CN1488995A - 用形成水溶性树脂和抗蚀剂材料的混合层制备微电子结构的方法 - Google Patents

用形成水溶性树脂和抗蚀剂材料的混合层制备微电子结构的方法 Download PDF

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Abstract

在微电子衬底上形成抗蚀剂图形，抗蚀剂图形包括抗蚀剂材料。包括水溶性树脂的涂层形成在抗蚀剂图形上，其中水溶性树脂和抗蚀剂材料彼此容易混合，并将它们混合以便在抗蚀剂图形和非混合的涂层之间提供含有抗蚀剂材料和水溶性树脂的混合层。可以硬化混合层，并且可以从硬化的混合层上去掉非混合的涂层。

Description

用形成水溶性树脂和抗蚀剂材料的混合层制备微电子结构的方法  
技术领域
本发明通常涉及集成电路领域，更具体的，涉及形成集成电路结构的方法以及如此形成的结构。
背景技术
已知用光源，例如激光，作为制造集成电路的光刻工艺的一部分。例如，已知采用i-线(i-line)和KrF受激准分子激光器在用于形成集成电路器件的集成电路衬底上形成图形。随着集成电路结构尺寸的减小，在光刻工艺中采用能产生更短波长的激光器来形成结构。例如，可以采用ArF和F2受激准分子激光器形成比用上面讨论的i-线或KrF受激准分子激光器所形成的集成电路结构更小的结构。
还已知根据在光刻工艺期间所用的激光器的类型选择光致抗蚀剂材料(用来形成要形成的结构的图形)。例如，光致抗蚀剂材料，例如聚(甲基)丙烯酸酯、环烯烃马来酸酐(COMA)和聚降冰片烯，可以与ArF和F2受激准分子激光器一起使用。
扫描电子显微镜(SEM)可以用来测量由光刻工艺形成的结构的尺寸。例如，SEM可以用来确认或测量由该工艺形成的结构的临界尺寸(CD)。但是，与某些光致抗蚀剂材料的使用有关的问题之一是，例如与上面讨论的ArF受激准分子激光器有关的，暴露在SEM下可能导致被称作线路边缘粗糙(LER)和E-束收缩的现象。
图1说明E-束收缩的示意图，其中由光刻工艺形成的结构的实际宽度由于暴露在SEM下而减小。此外，结构暴露在SEM下的时间越长，结构收缩的越多。例如，图2是说明用SEM测量的实际结构尺寸的测量结果的图。如图2所示，随着自顶向下(top down)  SEM测量的次数的增加，用ArF形成的结构的实际尺寸与用SEM最初测量的结构尺寸相比可以减小6％到15％的范围。
E-束硬化已经作为上面讨论的E-束收缩问题的潜在解决方案被提出来了。特别是，已知用以剂量方式施加的聚焦曝光矩阵(FocusExposure Matrix(FEM))将结构暴露在电子束下以增加在光刻工艺期间所用的抗蚀剂材料中的交联效应，从而在抗蚀剂材料出现分解之前硬化抗蚀剂材料。不幸的是，E-束技术的使用成本昂贵，并增加制造集成电路所用工艺的复杂性。
图3是说明称作LER现象的示意图。由于在ArF抗蚀剂材料的聚合中均匀性不足，可以出现LER。均匀性不足可导致抗蚀剂材料的硬化，从而硬化的和未硬化的抗蚀剂材料之间的边界是粗糙的或不平坦的。当去掉未硬化的抗蚀剂材料时，硬化和未硬化的抗蚀剂材料之间的边界是粗糙的或不平坦的，导致结构的边缘变得粗糙，如图3所示。
在Ishibashi等人的标题为Method of Manufacturing aSemiconductor Device Using a Minute Resist Pattern，and aSemiconductor Device Manufactured Thereby(＂Ishibashi＂)的美国专利No.6,319,853中进一步讨论了E-束收缩和LER。
发明内容
