NL1028255C2

NL1028255C2 - Polymeer voor bovenste anti-reflecterende deklaag, werkwijze voor het bereiden daarvan en samenstelling van een bovenste anti-reflecterende deklaag die het polymeer omvat.

Info

Publication number: NL1028255C2
Application number: NL1028255A
Authority: NL
Inventors: Jae-Chang Jung
Original assignee: Hynix Semiconductor Inc
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2005-02-11
Publication date: 2005-12-20
Also published as: TW200536866A; US20050239296A1; KR20050103788A; JP2005316387A; TWI313271B; DE102005002410B4; US7147994B2; CN1690098A; NL1028255A1; JP4346560B2; DE102005002410A1; CN100339406C; KR100574490B1

Description

* r

Korte aanduiding: Polymeer voor bovenste anti-reflecterende deklaag, werkwijze voor het bereiden daarvan en samenstelling van een bovenste anti-reflecterende deklaag die het polymeer omvat.

5

Beschrijving.

Achtergrond van de uitvinding. Gebied van de uitvinding. De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag volgens de aanhef van conclusie 1. Zo 10 heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een polymeer voor een anti-reflecterende deklaag toegepast bij een fotolithografisch proces, dat één van de processen is voor het vervaardigen van een half geleidende inrichting, een werkwijze voor het bereiden van het polymeer voor een anti-reflecterende deklaag, en een samenstelling van een anti-15 reflecterende deklaag die het polymeer voor anti-reflecterende deklaag omvat. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een polymeer voor een anti-reflecterende deklaag toepasbaar bij de irnmersie-lithografie voor het vervaardigen van een sub 50 nm- halfgeleidende inrichting, een werkwijze voor het vervaardigen van het 20 polymeer voor anti-reflecterende deklaag, en een samenstelling voor een anti-reflecterende deklaag die het polymeer voor een anti-reflecterende deklaag omvat.

Beschrijving van de stand van de techniek. Het proces van fotolithografie is een proces voor het overbrengen van een 25 halfgeleidend kringlooppatroon gevormd op een fotomasker naar een wafel ("wafer"), en is één van de meest belangrijke stappen bij het bepalen van de fijnheid en de integratiedichtheid van kringlopen ("circuits") bij het vervaardigen van halfgeleidende inrichtingen.

Gedurende de afgelopen jaren zijn bij het toenemen van 30 de integratiedichtheid van halfgeleidende inrichtingen nieuwe technieken ontwikkeld die zijn aangepast aan de fijne procesbehandeling vereist bij het vervaardigen van halfgeleidende inrichtingen. Onder deze 1028255 I ( 2 omstandigheden bestaat er een toenemende behoefte aan een fijne procestechniek bij fotolithografische processen. Dit betekent dat, > aangezien de lijnbreedten van kringlopen fijner en fijner worden, het r • ‘ ! toepassen van lichtbronnen met een korte golflengte voor het belichten, i , i ·; S zoals KrF, ArF, F2 en EUV-excimer-lasers, en lenzen met een hoge numerische apertuur, is vereist. EUV, F2, ArF en KrF-lasers worden in deze volgorde bij voorkeur toegepast als lichtbronnen wat betreft hun korte golflengte.

Meer in het bijzonder is actief een aantal studies met 10 betrekking tot het ontwikkelen van sub 50 nm-inrichtingen ondernomen. Als gevolg van deze studies is de recente aandacht nu gericht op het ontwikkelen van geschikte procesapparatuur en procesmaterialen geassocieerd met het toepassen van F2 en EUV als lichtbronnen voor belichting. Technische oplossingen voor het toepassen van F2 zijn in 15 zekere mate tevredenstellend, maar er zijn de hiernavolgende problemen: 1) de productie op grote schaal van CaF2 met hoge kwaliteit binnen een korte tijdsduur is beperkt, 2) aangezien zachte peil iele-deeltjes bij blootstelling aan licht van 157 nm waarschijnlijk zullen worden vervormd, is de stabiliteit bij opslag verlaagd, 3) harde peil iele-deeltjes brengen 20 aanzienlijke productiekosten met zich mee, en zijn moeilijk op een commerciële schaal te vervaardigen omwille van hun aard in verband met refractie van licht.

Anderzijds geldt dat, aangezien voor het toepassen van een EUV-laser geschikte lichtbronnen, apparatuur en maskers voor 25 blootstelling nodig zijn, is dit nog niet geschikt om in de praktijk te worden toegepast. Derhalve is het vormen van fijnere fotoresist-patronen met hoge precisie onder toepassing van een fotoresist aangepast voor het toepassen van een ArF excimer-laser nu een technische sleutelopdracht geworden. Onder deze omstandigheden heeft deze immersie-lithografie 30 onlangs de aandacht getrokken.

