DE102006046453A1 - Neues Tarc-Material zur Verringerung der Wasserzeichenimmersion - Google Patents

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Abstract

Ein Beschichtungsmaterial, das während eines Immersions-Lithographieprozesses über eine lichtempfindliche Schicht angeordnet ist, schließt ein Polymer ein, das in einer Immersionsflüssigkeit im Wesentlichen unlöslich ist, und eine Säure, die einen Basenquencher der lichtempfindliche Schicht neutralisieren kann.

Description

  • HINTERGRUND
  • Während die Halbleiterherstellungstechnologien sich fortwährend zu kleineren Größen hin entwickeln, wie zum Beispiel 65 Nanometer, 45 Nanometer und darunter, werden die Immersions-Lithographieprozesse angepasst. Jedoch verursachen Immersions-Lithographieprozesse Wassertropfenreste nach dem Belichtungsverfahren. Solche Wassertropfenreste können Wasserzeichendefekte verursachen und daher während der Halbleiterherstellung zu Verschlechterungen oder sogar Fehlfunktionen führen.
    •
  • Was benötigt wird ist ein verbessertes Material für das zu belichtende Substrat, wie zum Beispiel eine obere Antireflektionsbeschichtung (top anti-reflection coating; TARC), wobei der durch Wasserzeichendefekte verursachte Schaden verhindert und/oder verringert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die Aspekte der vorliegenden Offenbarung verstehen sich am Besten ausgehend von der vorliegenden detaillierten Beschreibung, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren gelesen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass in Übereinstimmung mit der Standardpraxis in der Industrie zahlreiche Merkmale nicht maßstabsgerecht gezeichnet sind. Tatsächlich können die Dimensionen der verschiedenen Merkmale zum Zwecke der Klarheit der Diskussion beliebig erhöht oder verringert sein.
    •
  • 1 stellt eine Schnittansicht einer beispielhaften Halbleitervorrichtung 100 mit einer Beschichtungsmaterialschicht für die Verwendung während eines Immersions-Lithographie-Belichtungsprozess dar.
  • 2 stellt eine schematische Ansicht einer exemplarischen Reaktion zwischen einem Quencher und einer Chelatverbindung dar.
  • 3 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Immersions-Photolithographiestrukturieren.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Verständlicherweise stellt die folgende Offenbarung viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele für das Implementieren verschiedener Merkmale verschiedener Ausführungsformen bereit. Weiter unten werden spezifische Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung einfach darzustellen. Dies sind natürlich nur Beispiele und sie dienen nicht zur Einschränkung. Zum Beispiel kann die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der Beschreibung die folgt Ausführungsformen einschließen, in denen die ersten und zweiten Merkmale in direktem Kontakt gebildet werden, und kann auch Ausführungsformen einschließen, in denen zusätzliche Merkmale ausgebildet sein können, die zwischen dem ersten und zweiten Merkmalen angeordnet sind, so dass das erste und das zweite Merkmal nicht in direktem Kontakt stehen. Zusätzlich kann die vorliegende Offenbarung Referenznummern und/oder Buchstaben in den verschiedenen Bespielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und diktiert nicht selber eine Beziehung zwischen den diskutierten verschiedenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.