在抗蚀剂材料上采用可溶于水的涂层，根据本发明的实施例可以提供微电子结构。按照这些抗蚀剂材料的实施例，可以在微电子衬底上形成抗蚀剂图形。包括水溶性树脂的涂层形成在抗蚀剂图形上，其中水溶性树脂和抗蚀剂材料彼此容易混合，并将它们混合以便在抗蚀剂图形和非混合的涂层之间提供含有抗蚀剂材料和水溶性树脂的混合层。可以硬化混合层，并且可以从硬化的混合层上去掉非混合的涂层。
硬化的混合层通过保护下面的抗蚀剂材料，例如ArF抗蚀剂、F2(157nm)抗蚀剂、远紫外抗蚀剂或X-射线抗蚀剂来减少由于E-束辐射效应引起的E-束收缩和LER。硬化的混合层可以增加由抗蚀剂材料限定的结构宽度的数量到等于硬化的混合层的厚度。当抗蚀剂材料和硬化的混合层暴露在E-束辐射中时，与常规系统相比可以减小由E-束引起的收缩。
在根据本发明的一些实施例中，涂层包括重量百分比浓度范围为大约5％和大约10％之间的水溶性树脂溶液和至少一个或多个重量百分比浓度范围为大约1％和大约20％之间的可溶于水的交联剂的溶液或去离子水。在根据本发明的一些实施例中，涂层完全没有交联剂。在根据本发明的一些实施例中，涂层完全没有离子水。
在根据本发明的一些实施例中，通过使用完全不含可溶于水的有机溶剂，例如异丙醇(IPA)的水介质冲洗硬化的混合层上的非混合涂层将非混合涂层从硬化的混合层上去掉。在根据本发明的一些实施例中，“用基本上由去离子水构成的水介质”将非混合涂层从硬化的混合层上冲洗掉。
在根据本发明的一些实施例中，由于涂层的水溶解度，涂层的非混合部分可以例如只用水从结构上冲洗掉，并且可以避免在一些常规方法中采用的可溶于水的有机溶剂(例如IPA)的使用。
在根据本发明的一些实施例中，水溶性树脂是吡咯烷酮系聚合物，例如丙烯酸系聚合物、烷基胺系聚合物、铵盐系聚合物、马来酸系聚合物或聚芳烃聚合物(polyaromatic polymer)。
在根据本发明的一些实施例中，吡咯烷酮系聚合物包括聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚(1-乙烯基吡咯烷酮-co-丙烯酸)或聚(1-乙烯基吡咯烷酮-co-甲基丙烯酸2-甲基氨基乙酯)中的至少一种。
在根据本发明的一些实施例中，丙烯酸系聚合物包括聚丙烯酸、聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)或聚(丙烯腈-co-丙烯酸)中的至少一种。
在根据本发明的一些实施例中，烷基胺系聚合物包括聚(烯丙胺)、聚(二甲胺-co-表氯醇-co-乙二胺)或聚氮丙啶中的至少一种。
在根据本发明的一些实施例中，铵盐系聚合物包括聚(丙烯酰胺-co-二烯丙基二甲基氯化铵)、聚(二烯丙基二甲基氯化铵)或聚(乙烯基氯化苄)铵盐中的至少一种。
在根据本发明的一些实施例中，马来酸系聚合物是聚(甲基乙烯基醚-alt-马来酸)。
在根据本发明的一些实施例中，聚芳烃聚合物包括聚(苯乙烯-co-马来酸)、聚(苯乙烯羧酸)、聚(苯乙烯磺酸)或聚(羟基苯乙烯-co-甲基丙烯酸2-羟基乙酯)中的至少一种。
附图说明
图1是根据常规系统使用SEM测量的E-束收缩的示意图。
图2是说明根据常规系统使用SEM测量的E-束收缩的数量的图。
图3是根据常规系统使用SEM测量的结构的LER的示意图。
图4A-4F是说明根据本发明的方法和结构的框图。
图5是说明与常规方法相比采用根据本发明的实施例的典型结果的图。
具体实施方式下文中将参考示出本发明的实施例的附图对本发明进行更充分地介绍。本发明的构成并不限于这里所述的实施例。因此，以在图中的例子的方式示出特定实施例，并在这里进行详细介绍。但是，应当理解，并不是要将本发明限定为公开的特殊形式。在附图的所有介绍中相同的数字表示相同的元件。在图中，为了表示得更清楚，层和区的尺寸可能被夸大。还应当理解，当说明例如层、区或衬底等元件在另一个元件“之上”时，它可以直接在另一个元件的上面，或者存在插入元件。相反，当说明例如层、区或衬底等元件“直接在另一个元件之上”时，则不存在插入元件。