Droge lithografie is een momenteel toegepast lithografisch proces, en is een systeem van belichting ("exposure") 1028255 I » 3 waarbij lucht wordt gevuld tussen een exposure-lens en een wafel. In tegenstelling tot droge lithografie is immersie-lithografie, die • ; overeenkomt met een NA-schaaltechniek, een b1ootstellingssysteem waarbij t · 1 water wordt gevuld tussen een exposure-lens en een wafel. Aangezien water ! '5 (refractie-index (n) = 1,4) bij de immersielithografie als een medium voor een lichtbron wordt gebruikt, is de NA 1,4 maal groter dan onder toepassing van de droge lithografie waarbij wordt gebruikgemaakt van lucht (refractie-index (n) = 1,0). Derhalve is de immersielithografie voordelig wat betreft de hoge resolutie.

10 Een probleem ervaren met het vervaardigen van een sub 50 nm-halfgeleidende inrichting is dat een wijziging van de kritische dimensie (CD) van een fotoresist-patroon onvermijdelijk plaatsvindt gedurende een proces voor het vormen van een ultrafijn patroon door staande golven, reflectieve "notching" (vorming van insnijdingen), en 15 gediffracteerd en gereflecteerd licht uitgaande van een onderlaag door de optische eigenschappen van de onderlaag op een bovenliggende fotoresist, en door de variatie van de dikte van de fotoresist. Om het gereflecteerd licht afkomstig van de onderlaag te voorkomen, wordt een materiaal dat licht absorbeert, aangeduid als een "anti-reflecterende deklaag" ("anti 20 reflective coating"), met een golflengteband van licht toegepast als een lichtbron voor belichting tussen de onderlaag en de fotoresist geïntroduceerd. Tot dusver is gebruikgemaakt van een onderste anti-reflecterende coating aangebracht tussen de onderlaag en de fotoresist. Door de recente toename van de fijnheid van bovenliggende fotoresist-25 patronen, is ook een bovenste anti-reflecterende deklaag (TARC) geïntroduceerd om te voorkomen dat het fotoresist-patroon wordt verbroken door het gereflecteerde en het gediffracteerde licht. In het bijzonder kan, aangezien de opmerkelijke miniaturisatie van halfgeleidende inrichtingen de bovenliggende fotoresist-patronen uiterst fijn maakt, het 30 gebruikmaken van een onderste anti-reflecterende deklaag niet volledig voorkomen dat de patronen door verstrooide reflectie worden verbroken. Derhalve wordt een bovenste anti-reflecterende deklaag geïntroduceerd Qjn 1028255 » t 4 het verbreken van de patronen te voorkomen.

Aangezien conventionele bovenste anti-reflecterende deklagen om bij droge lithografie te worden toegepast echter oplosbaar zijn in water (in het geval van het gebruikmaken van een KrF- of een ArF-5 laser), kunnen deze niet worden toegepast bij immersie-lithografie. Met andere woorden geldt dat, aangezien water wordt gebruikt als een medium voor een lichtbron bij immersielithografie, de conventionele bovenste anti-reflecterende deklagen gemakkelijk opgelost in water.

Derhalve moet een ideale bovenste anti-reflecterende 10 deklaag om te worden toegepast bij immersie-lithografie beantwoorden aan de hiernavolgende vereisten. Ten eerste moet de bovenste anti-ref 1 ecterende deklaag doorlaatbaar zijn voor een lichtbron. Ten tweede moet de bovenste anti-reflecterende deklaag een refractie-index van tussen 1,4 en 2,0 hebben, afhankelijk van de aard van een onderliggende 15 fotogevoelige film (dit wil zeggen een fotoresist) die moet worden toegepast. Ten derde geldt dat, wanneer de samenstelling van de bovenste anti-reflecterende deklaag als een deklaag wordt aangebracht op een onderliggende fotogevoelige film, deze de fotogevoelige film niet mag oplossen. Ten vierde mag de bovenste anti-reflecterende deklaag niet 20 oplosbaar zijn in water bij blootstelling aan licht. Tenslotte moet de bovenste anti-reflecterende deklaag bij het ontwikkelen oplosbaar zijn in een oplossing voor ontwikkeling.

De hierboven vermelde strikte vereisten maken het ontwikkelen van een geschikte bovenste anti-reflecterende deklaag om bij 25 immersie-lithografie te worden toegepast moeilijk.