  • 1 stellt eine Schnittansicht einer Halbleitervorrichtung 100, wie zum Beispiel eines Halbleiterwafers, dar. Die Halbleitervorrichtung 100 schließt ein Substrat 110 mit einer organischen unteren Antireflektionsbeschichtung (bottom anti-reflecting coating; BARC), einer anorganischen unteren Antireflektionsschicht, einer organischen Ätz-Schutzschicht, einer adhäsionsverstärkenden organischen Schicht, verschiedenen dotierten Bereichen, dielektrischen Merkmalen und/oder mehrstufigen Zwischenverbindungen. In der vorliegenden Ausführungsform schließt das Substrat Silikon ein, jedoch können andere Ausführungsformen Ge, SiGe, GaAs und so weiter einschließen. Das Substrat kann alternativ dazu ein Nichthalbleitermaterial, wie zum Beispiel eine Glasplatte für Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeigen (TFT-LCD)-Vorrichtungen einschließen. Die Halbleitervorrichtung 100 kann weiter eine oder mehrere zu strukturierende Materialschichten einschließen.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 schließt eine lichtempfindliche Schicht (Photolack oder Schutzschicht) 120 ein. Im vorliegenden Beispiel kann die Schutzschicht 120 eine Dicke aufweisen, die zwischen etwa 50 Ångström und 5000 Ångström variiert. In einem anderen Beispiel kann die Schutzschicht 120 eine Dicke aufweisen, die zwischen etwa 500 Ångström und 2000 Ångström variiert. Die Schutzschicht 120 verwendet ein chemisches Amplifikations (CA) Schutzschichtmaterial. Die Schutzschicht 120 schließt ein Polymermaterial ein, das sich löslich in einen Entwickler, wie zum Beispiel eine Basenlösung, umwandelt, wenn das Polymer mit einer Säure in Reaktion gebracht wird. Die Schutzschicht 120 schließt weiterhin eine Lösungsmittelfüllung innerhalb des Polymers ein. Das Lösungsmittel konnte während eines Backprozesses teilweise verdampft werden. Die Schutzschicht 120 schließt auch einen Photosäureerzeuger (PAG) 122 Material ein. Die PAG-Moleküle sind innerhalb des Lösungsmittels und Polymers verteilt. Wenn es Strahlungsenergie absorbiert, zerfällt das PAG 122 und bildet eine kleine Menge an Säure. Das PAG 122 kann eine Konzentration aufweisen, die zwischen etwa 1% und 15% wt des Schutzschichtpolymers 120 variiert.
  • In der vorliegenden Ausführungsform schließt die Schutzschicht 120 auch ein Quenchermaterial 124 ein, das sich innerhalb des Lösungsmittels und Polymers verteilt. Der Quencher 124 ist basenartig und kann im Wesentlichen Säure neutralisieren. Der Quencher kann zusammengenommen oder alternativ dazu andere aktive Komponenten der Schutzschicht 120 inhibieren, wie zum Beispiel PAG an der Reaktion hindern. Der Quencher 124 kann eine Konzentration aufweisen, die größer ist als etwa 1% wt des Schutzschichtpolymers. Der Quencher 124 kann alternativ dazu vor dem Belichtungsprozess eine Konzentration von etwa einem Viertel der Konzentration des PAG 122 nach Gewicht aufweisen. In einem Beispiel schließt jedes Molekül des Quenchers 124 ein Stickstoffatom mit einem ungepaarten Elektron ein, das eine Säure neutralisieren kann. Die Schutzschicht 120 kann durch ein Verfahren, wie zum Beispiel Rotationsbeschichtung, auf dem Substrat 110 ausgebildet werden. Ein anderer involvierter Prozess kann ein sanftes Backen nach dem Beschichtungsprozess einschließen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform liegt eine Beschichtungsmaterialschicht 130 über der Schutzschicht 120. Das Beschichtungsmaterial 130 schließt ein Polymer 132 ein, das im Wesentlichen unlöslich gegenüber einer Immersionsflüssigkeit ist. In einem Beispiel enthält das Polymer 132 Fluorid. Das Beschichtungsmaterial 130 