材上的材料层。典型地，转移由反应性离子蚀刻或一些其它蚀刻技术达到。本发明的方法可用于产生图案化材料层结构如金属接线，触点或通路的孔、绝缘区段(例如，波纹沟或浅沟隔离部分)、电容器结构的沟等，它们可以用于集成电路装置的设计中。
制造这些(陶瓷、电介质、金属或半导体)特征的方法通常包括提供要形成图案的基材的材料层或区段，在该材料层或区段上施加光致抗蚀剂层，在光致抗蚀剂层上涂覆面涂层，将该面涂层和光致抗蚀剂层成图案化曝光于辐射下，将曝光的抗蚀剂曝光后烘烤，通过曝光的面涂层和光致抗蚀剂与显影剂接触显影图案，在图案中的间隔下蚀刻光致抗蚀剂层下面的层，藉此形成图案化的材料层或基材，和从基材除去任何剩余的光致抗蚀剂。在一些情况下，硬掩模可以在光致抗蚀剂层下面使用以促进图案到进一步下面的材料层或区段的转移。应当理解本发明不限于任何特定的平版印刷技术或器件结构。
实施例1：
用商业光致抗蚀剂(JSR ARF AR237J-27)涂覆涂有常规193nm抗反射层(AR 40)的硅晶片，进行130℃的涂覆后烘烤60秒。
涂覆5wt％聚(乙烯醇)(99％水解，平均Mw 124,000-186,000)在去离子水中的溶液以在140℃的涂覆后烘烤60秒之后产生230nm的涂层厚度。用20℃的水冲洗基本上没有引起该聚(乙烯醇)涂层的厚度损失。在193nm步进器中曝光该晶片并在130℃下曝光后烘烤60秒。通过用水在70℃下处理60秒而剥离该聚(乙烯醇)面涂层。最后，用0.26N TMAH显影剂处理成像的晶片以显影曝光的抗蚀剂。具有该聚(乙烯醇)面涂层的光致抗蚀剂的对比曲线和曝光剂量要求与从没有面涂层的抗蚀剂获得的基本上无变化。
实施例2：
使用实施例1中描述的方法，JSR ARF AR414J-28产生基本上相同的结果，具有聚(乙烯醇)面涂层的对比曲线或曝光剂量几乎没有改变或没有改变。
虽然已经参照本发明优选的实施方案特别显示和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，上述和其它可在形式上改变。在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以作出任何细节。因此希望本发明不限于描述和举例说明的具体形式和细节，而是落在所附权利要求书的范围内。

Claims (16)