Derhalve bestaat er een sterke behoefte aan het ontwikkelen van een bovenste anti-reflecterende deklaag om te worden toegepast bij immersie-lithografie die niet oplosbaar is in water en die de wijziging van CD kan minimaliseren.

30 Samenvatting van de uitvinding. Derhalve is de onderhavige uitvinding in het licht van de hierboven uiteengezette problemen gemaakt, en is het een doelstelling van de onderhavige 1 028255 l r 5 uitvinding om een polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag te verschaffen dat omwille van de onoplosbaarheid in water daarvan kan worden toegepast bij immersie-lithografie, dat de meervoudige interferentie van licht in een fotoresist bij het vormen van een 5 fotoresist-patroon kan voorkomen, en dat de wijziging van de dimensie van het fotoresist-patroon resulterend uit de variatie van de dikte van de fotoresist kan inhiberen.

Een andere doelstelling van de onderhavige uitvinding bestaat uit het verschaffen van een werkwijze voor het bereiden van het 10 polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag.

Een andere doelstelling van de onderhavige uitvinding bestaat uit het verschaffen van een samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag die het polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag omvat.

15 Nog een andere doelstelling van de onderhavige uitvinding bestaat uit het verschaffen van een werkwijze voor het vormen van een patroon onder toepassing van de samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag.

Om de hierboven vermelde doelstellingen van de 20 onderhavige uitvinding te bewerkstelligen wordt een polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag verschaft dat een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 1000 tot 1.000.000 heeft, voorgesteld door de hiernavolgende Formule 1: 25 Formule 1

=0 =0 =0 O OH P

30 Sm waarbij Rl, R2 en R3 onafhankelijk van elkaar waterstof 1028255

% I

6 of een methyl groep voorstellen; en a, b en c de molalre fractie van ieder afzonderlijk monomeer voorstellen, en in het gebied tussen 0,05 en 0,9 , liggen.

' »* : 1 · ; Het polymeer voor een bovenste anti-reflecterende , ‘ , |5 deklaag volgens de onderhavige uitvinding vertoont een hoge transmissie van licht, en is derhalve geschikt om te worden toegepast als een bovenste anti-reflecterende deklaag. Bovendien geldt dat, aangezien het polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag in hoge mate oplosbaar is in een oplossing voor ontwikkeling na blootstelling aan 10 licht, hetgeen effect heeft op het vormen van een patroon. Derhalve geldt dat, aangezien het polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag onoplosbaar is in water, het kan worden toegepast bij immersie-lithografie. Bovendien kan het, aangezien het polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag een verstrooide reflectie vanaf de bovenkant 15 van een fotoresist kan voorkomen, effectief beletten dat een fotoresist-patroon door de verstrooide reflectie wordt verbroken.

Rekening houdend met de fysische eigenschappen, met inbegrip van de oplosbaarheid en de reflectie-index, van een anti-reflecterende deklaag die boven op de fotoresist moet worden gecoat, 20 heeft het polymeer voor de anti-reflecterende deklaag volgens de onderhavige uitvinding een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 1000 tot 1.000.000, en bij voorkeur van 2000 tot 10.000. Een te hoog molecuul gewicht kan een daling van de oplosbaarheid in een oplossing voor ontwikkeling veroorzaken. Als gevolg hiervan blijft een deel van de anti- 25 reflecterende deklaag na ontwikkeling op de fotoresist, waardoor contaminatie van het patroon wordt veroorzaakt. Anderzijds kan een te laag molecuul gewicht geen geoptimaliseerde reflectie-index van de anti-ref1 ecterende deklaag en een goede bovenlaagvorming op de fotoresist verzekeren.

30 Het door Formule 1 voorgestelde copolymeer van t-butylacrylaat-acrylzuur-3-hydroxipropylmethacrylaat kan worden bereid door het oplossen van een t-butylacrylaatmonomeer, een acrylzuur monomeer 1028255 7 en een 3-hydroxipropylmethacrylaatmonomeer in een organisch oplosmiddel, het aan de oplossing toevoegen van een initiator voor polymerisatie, en i r het onderwerpen van het mengsel aan vrije radicaal-polymerisatie op 55 *C ' ' i tot 65 *C, gedurende 6 uren tot 12 uren.