schließt eine Säure 134 ein. Das Beschichtungsmaterial 130 kann einen ph-Wert unter etwa 5 aufweisen. Die Säure 134 kann chemisch an das Polymer 132 gebunden sein. Die chemisch gebundene Säure 134 und das Polymer 132 können ein Copolymer bilden, das eine organische funktionelle Säuregruppe aufweist. Die organische funktionelle Säuregruppe kann eine Carboxylgruppe, Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Enolgruppe, eine Phenolgruppe, eine Sulfonylsäuregruppe, eine SO2OH-Gruppe oder Kombinationen davon einschließen. Die Säure 134 kann ersatzweise in der Beschichtungsmaterialschicht 130, die zum Polymer gemischt wurde, verteilt sein. Die Säure kann für diesen Zweck ein oberflächenaktives Mittel, ein Additiv, einen Puffer und andere geeignete Chemikalien einschließen. Die sauren Additive können eine organische Säure oder anorganische Säure einschließen. Die organische Säure kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus einer Carboxylgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Thiolgruppe, einer Enolgruppe, einer Phenolgruppe, einer Sulfonylsäuregruppe, einer SO2OH-Gruppe und Kombinationen davon besteht. Die anorganische Säure kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Perchlorsäure, Wasserstoffiodid, Wasserstoffbromid, Wasserstoffchlorid, Salpetersäure, Thiocyansäure, Chlorsäure, Iodsäure, Hypophosphorige Säure, Wasserstofffllorid, salpetrige Säure, Cyansäure, Stickstoffwasserstoffsäure, Hypochlorsäure, Hypobromsäure, Hydrocyansäure, Hypoiodsäure, Schwefelsäure, Chromsäure, schweflige Säure, Phosphorsäure, phosphorige Säure, Hypophosphorsäure, Kohlensäure, Wasserstoffsulfid, Borsäure und Kombinationen davon besteht. In einem anderen Beispiel kann die organische Säure ein PAG in der Beschichtungsmaterialschicht einschließen, die an das Polymer 132 gebunden ist oder nicht. Das PAG im Beschichtungsmaterial 130 kann bei einem Belichtungsprozess, wie zum Beispiel einem Belichtungsverfahren für die Schutzschichtstrukturierung, in eine Säure umgewandelt werden. Die Beschichtungsmaterialschicht 130 kann weiter ein Lösungsmittel im Polymer einschließen. Das Lösungsmittel kann ein Perfluorlösungsmittel, wie zum Beispiel Hydrofluorether C4F9OCH3, einschließen. Das Lösungsmittel kann ersatzweise ein PGME/PGMEA Mischungslösungsmittel einschließen. Das Mischungsverhältnis kann zwischen etwa 10/1 zu 1/10 variieren. Zum Beispiel ist das Mischungsverhältnis in einem Beispiel etwa 7/3. Das Lösungsmittel kann alkoholische Lösungsmittel, wie zum Beispiel Cyclohexanol, Butanol, Isobutanol, Pentanol oder Isopentanol einschließen. Das Lösungsmittel kann ersatzweise auf Wasser basierende Lösungsmittel einschließen.
  • Alternativ dazu kann das Beschichtungsmaterial 130 eine Chelatverbindung an Stelle einer Säure einschließen. Die Chelatverbindung kann mit dem Quencher reagieren und chemisch mit ihm binden. Die Reaktion zwischen der Chelatverbindung und dem Quencher kann zu einem größeren Molekül, einer verringerten Mobilität des Quenchers führen und/oder kann den Quencher zum Beispiel durch neutralisieren des Stickstoffs des Quenchers deaktivieren. Die Chelatverbindung kann chemisch an das Polymer gebunden sein. Daher kann die Reaktion zwischen dem Quencher und der Chelatverbindung dazu führen, dass der Quencher mit dem Polymer verbunden ist.
  • 2 stellt eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Reaktion zwischen einem Quencher und einer Chelatverbindung dar. Ein Quencher 202 mit einem tertiären Amin kann mit einer Chelatverbindung 204, die ein Halogenalkan aufweist und ein quaternäres Ammoniumsalz 206 bildet, reagieren.