如在这里所用的，术语“混合的”表示具有至少两种构成元素的材料或层。例如，所介绍的材料或层为包括水溶性树脂和抗蚀剂材料的混合层时，应当理解构成水溶性树脂和抗蚀剂材料的材料出现在整个混合层中。还应当理解，构成元素可以均匀地分布在整个混合层中。还应当理解，在混合层的不同部分的构成元素彼此可以有不同的比例。
图4A-4F示出了根据本发明形成的微电子结构的实施例。如图4A所示，在微电子衬底401上形成抗蚀剂图形420。在根据本发明的一些实施例中，抗蚀剂图形420可以是ArF抗蚀剂。在根据本发明的另一些实施例中，抗蚀剂图形420可以是F2(157nm)抗蚀剂、远紫外抗蚀剂、X-射线抗蚀剂等。
在图4B中，在抗蚀剂图形420和微电子衬底401上形成第二抗蚀剂或涂层425。涂层425可以是容易与抗蚀剂材料混合的水溶性树脂，从而水溶性树脂和抗蚀剂材料能够互相混合。边界450表示涂层425和抗蚀剂图形420之间的边界。
根据图4C，将所示结构加热到大约80℃和大约150℃之间的范围。加热可以使抗蚀剂图形420的一部分与相邻的涂层425的一部分相混合，以在抗蚀剂图形420和涂层425的非混合部分之间形成包括抗蚀剂材料和水溶性树脂混合层430。加热有时也称作“混合和烘焙处理”(MB)，在根据本发明的一些实施例中，包括将结构加热到大约110摄氏度，并持续60秒。应当理解，在根据本发明的其它实施例中，可以采用不同的温度和时间。
通过交联剂，加热还可以促进包括在涂层425和抗蚀剂图形420中的材料之间的使混合层硬化的交联反应，从而防止在混合层430下面的抗蚀剂图形420在随后的冲洗步骤中被去掉(或减少被冲洗去掉的抗蚀剂图形420的数量)。
图4D示出了在图4C中用区470强调的结构的放大图，硬化的混合层430扩展到加热之前涂层425和抗蚀剂图形420之间的原始边界450的外侧和内侧，如箭头440a和440b所示。在根据本发明的一些实施例中，硬化的混合层430的厚度在大约5nm和大约20nm之间的范围内。硬化的混合层430是在涂层425中的材料和抗蚀剂图形420中的材料的混合物。涂层425的非混合部分保留在微电子衬底401上的硬化的混合层430的外侧。
根据图4E，通过用完全不含可溶于水的有机溶剂，例如异丙醇(IPA)的水介质冲洗结构涂层425的非混合部分从微电子衬底401和硬化的混合层430上去掉。在根据本发明的一些实施例中，用来冲洗结构的水介质基本由去离子水(DI)构成。在根据本发明的一些实施例中，在用上述水介质冲洗之前，用碱性TMAH溶剂冲洗非混合涂层，以减小在硬化的混合层430的侧壁的底部的“基脚(footing)”现象。应当理解，在根据本发明的一些实施例中，可以用TMAH溶液以外的其它碱性溶液冲洗非混合涂层。
如图4F所示，可以用本领域的技术人员所熟知的SEM技术测量结构，以测量如上所述形成的结构的CD。根据本发明，硬化的混合层可以增加由材料限定的结构的宽度到等于硬化的混合层的厚度。当抗蚀剂材料和硬化的混合层暴露在E-束辐射中时，与常规系统相比可以减小E-束辐射引起的收缩。
此外，由于涂层的水溶解度，涂层425的非混合部分可以用例如基本上由水构成的溶剂从结构上冲洗掉，并且可以避免在一些常规方法中采用的可溶于水的有机溶剂(例如IPA)的使用。
下面将更加详细的介绍上面讨论的涂层425。涂层包括水溶性树脂。在根据本发明的一些实施例中，涂层包括浓度范围在下限为大约5、6、7、8或9％和上限为大约6、7、8、9或10％的范围内的水溶性树脂的溶液。在根据本发明的一些实施例中，水溶性树脂的分子量在下限为大约10,000、50,000、100,000、200,000、300,000、400,000或500,000和上限为大约500,000、600,000、700,000、800,000、900,000和1,000,000的范围内。在根据本发明的一些实施例中，水溶性树脂的具有与水溶性树脂的分子量成比例的浓度。在根据本发明的一些实施例中，涂层425包括额外的成分，例如表面活性剂。