5 Om het even welk organisch oplosmiddel dat bij een vrije radicaal-copolymerisatie kan worden toegepast kan bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding worden toegepast. Bij voorkeur wordt het organische oplosmiddel gekozen uit de groep bestaande uit propyleenglycolmethyletheracetaat (PGMEA), tetrahydrofuran, cyclohexanon, 10 dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dioxaan, methylethylketon, ethylacetaat, benzeen, tolueen, xyleen, en mengsels daarvan. PGMEA verdient het meest de voorkeur.

Bovendien wordt de initiator voor polymerisatie bij voorkeur gekozen uit de groep bestaande uit 2,2'-azobisisobutyronitril 15 (AIBN), benzoylperoxide, acetylperoxide, laurylperoxide, t- butylperacetaat, t-butylhydroperoxide en di-t-butylperoxide. Het toepassen van 2,2'-azobisisobutyronitril (AIBN) verdient het meest de voorkeur.

Volgens een ander aspect daarvan, verschaft de 20 onderhavige uitvinding een samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag, die een werkzame hoeveelheid omvat van een polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag met een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 1000 tot 1.000.000 heeft, voorgesteld door de hiernavolgende Formule 1: =0 =0 =0 O OH o

30 bH

°H (]) 1028255

I I

8 waarbij Rl, R2 en R3 onafhankelijk van elkaar waterstof of een methylgroep voorstellen; en a, b en c de molai re fractie van ieder afzonderlijk monomeer voorstellen, en in het gebied tussen 0,05 en 0,9 liggen.

5 De samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag volgens de onderhavige uitvinding wordt bereid door het oplossen van het polymeer voor de bovenste anti-reflecterende deklaag in n-butanol. De op deze wijze bereide samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag heeft een optimale reflectie-index van 1,4 tot 2,0. 10 Derhalve geldt dat, wanneer de samenstelling voor bovenste anti-reflecterende deklaag als een bovenlaag wordt aangebracht bovenop een fotoresist, de reflectie kan worden geminimaliseerd en het fotoresist-patroon derhalve kan worden beschermd tegen verbreking door weerkaatst licht.

15 Rekening houdend met de reflectie-index en de dikte van de samenstelling voor een anti-reflecterende coating, wordt de n-butanol bij voorkeur toegevoegd in een hoeveelheid van 1000-10.000 gew.%, gebaseerd op het gewicht van het polymeer met Formule 1. Indien de hoeveelheid van n-butanol zich buiten dit bereik bevindt, valt de 20 reflectie-index van de anti-reflecterende deklaag buiten het bereik van 1,4-2,0, en kan de dikte van de anti-reflecterende deklaag niet worden geoptimaliseerd.

Indien gewenst, kan de samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende coating volgens de onderhavige uitvinding bovendien 1-25 20 gew.% van L-proline, gebaseerd op het gewicht van het polymeer vart

Formule 1, omvatten. Het L-proline is verder werkzaam om de diffusie van een zuur naar het niet-blootgestelde gebied te inhiberen.

Volgens een ander aspect daarvan, verschaft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het vormen van een patroon van 30 een halfgeleidende inrichting, die de stappen omvat van: (a) het aanbrengen van een fotoresist op een halfgeleidend substraat waarop tevoren een bepaalde structuur was gevormd; (b) het aanbrengen van de 1 028255 • · 9 samenstelling voor bovenste anti-reflecterende deklaag bovenop de fotoresist, en bakken om een bovenste anti-reflecterende coating te ' vormen; en (c) het blootstellen van de fotoresist aan licht, en het 1 i j ontwikkelen van de belichte fotoresist om een fotoresist-patroon te : 5 vormen.

i

De werkwijze voor het vormen van een patroon volgens de onderhavige uitvinding is gekarakteriseerd doordat de bovenop de fotoresist gevormde anti-reflecterende deklaag is gevormd met de samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag volgens de 10 onderhavige uitvinding. Aangezien de op deze wijze bereide bovenste anti-reflecterende deklaag een reflectie-index van 1,4-2,0 heeft, kan de reflectie aan de bovenkant van de fotoresist worden geminimaliseerd. Derhalve heeft het onder toepassing van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding gevormde fotoresist-patroon een in aanzienlijke 15 mate verbeterde gelijkmatigheid van het patroon.

Het bakken wordt bij voorkeur uitgevoerd bij 70 *C tot 200 *C.

De samenstelling voor een anti-reflecterende deklaag en de werkwijze voor het vormen van een patroon volgens de onderhavige 20 uitvinding worden in hoofdzaak toegepast op een proces voor het vormen van een ultrafijn patroon onder gebruikmaking van een ArF-lichtbron (193 nm). Op soortgelijke wijze kunnen ze worden toegepast op een werkwijze voor het vormen van een ultrafijn patroon onder gebruikmaking van een lichtbron (bij wijze van voorbeeld F2 of EUV) die een kortere golflengte 25 heeft, zolang water maar als een medium voor de lichtbron kan worden gebruikt.