  • Wiederum im Bezug auf 1 kann die Beschichtungsschicht integral sein zu einer oberen Antireflektionsbeschichtungsschicht (TARC) mit einer erhöhten Reflektion gegenüber Strahlungsenergie während eines Belichtungsschrittes. Die Beschichtungsmaterialschicht 130 kann alternativ dazu über oder unter einer separaten TARC-Schicht ausgebildet werden. Die Beschichtungsmaterialschicht 130 kann eine Mehrschichtstruktur (Kompositschicht) einschließen. Zum Beispiel kann die Beschichtungsmaterialschicht 130 eine duale Schichtstruktur mit einer ersten Beschichtungsschicht und einer zweiten Beschichtungsschicht, die auf der ersten Beschichtungsschicht angeordnet ist, einschließen. Die ersten und zweiten Beschichtungsschichten können verschiedene Materialien einschließen, die auf die beabsichtigten Funktionen eingestellt sind. Die erste Beschichtungsschicht kann auf der Oberseite der Schutzschicht 120 angeordnet sein und kann so entworfen sein, damit sie als eine Quencher-Fängerschicht agiert, um den Quencher zu neutralisieren, der sich ausgehend von der Schutzschicht 120 ausbreitet. Um ein Vermischen während der Beschichtung zu verhindern, kann das Lösungsmittel der ersten Beschichtungsschicht sich von der Schutzschicht unterscheiden. Wenn zum Beispiel die Schutzschicht ein PGME/PGMEA-Lösungs-mittel ist, kann die erste Beschichtungsschicht ein Alkohollösungsmittel verwenden. Die zweite Beschichtungsschicht kann ein Polymernetzwerk sein, das in einem Backprozess vernetzt wurde, oder kann ein normales Lösungsmittel, wie zum Beispiel PGME/PGMEA-Lösungsmittel verwenden, um ein Vermischen auszuschließen. Alternativ dazu kann die erste Beschichtungsschicht quervernetzt sein und die zweite Beschichtungsschicht kann ein normales Lösungsmittel, wie zum Beispiel ein PGME/PGMEA-Lösungsmittel verwenden. Die zweite Beschichtungsschicht kann so ausgestaltet werden, um die Schutzschicht von der Immersionsflüssigkeit zu isolieren, was die Flüssigkeitsaufnahme aus der Immersionsflüssigkeit, wie zum Beispiel deionisiertem Wasser (DIW), ausschließt. Zusammen oder alternativ dazu kann die zweite Beschichtungsschicht so ausgestaltet werden, um bei der Schutzschichtzusammensetzung zu verhindern, dass sie aus der Schutzschicht 120 ausblutet. Die Funktion der ersten und zweiten Beschichtungsschichten kann gewechselt werden, um die erste Schicht zur Isolation und die zweite Schicht zum Quencherneutralisatior zu machen.
  • Die Beschichtungsmaterialschicht 130 kann im Wesentlichen in einer Basenlösung, einer Entwicklungslösung oder einem Lösungsmittel löslich sein. Ein Beispiel für eine Basenlösung kann eine Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH)-Lösung einschließen. Ein Beispiel für das Lösungsmittel kann Cyclohexanol, Butanol, Isobutanol, Pentanol oder Isopentanol einschließen. Die Schutzschicht 120 kann eine Lösung, wie zum Beispiel PGMEA oder PGME einschließen. Die Beschichtungsmaterialschicht 130 kann durch rotationsbeschichten darauf aufgebracht worden sein und kann weiter gebacken werden. Der Backprozess ist integral für den Backprozess der Schutzschicht 120 oder unabhängig vom Schutzschichtbacken.