水溶性树脂可以是容易与选中的抗蚀剂材料混合的各种水溶性树脂，从而水溶性树脂和抗蚀剂材料能够互相混合，如本领域的普通技术人员所理解的，包括，但不限于吡咯烷酮系聚合物树脂、丙烯酸系聚合物树脂、烷基胺系聚合物树脂、铵盐系聚合物树脂、马来酸系聚合物树脂、聚芳烃聚合物树脂及其混合物。
在根据本发明的一些实施例中，水溶性树脂可以是吡咯烷酮系聚合物，例如聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚(1-乙烯基吡咯烷酮-co-丙烯酸)或聚(1-乙烯基吡咯烷酮-co-甲基丙烯酸2-甲基氨基乙酯)。还应当理解，水溶性树脂可以是这些材料的任意组合。
在根据本发明的一些实施例中，水溶性树脂可以是丙烯酸系聚合物，例如聚丙烯酸、聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)或聚(丙烯腈-co-丙烯酸)。还应当理解，水溶性树脂可以是这些材料的任意组合。
在根据本发明的一些实施例中，水溶性树脂可以是烷基胺系聚合物，例如聚(烯丙胺)、聚(二甲胺-co-表氯醇-co-乙二胺)或聚氮丙啶。还应当理解，水溶性树脂可以是这些材料的任意组合。
在根据本发明的一些实施例中，水溶性树脂可以是铵盐系聚合物，例如聚(丙烯酰胺-co-二烯丙基二甲基氯化铵)、聚(二烯丙基二甲基氯化铵)或聚(乙烯基氯化苄)铵盐。还应当理解，水溶性树脂可以是这些材料的任意组合。
在根据本发明的一些实施例中，水溶性树脂可以是马来酸系聚合物，例如马来酸系聚合物包括聚(甲基乙烯基醚-alt-马来酸)。还应当理解，聚合物可以是这些材料的任意组合。
在根据本发明的一些实施例中，水溶性树脂可以是聚芳烃聚合物，例如聚(苯乙烯-co-马来酸)、聚(苯乙烯羧酸)、聚(苯乙烯磺酸)或聚(羟基苯乙烯-co-甲基丙烯酸2-羟基乙酯)。还应当理解，聚合物可以是这些材料的任意组合。
在根据本发明的一些实施例中，涂层包括如上所述的水溶性树脂，还包括交联剂。在根据本发明的一些实施例中，交联剂的浓度在下限为大约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19％和上限为大约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20％的范围内。交联剂可以是可以将在涂层中的材料与水溶性树脂交联的各种可溶于水的交联剂，如本领域的普通技术人员所理解的。在根据本发明的一些实施例中，可溶于水的交联剂可以是多缩水甘油基铵基化合物，例如，异氰脲酸三缩水甘油酯、二缩水甘油基氨基(diclycidylamino)乙醇或其混合物。与常规方法相比，例如在Ishibashi等人的美国专利No.6,319,853中讨论的，根据本发明的实施例的交联剂时可溶于水的，从而不用使用可溶于水的有机溶剂，例如异丙醇(IPA)，而从结构中冲洗掉交联剂。在根据本发明的一些实施例中，涂层完全没有交联剂。
在根据本发明的一些实施例中，涂层包括如上所述的水溶性树脂，还包括去离子水。在其它实施例中，涂层完全没有去离子水。
在根据本发明的一些实施例中，涂层包括如上所述的水溶性树脂、如上所述的交联剂和去离子水。
在抗蚀剂图形420中的抗蚀剂材料可以是容易与涂层中的水溶性树脂相混合的各种树脂材料，如本领域的技术人员所理解的。可以采用本领域的技术人员所理解的方法确定线中的抗蚀剂材料是否容易与水溶性树脂相混合。在一些实施例中，抗蚀剂材料为ArF。
现在参考下面的例子详细介绍本发明的实施例。应当理解这些例子的目的是为了说明本发明的特征，而不是为了如权利要求书那样限定本发明的范围。
例子