1.涂覆在光致抗蚀剂材料上面的面涂层材料，包含在25℃或更低的温度下微溶或不溶于水但在60℃或更高的温度下可溶于水的聚合物，其中“微溶”表示不到1wt％且大于0.1wt％聚合物溶于溶剂，“不溶”表示小于“微溶”的溶解性，“可溶”表示大于5wt％聚合物将溶于溶剂，
其中该聚合物包含具有以下聚合物结构的聚乙烯醇单体单元和聚乙酸乙烯酯或聚乙烯基醚单体单元：
Figure FSB00000628805100011
其中R是脂族或脂环族基团；m和n独立地是整数，并且是相同或不同的；p是0或1。
2.权利要求1的面涂层材料，其中该聚合物具有1.2-1.8的折射指数。
3.权利要求1的面涂层材料，其中该聚合物具有10K道尔顿-250K道尔顿的可调分子量。
4.在基材上形成图案化材料层的方法，该方法包括：
提供在其表面上具有材料层的基材；
在基材上沉积光致抗蚀剂组合物以在该材料层上形成光致抗蚀剂层；
在该光致抗蚀剂层上涂覆面涂层材料，从而形成涂层基材，该面涂层材料包含在25℃或更低的温度下微溶或不溶于水但在60℃或更高的温度下可溶于水的聚合物，其中“微溶”表示不到1wt％且大于0.1wt％聚合物溶于溶剂，“不溶”表示小于“微溶”的溶解性，“可溶”表示大于5wt％聚合物将溶于溶剂，该聚合物含有具有以下聚合物结构的聚乙烯醇单体单元和聚乙酸乙烯酯或聚乙烯基醚单体单元：
Figure FSB00000628805100021
其中R是脂族或脂环族基团；m和n独立地是整数，并且是相同或不同的；p是0或1；
将该涂层基材图案化曝光在成像辐射下；
使该涂层基材与在60℃或更高的温度下的水接触，其中从该涂层基材上除去该面涂层材料；
使该涂层基材与含水碱性溶液接触，其中从该涂层基材上除去该光致抗蚀剂层的曝光部分，从而在该材料层上形成图案化光致抗蚀剂层；和
将该光致抗蚀剂层中的图案转移到该材料层上。
5.权利要求4的方法，其中该聚合物具有1.2-1.8的折射指数，或者该聚合物具有10K道尔顿-250K道尔顿的可调分子量。
6.权利要求4的方法，其中该材料层选自电介质、金属和半导体层。
7.权利要求4的方法，其中该材料层选自陶瓷。
8.权利要求4的方法，其中该成像辐射是193nm辐射、157nm辐射或248nm辐射之一。
9.权利要求4的方法，还包括在将该涂层基材图案化曝光在成像辐射下之前，将成像介质施加到该涂层基材上的步骤。
10.权利要求9的方法，其中该成像介质是水。
11.权利要求9的方法，其中该成像介质是有机液体。
12.权利要求9的方法，其中该成像介质是脂环烃液体。
13.权利要求4的方法，其中通过除去该材料层的没有被图案化光致抗蚀剂层覆盖的部分而将该光致抗蚀剂层中的图案转移至该材料层。
14.权利要求4的方法，其中该含水碱性溶液是氢氧化四甲基铵的水溶液。
15.权利要求13的方法，其中通过在没有被该图案化光致抗蚀剂层覆盖的区域蚀刻该材料层而除去该材料层的部分。
16.权利要求13的方法，其中使用反应性离子蚀刻除去该材料层的部分。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080047930A1 (en) * 2006-08-23 2008-02-28 Graciela Beatriz Blanchet Method to form a pattern of functional material on a substrate
US20090042148A1 (en) * 2007-08-06 2009-02-12 Munirathna Padmanaban Photoresist Composition for Deep UV and Process Thereof
US8163468B2 (en) * 2008-03-10 2012-04-24 Micron Technology, Inc. Method of reducing photoresist defects during fabrication of a semiconductor device
US8097401B2 (en) 2009-03-24 2012-01-17 International Business Machines Corporation Self-forming top anti-reflective coating compositions and, photoresist mixtures and method of imaging using same
US8889341B2 (en) 2012-08-22 2014-11-18 Eastman Kodak Company Negative-working lithographic printing plate precursors and use
KR102306612B1 (ko) 2014-01-31 2021-09-29 램 리써치 코포레이션 진공-통합된 하드마스크 프로세스 및 장치
US10566212B2 (en) 2016-12-19 2020-02-18 Lam Research Corporation Designer atomic layer etching
US10276440B2 (en) 2017-01-19 2019-04-30 Honeywell International Inc. Removable temporary protective layers for use in semiconductor manufacturing
US10796912B2 (en) * 2017-05-16 2020-10-06 Lam Research Corporation Eliminating yield impact of stochastics in lithography
JP2022507368A (ja) 2018-11-14 2022-01-18 ラム リサーチ コーポレーション 次世代リソグラフィにおいて有用なハードマスクを作製する方法
WO2021146138A1 (en) 2020-01-15 2021-07-22 Lam Research Corporation Underlayer for photoresist adhesion and dose reduction
CN116003665B (zh) * 2021-10-22 2024-03-29 上海芯刻微材料技术有限责任公司 一种聚合物及含其的193nm光刻用顶涂层膜的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5273862A (en) * 1988-07-29 1993-12-28 Hoechst Aktiengesellschaft Photopolymerizable recording material comprising a cover layer substantially impermeable to oxygen, binds oxygen and is soluble in water at 20°C.
CN1267000A (zh) * 1999-03-11 2000-09-20 国际商业机器公司 环状烯烃聚合物和添加剂的光刻胶组合物
CN1322967A (zh) * 2000-05-05 2001-11-21 国际商业机器公司 包括含有内酯部分的环烯聚合物的光致抗蚀剂组合物
CN1690098A (zh) * 2004-04-27 2005-11-02 海力士半导体有限公司 顶端抗反射涂料聚合物、制法及顶端抗反射涂料组合物