  • Während eines Belichtungsprozesses werden die Schutzschicht 120 und die Beschichtungsmaterialschicht 130 einer Strahlungsenergie, wie zum Beispiel tiefem ultraviolett (DUV), durch eine Photomaske (Maske oder Retikel), die ein vordefinierte Struktur und eine Immersionsflüssigkeit aufweist, ausgesetzt, was zu einer Schutzschichtstruktur mit einer Vielzahl nicht belichteter Bereiche, wie zum Beispiel nicht belichteten Merkmalen 120a und einer Vielzahl von belichteten Bereichen, wie zum Beispiel den belichteten Merkmalen 120b, führt. Die Strahlungsenergie kann 248 nm Strahlen eines Kryptonfluorid (KrF) Excimer-Lasers oder 193 nm Strahlen eines Argonfluorid (ArF) Excimer-laser einschließen. Die Immersionsflüssigkeit kann deionisiertes Wasser (DI Wasser oder DIW) einschließen. Die Immersionsflüssigkeit kann weiterhin chemische Additive, wie zum Beispiel eine Säure, einschließen. Die Immersionsflüssigkeit kann ersatzweise eine andere geeignete Flüssigkeit mit einem Refraktionsindex von mehr als 1,44, dem Refraktionsindex von Wasser, einschließen. Während eines Belichtungsprozesses kann ein Wassertropfenrest, wie zum Beispiel ein exemplarischer Wassertropfen 140, auf der Beschichtungsmaterialschicht nach dem Belichtungsprozess zurückbleiben.
  • In vorherigen Immersions-Lithographie-Strukturierungsverfahren kann der Wassertropfenrest zu Problemen, wie zum Beispiel zur Bildung eines Wasserzeichens, führen. Wenn ein Wassertropfen auf einer Schutzschicht verbleibt, macht der Wassertropfen einen Weg für PAG und einen Quencher frei. Der Quencher im nicht belichteten Schutzschichtbereich kann in den Wassertropfen diffundieren und weiter in den belichteten Schutzschichtbereich diffundieren, die durch Belichtung erzeugte Säure neutralisieren und die Belichtungswirksamkeit in diesen belichteten Bereichen verringern. Darüber hinaus wird das belichtete PAG zum PAG Anion und Säure abgebaut, die im Wasser löslicher sind als nicht belichtetes PAG. Die durch Belichtung erzeugte Säure kann mit zusätzlicher Wirkung in den Wassertropfen diffundieren, so dass diese belichteten Bereiche weniger durch Belichtung erzeugte Säuren aufweisen. Diese belichteten Bereiche der Schutzschicht können daher nicht genügend durch Belichtung erzeugte Säure enthalten, um ein Kaskade von chemischen Umwandlungen (Säureamplifikation) nach dem Belichtungsprozessschritt zu induzieren und können in der Entwicklungslösung bei einem Entwicklungsprozessschritt nicht vollständig löslich sein. Daher kann ein unerwartetes T-Top-Schutzschichtmerkmal (Wasserzeichen) in den belichteten Bereichen der Schutzschicht, in denen das obere (Top-) Schutzschichtmaterial des ausgesetzten Bereiches in einer Entwicklungslösung nicht löslich ist, gebildet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung isoliert die Beschichtungsmaterialschicht die Wassertropfen von der Schutzschicht 120. Wenn der Quencher 124 in die Beschichtungsmaterialschicht 130 diffundiert, wird er entweder mit der Säure der Beschichtungsschicht 130 oder mit einer Chelatverbindung reagieren, so dass der diffundierte Quencher neutralisiert, gefangen oder in ein Molekül mit einer verringerten Mobilität und/oder keiner Quenchingfunktion umgewandelt wird. Die weitere Diffusion des Quenchers in den Wassertropfen wird dadurch verringert oder eliminiert. Die Beschichtungsmaterialschicht 130 mit der Säure kann weiterhin die durch Belichtung erzeugte Säure, die aus der Schutzschicht 120 ausdiffundiert, verringern. Zum Beispiel kann die Säure, die während einer Immersions-Lithographie in die Wassertopfen ausblutet, weniger als etwa 10–9 mol/cm2 sein.
  • In verschiedene Ausführungsformen wird die Diffusion des Quenchers in die Wassertropfen wesentlich verringert und das Wasserzeichen wird dementsprechend ebenfalls wesentlich verringert. Verschiedene Ausführungsformen können für optimierte Schutzschicht-Strukturierungsprozesse modifiziert oder kombiniert werden.