现在参考下面的例子详细介绍根据本发明的实施例。应当理解这些例子的目的是为了说明本发明的特征，而不是为了如权利要求书那样限定本发明的范围。
例1
ArF的第一抗蚀剂材料(从Shipley Co.，Ltd.可以得到)淀积在硅晶片上，并用抗蚀剂旋涂硅晶片。晶片在120摄氏度下经过90秒的预浸处理，将溶剂从抗蚀剂中蒸发出来，从而形成厚度为大约3000埃的第一抗蚀剂图形。通过掩模采用ArF减少曝光系统(reducedexposure system)使第一抗蚀剂图形暴露在ArF准分子激光中。然后衬底在120摄氏度下经过90秒曝光后烘培(Post Exposure Bake(PEB))处理。随后，使用2.83wt.％的碱性TMAH溶液(从Tokyo Oyo-kagakuKogyo Ltd.可以得到)显影衬底，产生抗蚀剂图形。
例2
通过混合聚乙烯吡咯烷酮(例如，5g，Mw＝55000，下文中简写为PVP)、异氰脲酸三缩水甘油酯(0.5g)和100cc的纯水，并在室温下搅动这样制备的混合物12小时，然后用0.2μm的薄膜滤器过滤，形成含有水溶性树脂和可溶于水的交联剂的混合溶液作为第二抗蚀剂(或涂层)的材料。可以在溶液中加少量表面活性剂。
例3
通过混合聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(例如，0.5g)、二缩水甘油基氨基乙醇(0.5g)和100cc的纯水，并在室温下搅动这样制备的混合物12小时，然后用0.2μm的薄膜滤器过滤，形成含有水溶性树脂和可溶于水的交联剂的混合溶液作为第二抗蚀剂(或涂层)的材料。可以在溶液中加少量表面活性剂。
例4
通过混合聚(羟基苯乙烯-co-甲基丙烯酸2-羟基乙酯)(例如，0.5g)和100cc的纯水，并在室温下搅动这样制备的混合物12小时，然后用0.2μm的薄膜滤器过滤，形成含有水溶性树脂和可溶于水的交联剂的混合溶液作为第二抗蚀剂(或涂层)的材料。可以在溶液中加少量表面活性剂。
例5
通过混合聚(苯乙烯-co-马来酸)(例如，0.5g)、异氰脲酸三缩水甘油酯(0.5g)和100cc的纯水，并在室温下搅动这样制备的混合物12小时，然后用0.2μm的薄膜滤器过滤，形成含有水溶性树脂和可溶于水的交联剂的混合溶液作为第二抗蚀剂(涂层)的材料。可以在溶液中加少量表面活性剂。
例6
如在例2中所述制备的第二抗蚀剂落在具有在例1中所述形成的第一抗蚀剂图形的硅晶片上。用第二抗蚀剂旋涂硅晶片。随后，晶片在110摄氏度下经过60秒的混合和烘培(MB)处理，从而加速混合反应和交联反应。通过以下步骤溶解并从晶片上去掉非混合层：用水冲洗晶片60秒，并干燥晶片，同时旋转晶片。然后晶片在110摄氏度下经过显影后烘培处理，从而在由混合层使宽度增加20nm的第一抗蚀剂图形(即，第一抗蚀剂的宽度从110nm增加到130nm)上形成混合层。根据下面的参数将第一抗蚀剂图形上的混合层暴露在CD-SEM中：800eV、6.0pA和8帧(frame)。观察到在第一抗蚀剂图形上的混合层的宽度被E-束减少了8nm(即，从130nm到122nm)。
例7
如在例3中所述制备的第二抗蚀剂淀积在具有在例1中所述形成的第一抗蚀剂图形的硅晶片上。用第二抗蚀剂旋涂硅晶片。随后，晶片在110摄氏度下经过60秒的混合和烘培(MB)处理，从而加速混合反应和交联反应。通过以下步骤溶解并从晶片上去掉非混合层：用水冲洗晶片60秒，并干燥晶片，同时旋转晶片。然后晶片在110摄氏度下经过显影后烘培处理，从而在由混合层使宽度增加10nm的第一抗蚀剂图形(即，第一抗蚀剂的宽度从110nm增加到120nm)上形成混合层。根据下面的参数将第一抗蚀剂图形上的混合层暴露在CD-SEM中：800eV、6.0pA和8帧。观察到在第一抗蚀剂图形上的混合层的宽度被E-束减少了7nm(即，从120nm到113nm)。
例8