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1772074C3 (de) * 1967-03-29 1975-10-02 Fuji Shashin Film K.K., Ashigara, Kanagawa (Japan) Verfahren zur Herstellung einer farbphotographisclten Silberhalogenidemulsion
DE3825836A1 (de) * 1988-07-29 1990-02-08 Hoechst Ag Photopolymerisierbares aufzeichnungsmaterial
US5240812A (en) * 1990-09-18 1993-08-31 International Business Machines Corporation Top coat for acid catalyzed resists
DE69214035T2 (de) * 1991-06-28 1997-04-10 Ibm Reflexionsverminderde Überzüge
US5330883A (en) * 1992-06-29 1994-07-19 Lsi Logic Corporation Techniques for uniformizing photoresist thickness and critical dimension of underlying features
JPH0737793A (ja) * 1993-07-23 1995-02-07 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2985729B2 (ja) * 1995-04-28 1999-12-06 信越化学工業株式会社 化学増幅型レジスト用保護膜材料
JP3284056B2 (ja) * 1995-09-12 2002-05-20 株式会社東芝 基板処理装置及びパターン形成方法
US5879853A (en) * 1996-01-18 1999-03-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Top antireflective coating material and its process for DUV and VUV lithography systems
US6274295B1 (en) * 1997-03-06 2001-08-14 Clariant Finance (Bvi) Limited Light-absorbing antireflective layers with improved performance due to refractive index optimization
JP2000089471A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Sharp Corp レジストパターンの形成方法
US6232038B1 (en) * 1998-10-07 2001-05-15 Mitsubishi Chemical Corporation Photosensitive composition, image-forming material and image-forming method employing it
JP3769171B2 (ja) * 2000-05-17 2006-04-19 東京応化工業株式会社 フレキソ印刷版製造用多層感光材料
US6635401B2 (en) * 2001-06-21 2003-10-21 International Business Machines Corporation Resist compositions with polymers having 2-cyano acrylic monomer
JP2003098674A (ja) * 2001-09-21 2003-04-04 Fuji Photo Film Co Ltd 光重合性平版印刷版
JP2004189600A (ja) * 2002-10-16 2004-07-08 Fuji Photo Film Co Ltd インドリルフタリド化合物及びそれを用いた感熱記録材料
US7303785B2 (en) * 2003-06-03 2007-12-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Antireflective film material, and antireflective film and pattern formation method using the same
KR100570211B1 (ko) * 2003-12-24 2006-04-12 주식회사 하이닉스반도체 유기 반사방지막용 가교제 중합체, 이를 포함하는 유기반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의 패턴형성 방법
US20050161644A1 (en) * 2004-01-23 2005-07-28 Peng Zhang Immersion lithography fluids
JP4355944B2 (ja) * 2004-04-16 2009-11-04 信越化学工業株式会社 パターン形成方法及びこれに用いるレジスト上層膜材料
JP4551701B2 (ja) * 2004-06-14 2010-09-29 富士フイルム株式会社 液浸露光用保護膜形成組成物及びそれを用いたパターン形成方法
US7049047B2 (en) * 2004-08-10 2006-05-23 Eastman Kodak Company Imageable element with masking layer comprising sulfated polymer
US7183036B2 (en) * 2004-11-12 2007-02-27 International Business Machines Corporation Low activation energy positive resist
US7288362B2 (en) * 2005-02-23 2007-10-30 International Business Machines Corporation Immersion topcoat materials with improved performance

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5273862A (en) * 1988-07-29 1993-12-28 Hoechst Aktiengesellschaft Photopolymerizable recording material comprising a cover layer substantially impermeable to oxygen, binds oxygen and is soluble in water at 20°C.
CN1267000A (zh) * 1999-03-11 2000-09-20 国际商业机器公司 环状烯烃聚合物和添加剂的光刻胶组合物
CN1322967A (zh) * 2000-05-05 2001-11-21 国际商业机器公司 包括含有内酯部分的环烯聚合物的光致抗蚀剂组合物
CN1690098A (zh) * 2004-04-27 2005-11-02 海力士半导体有限公司 顶端抗反射涂料聚合物、制法及顶端抗反射涂料组合物

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