  • Im Bezug auf 3 wird ein Flussdiagramm eines Immersions-Lithographieverfahrens 300 für das Ausbilden einer Schutzschichtstruktur beschrieben. Das Verfahren 300 schließt einen Schritt 302 zum Ausbilden einer lichtempfindlichen (Schutzschicht) Schicht auf einem Halbleiterwafer ein. Die Schutzschicht ist im Wesentlichen vergleichbar zur Schutzschicht 120 aus 1.
  • Das Verfahren 300 schließt weiter einen Schritt 304 zum Ausbilden einer Beschichtungsmaterialschicht auf der Schutzschicht ein, wobei die Beschichtungsmaterialschicht im Wesentlichen ähnlich zur Beschichtungsmaterialschicht 130 in 1 ist. Die Beschichtungsmaterialschicht kann eine Säure oder eine Chelatverbindung, die als Quencherfänger fungiert, einschließen. Die Säure oder Chelatverbindung kann chemisch an das Polymer des Beschichtungsmaterials gebunden sein.
  • Das Verfahren 300 schließt weiter einen Schritt 306 zum Belichten der Schutzschicht mit einer Strahlungsenergie, wie zum Beispiel DUV, durch eine Photomaske und eine Immersionsflüssigkeit ein. Die Immersionsflüssigkeit kann DIW oder eine andere geeignete Flüssigkeit mit einem hohen Refraktionsindex sein und wird zwischen dem Halbleiterwafer und der Linse eines Immersions-Lithographiesystems angeordnet, um das Verfahren 300 zu implementieren. Da die Beschichtungsmaterialschicht auf der Schutzschicht ausgebildet wird, weist der Quencher eine verringerte Ausblutungsmenge gegenüber Wassertropfen, die auf oder über der Beschichtungsmaterialschicht nach dem Belichtungsschritt zurückbleiben, auf.
  • Das Verfahren 300 geht dann mit einem Schritt 308 zum Backen (Backen nach Belichtung oder PEB) der Schutzschicht weiter. Die Backtemperatur kann im Bereich zwischen etwa 80°C und 150°C variieren. Das Backen kann eine Dauer aufweisen, die in einem Beispiel von etwa 1 bis 20 Minuten variiert. Der Backschritt kann weiterhin zum Entfernen von Wassertropfen dienen.
  • Das Verfahren 300 geht dann mit dem Schritt 310 zum entwickeln der Schutzschicht in einer Entwicklungslösung weiter. Die belichteten Schutzschichtbereiche werden im Wesentlichen aufgelöst. Der Schritt 310 kann separat oder in Kombination mit dem Entwicklungsprozess weiter einen Entfernungsschritt zum Entfernen der Beschichtungsmaterialschicht einschließen. Zum Beispiel kann die Beschichtungsmaterialschicht in der Entwicklungslösung mit dem belichteten Schutzschichtmaterial entfernt werden. Das Material und Verfahren werden unter Verwendung eines Positivlackes als Beispiel beschrieben und können auf einen Negativlack ausgedehnt werden.
  • Daher stellt in einer Ausführungsform die vorliegende Offenbarung ein Beschichtungsmaterial bereit, das für die Verwendung während eines Immersions-Lithographieprozesses über einer lichtempfindlichen Schicht angeordnet ist. Das Beschichtungsmaterial schließt ein Polymer ein, das im Wesentlichen gegenüber einer Immersionsflüssigkeit unlöslich ist; und eine Säure, die einen Basenquencher aus der lichtempfindlichen Schicht neutralisieren kann.