如在例4中所述制备的第二抗蚀剂淀积在具有在例1中所述形成的第一抗蚀剂图形的硅晶片上。用第二抗蚀剂旋涂硅晶片。随后，晶片在110摄氏度下经过60秒的混合和烘培(MB)处理，从而加速混合反应和交联反应。通过以下步骤溶解并从晶片上去掉非混合层：用水冲洗晶片60秒，并干燥晶片，同时旋转晶片。然后晶片在110摄氏度下经过显影后烘培处理，从而在由混合层使宽度增加14nm的第一抗蚀剂图形(即，第一抗蚀剂的宽度从110nm增加到124nm)上形成混合层。根据下面的参数将第一抗蚀剂图形上的混合层暴露在CD-SEM中：800eV、6.0pA和8帧。观察到在第一抗蚀剂图形上的混合层的宽度被E-束减少了8nm(即，从124nm到116nm)。
例9
如在例5中所述制备的第二抗蚀剂淀积在具有在例1中所述形成的第一抗蚀剂图形的硅晶片上。用第二抗蚀剂旋涂硅晶片。随后，晶片在110摄氏度下经过60秒的混合和烘培(MB)处理，从而加速混合反应和交联反应。通过以下步骤溶解并从晶片上去掉非混合层：用水冲洗晶片60秒，并干燥晶片，同时旋转晶片。然后晶片在110摄氏度下经过显影后烘培处理，从而在由混合层使宽度增加18nm的第一抗蚀剂图形(即，第一抗蚀剂的宽度从110nm增加到128nm)上形成混合层。根据下面的参数将第一抗蚀剂图形上的混合层暴露在CD-SEM中：800eV、6.0pA和8帧。观察到在第一抗蚀剂图形上的混合层的宽度被E-束减少了6nm(即，从128nm到122nm)。
例10
如在例2到5中所述制备的第二抗蚀剂淀积在具有在例1中所述形成的第一抗蚀剂图形的硅晶片上。用第二抗蚀剂旋涂硅晶片。随后，晶片在110摄氏度下经过60秒的混合和烘培(MB)处理，从而加速混合反应和交联反应。通过以下步骤溶解并从晶片上去掉非混合层：用碱性TMAH溶液(2.38wt.％)清洁晶片；用水冲洗晶片60秒；并干燥晶片，同时旋转晶片。然后晶片在110摄氏度下经过显影后烘培处理，从而在第一抗蚀剂图形上形成混合层。
图5是说明与常规方法相比采用根据本发明的实施例的示例性的结果图。具体的，图5示出了在根据本发明的实施例中(用表示)，所形成的结构的CD的收缩小于在常规系统中(用表示)所看到的。
如上所述，在根据本发明的实施例中，硬化的混合层通过保护下面的ArF抗蚀剂材料不受E-束辐射的影响可以减小E-束收缩和LER。硬化的混合层可以增加由ArF材料限定的结构的宽度到等于硬化的混合层的厚度。当ArF抗蚀剂材料和硬化的混合层暴露在E-束辐射中时，相对与常规系统可以减小由E-束引起的收缩。此外，由于涂层的水溶性，涂层的非混合部分，例如只用水，可以从结构上冲洗掉，并避免可在一些常规方法中采用的溶于水的有机溶剂(例如IPA)的使用。
在附图和说明书中，公开了本发明的实施例，虽然采用了特定术语，但它们只用在普通的和描述性的场合，而不用于限制的目的，本发明的范围在随后的权利要求书中说明。

Claims (31)

1.一种在微电子衬底上形成微电子结构的方法，该方法包括：
在微电子衬底上形成抗蚀剂图形，抗蚀剂图形包括抗蚀剂材料；
在抗蚀剂图形上形成包括水溶性树脂的涂层，其中水溶性树脂和抗蚀剂材料彼此容易混合，并将它们混合，以便在抗蚀剂图形和非混合的涂层之间提供含有抗蚀剂材料和水溶性树脂的混合层；
硬化混合层；并且
从硬化的混合层上去掉非混合的涂层。
2.根据权利要求1的方法，还包括：
将硬化的混合层暴露在E-束辐射中。
3.根据权利要求1的方法，其中，将非混合涂层从硬化的混合层上去掉包括使用完全不含可溶于水的有机溶剂的水介质冲洗硬化的混合层上的非混合涂层。
4.根据权利要求1的方法，其中将非混合涂层从硬化的混合层上去掉包括使用基本上由去离子水构成的水介质冲洗硬化的混合层上的非混合涂层。
5.根据权利要求1的方法，其中水溶性树脂的分子量在大约10,000和1,000,000的范围内。