  • In einigen Ausführungsformen hat das Beschichtungsmaterial einen ph-Wert unter etwa 5. Die Säure kann chemisch an das Polymer gebunden sein. Die Säure kann aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus einer sauren Pufferchemikalie und einer sauren Chemikalie besteht. Die Säure kann eine organische Säure und/oder eine anorganische Säure einschließen. Die organische Säure kann eine funktionelle organische Säuregruppe einschließen, die an eine Alkylgruppe oder eine aromatische Gruppe des Polymers gebunden ist. Die organische Säure kann einen Photosäureerzeuger (PAG) einschließen. Die organische Säure kann eine funktionelle organische Säuregruppe, wie zum Beispiel eine Carboxylgruppe, Hydroxylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Enolgruppe, eine Phenolgruppe, eine Sulfonylsäuregruppe und/oder SO2OH-Gruppe einschließen. Die anorganische Säure kann eine Perchlorsäure, Wasserstoffiodid, Wasserstoffbromid, Wasserstoffchlorid, Salpetersäure, Thiocyansäure, Chlorsäure, Iodsäure, hypophosphorige Säure, Wasserstofffluorid, salpetrige Säure, Cyansäure, Stickstoffwasserstoffsäure, Hypochlorsäure, Hypobromsäure, Hydrocyansäure, Hypoiodsäure, Schwefelsäure, Chromsäure, schweflige Säure, Phosphorsäure, phosphorige Säure, Pyrophosphorsäure, Kohlensäure, Wasserstoffsulfid und/oder Borsäure einschließen. Die Polymer und Säurestruktur kann Fluorid einschließen. Das Beschichtungsmaterial kann im Wesentlichen in einer Lösung löslich sein, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einer Entwicklungslösung, einer Basenlösung und einem Lösungsmittel besteht. Die Basenlösung kann Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH)-Lösung einschließen. Das Lösungsmittel kann Cyclohexanol, Isobutanol oder Isopentanol einschließen. Das Beschichtungsmaterial kann eine Mehrschichtstruktur einschließen.
  • In einer anderen Ausführungsform wird ein Beschichtungsmaterial über einer lichtempfindlichen Schicht mit einem Quencher angeordnet, der während eines Immersions-Lithographieprozesses eine Säure neutralisieren kann. Das Beschichtungsmaterial schließt ein Polymer, das gegenüber einer Immersionsflüssigkeit im Wesentlichen unlöslich ist und entweder eine Säure, die den Quencher aus der lichtempfindlichen Schicht neutralisieren kann, oder eine Chelatverbindung, die den Quencher aus der lichtempfindlichen Schicht binden kann, oder beides ein. Das Beschichtungsmaterial kann so ausgestaltet sein, dass es als obere Antireflektionsbeschichtungs (TARC)-Schicht funktioniert. Die Chelatverbindung kann an das Polymer gebunden sein. Die Chelatverbindung kann eine Halogenalkan einschließen. Die Chelatverbindung kann mit dem Quencher reagieren, um quaternäre Ammoniumsalze zu bilden.
  • Es wird auch eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Immersions-Photolithographieprozess offenbart. Das Verfahren schließt das Ausbilden einer lichtundurchlässigen Schicht auf einem Substrat ein, wobei die lichtundurchlässige Schicht einen Quencher einschließt, der eine Säure neutralisieren kann. Eine Beschichtungsmaterialschicht wird über der lichtundurchlässigen Schicht ausgebildet, wobei die Beschichtungsmaterialschicht einschließt: Eine Säure, die den Quencher aus der lichtundurchlässigen Schicht neutralisieren kann, und ein Polymer, das im Wesentlichen ein Träger der Säure ist und im Wesentlichen in einer Immersionsflüssigkeit unlöslich ist. Das Verfahren schließt weiterhin das Belichten der lichtundurchlässigen Schicht durch eine strukturierte Photomaske und die Immersionsflüssigkeit mittels eines Immersionslinsensystems ein. Das Immersionslinsensystem kann eine numerische Öffnung einschließen, die größer als etwa 0,85 ist. Die Photolackschicht wird gebacken und entwickelt.
  • Vorangehend wurden Merkmale mehrerer Ausführungsformen dargestellt, so dass der Durchschnittsfachmann die folgende detaillierte Beschreibung besser verstehen kann. Die Fachmänner sollte verstehen, dass sie die vorliegende Offenbarung als Ausgangspunkt zum Entwerfen oder modifizieren anderer Verfahren und Strukturen zum Ausführen der gleichen Zwecke und/oder Erzielen der gleichen Vorteile der Ausführungsformen, die hier vorgestellt wurden, einfach verwenden können. Die Fachmänner sollten auch realisieren, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht vom Geist- und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und das sie verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abänderungen hieran vornehmen können, ohne vom Geist- und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims (19)

  1. Ein Beschichtungsmaterial, das über einer lichtempfindlichen Schicht angeordnet ist und für die Verwendung während eines Immersions-Lithographieprozesses, wobei das Beschichtungsmaterial umfasst: eine Säure, die einen Basenquencher aus der lichtempfindlichen Schicht wesentlich neutralisieren kann; und ein Polymer, das im Wesentlichen ein Träger der Säure ist und gegenüber einer Immersionsflüssigkeit, die im Immersions-Lithographieprozess verwendet wird, im Wesentlichen unlöslich ist.
  2. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die Säure chemisch an das Polymer gebunden ist.
  3. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die Säure eine organische Säure umfasst.
  4. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 3, wobei die organische Säure eine Sulfonylsäuregruppe umfasst.
  5. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die Säure zum Polymer gemischt ist.
  6. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Polymer Fluorid umfasst.
  7. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Beschichtungsmaterial in einer Basenlösung im Wesentlichen löslich ist.
  8. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 7, wobei die Basenlösung Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH)-Lösung umfasst.
  9. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Beschichtungsmaterial im Wesentlichen in einem Lösungsmittel löslich ist.
  10. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel Cyclohexanol umfasst.
  11. Ein Beschichtungsmaterial, das über einer lichtempfindlichen Schicht angeordnet ist und für die Verwendung während eines Immersions-Lithographieprozesses, wobei das Beschichtungsmaterial umfasst: eine Chelatverbindung, die einen Quencher aus der lichtempfindlichen Schicht binden kann; ein Polymer, das gegenüber einer Immersionsflüssigkeit, die im Immersions-Lithographieprozess verwendet wird, im Wesentlichen unlöslich ist.
  12. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 11, wobei die Chelatverbindung chemisch an das Polymer gebunden ist.
  13. Beschichtungsmaterial nach Anspruch 11, wobei die Chelatverbindung ein Halogenalkan umfasst.
  14. Ein Verfahren zur Immersions-Lithographie, das umfasst: das Ausbilden einer lichtempfindlichen Schicht über einem Substrat, wobei die lichtempfindliche Schicht einen Quencher einschließt, der eine Säure im Wesentlichen neutralisieren kann; Ausbilden einer Beschichtungsmaterialschicht, die über der lichtempfindlichen Schicht liegt, wobei die Beschichtungsmaterialschicht einschließt: eine Säure, die den Quencher der lichtempfindlichen Schicht im Wesentlichen neutralisieren kann; und ein Polymer, das im Wesentlichen ein Träger der Säure ist und in einer Immersionsflüssigkeit, die in einem Immersions-Lithographieprozess verwendet wird, im Wesentlichen unlöslich ist; Belichten der lichtempfindlichen Schicht durch eine Photomaske und die Immersionsflüssigkeit unter Verwendung eines Immersionslinsensystems; Backen der lichtempfindlichen Schicht; und Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen Schicht
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Immersionslinsensystem eine numerische Öffnung, die größer ist als etwa 0,85, umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Säure chemisch an das Polymer gebunden ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Säure nicht chemisch an das Polymer gebunden ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Beschichtungsmaterial in einer Basenlösung im Wesentlichen löslich ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Beschichtungsmaterial in einem Lösungsmittel im Wesentlichen löslich ist.
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