6.根据权利要求1的方法，其中涂层完全不含交联剂。
7.根据权利要求1的方法，其中混合层包括水溶性树脂和抗蚀剂材料的混合物。
8.根据权利要求1的方法，其中硬化的混合层的厚度范围在5nm和20nm之间。
9.根据权利要求1的方法，其中抗蚀剂材料包括ArF抗蚀剂、F2(157nm)抗蚀剂、远紫外抗蚀剂或X-射线抗蚀剂中的至少一种。
10.根据权利要求1的方法，其中涂层包括重量百分比浓度范围为大约5％到10％之间的水溶性树脂的溶液、重量百分比浓度范围为大约1％到20％之间的可溶于水的交联剂的溶液、和去离子水。
11.根据权利要求1的方法，其中水溶性树脂包括吡咯烷酮-基聚合物。
12.根据权利要求1的方法，其中水溶性树脂从吡咯烷酮系聚合物、丙烯酸系聚合物、烷基胺系聚合物、铵盐系聚合物、马来酸系聚合物和聚芳烃聚合物及其混合物构成的组中选择。
13.根据权利要求12的方法，其中吡咯烷酮系聚合物从聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚(1-乙烯基吡咯烷酮-co-丙烯酸)或聚(1-乙烯基吡咯烷酮-co-甲基丙烯酸2-甲基氨基乙酯)及其混合物构成的组中选择。
14.根据权利要求12的方法，其中丙烯酸系聚合物从聚丙烯酸、聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)和聚(丙烯腈-co-丙烯酸)及其混合物构成的组中选择。
15.根据权利要求12的方法，其中烷基胺系聚合物从聚(烯丙胺)、聚(二甲胺-co-表氯醇-co-乙二胺)或聚氮丙啶及其混合物构成的组中选择。
16.根据权利要求12的方法，其中铵盐系聚合物从聚(丙烯酰胺-co-二烯丙基二甲基氯化铵)、聚(二烯丙基二甲基氯化铵)或聚(乙烯基氯化苄)铵盐及其混合物构成的组中选择。
17.根据权利要求12的方法，其中马来酸系聚合物包括聚(甲基乙烯基醚-alt-马来酸)。
18.根据权利要求12的方法，其中聚芳烃聚合物包括聚(苯乙烯-co-马来酸)、聚(苯乙烯羧酸)、聚(苯乙烯磺酸)或聚(羟基苯乙烯-co-甲基丙烯酸2-羟基乙酯)中的至少一种。
19.根据权利要求1的方法，其中涂层还包括可溶于水的交联剂。
20.根据权利要求19的方法，其中可溶于水的交联剂包括环氧交联剂或盐型(salt type)交联剂的至少一种或多种。
21.根据权利要求20的方法，其中环氧交联剂包括多缩水甘油基铵基化合物。
22.根据权利要求21的方法，其中多缩水甘油基铵基化合物包括异氰脲酸三缩水甘油酯或二缩水甘油基氨基乙醇的至少一种。
23.根据权利要求19的方法，其中可溶于水的交联剂的重量浓度范围在大约1％和大约20％之间。
24.根据权利要求1的方法，其中水溶性树脂的浓度与水溶性树脂的分子量成比例。
25.根据权利要求1的方法，其中在涂层中的水溶性树脂的重量浓度在大约5％和大约15％之间的范围内。
26.根据权利要求1的方法，其中通过用碱性TMAH溶液冲洗非混合涂层，将非混合涂层去掉。
27.根据权利要求1的方法，其中硬化的混合层的厚度与抗蚀剂材料和水溶性树脂的可混合性成正比。
28.根据权利要求1的方法，其中混合层的硬化包括加热水溶性树脂和涂层，以形成混合层。
29.根据权利要求28的方法，其中加热水溶性树脂和涂层包括加热水溶性树脂和涂层到大约80℃和大约150℃之间的温度范围。
30.根据权利要求1的方法，其中通过转换水溶性树脂的一部分和与水溶性树脂的一部分相邻的抗蚀剂材料的一部分形成混合层。
31.根据权利要求1的方法，其中微电子衬底包括半导体衬底。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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