De belichting ("exposure") onder gebruikmaking van de lichtbron wordt bij voorkeur uitgevoerd met een belichtingsenergie van 0,1 mJ/cm2 tot 50 mJ/cm2.

30 Onder toepassing van de werkwijze voor het vormen van een patroon volgens de onderhavige uitvinding kan de ontwikkeling worden uitgevoerd onder gebruikmaking van een alkalische oplossing voor 1028255 I · 10 ontwikkeling. Als een in het bijzonder de voorkeur verdienende alkalische oplossing voor ontwikkeling wordt gebruikgemaakt van een oplossing van 0,01-5% (g/g) van tetramethylammoniumhydroxide (TMAH).

Volgens nog een ander aspect verschaft de onderhavige 5 uitvinding het toepassen van de samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag bij het vervaardigen van een halfgeleidende inrichting. Aangezien de samenstelling voor bovenste anti-reflecterende deklaag volgens de onderhavige uitvinding verstrooide reflectie kan minimaliseren, kan deze worden toegepast bij verschillende processen voor 10 het vervaardigen van halfgeleidende inrichtingen, naast het proces van het vormen van een ultrafijn patroon.

Er zal worden ingezien dat de samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag volgens de onderhavige uitvinding bij verschillende processen kan worden toegepast op manieren die voor de hand 15 liggen voor de deskundigen op het betrokken gebied, afhankelijk van het type van de processen. Derhalve worden de gedetailleerde toelichtingen met betrekking tot het toepassen van de samenstelling voor een anti-reflecterende deklaag op het vervaardigen van halfgeleidende inrichtingen weggelaten.

20 Gedetailleerde beschrijving van de tekeningen.

De hierboven uiteengezette en andere doelstellingen, karakteristieken en andere voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker worden begrepen uitgaande van de hiernavolgende gedetailleerde beschrijving, beschouwd in samenhang met de bijgevoegde 25 tekening, waarin het volgende is voorgesteld.

Figuur 1 is een ‘H-NMR-spectrum van een polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag bereid zoals beschreven in Voorbeeld 1 van de onderhavige uitvinding.

Beschrijving van belichamingen die de voorkeur 30 verdienen. De onderhavige uitvinding zal nu meer gedetailleerd worden beschreven onder verwijzing naar de hiernavolgende voorbeelden. Deze voorbeelden zijn echter gegeven met het oog op een toelichting en mogen j 028255 » ♦ 11 niet worden opgevat als een beperking van de omvang van de onderhavige uitvinding.

Voorbeeld 1.

Bereiding van een polymeer voor een bovenste anti-5 reflecterende deklaag.

Een hoeveelheid van 10 g van t-butylacrylaat, 4 g van acrylzuur, 6 g van 3-hydroxipropylmethacrylaat en 0,4 g van AIBN werd toegevoegd aan 200 g van PGMEA, en vervolgens werd er gedurende 8 uren gepolymeriseerd op 60 'C. Na het voltooien van de polymerisatie werd het 10 mengsel geprecipiteerd in ether, gefiltreerd, en onder verlaagde druk gedroogd om een hoeveelheid van 17 g van een copolymeer van t-butylacrylaat-acrylzuur-3-hydroxipropylmethacrylaaat op te leveren in de vorm van een witte vaste stof, en voorgesteld door de hiernavolgende Formule 2.

15

Formule 2.

=o —o =0 o oh o 20 Ί )

OH

waarbij a, b en c de mol aire fractie van ieder afzonderlijk monomeer voorstellen, en in een bereik van tussen 0,05 en 25 0,9 liggen.

De structuur van het copolymeer werd geïdentificeerd op grond van het Hi-NMR-spectrum (Figuur 1).

Voorbeeld 2.

Bereiding van een samenstelling voor een bovenste anti-30 reflecterende coating.

Een hoeveelheid van 2,5 g van het polymeer bereid zoals beschreven in Voorbeeld 1, en 0,04 g van L-proline, hetgeen een aminozuur i 028255 • 0 12 is, werd opgelost in 100 g van n-butanol, om een samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag op te leveren om te worden toegepast bij immersie-lithografie.

' ‘ Voorbeeld 3.

5 Vorming van een anti-reflecterende deklaag.

De samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag bereid zoals beschreven in Voorbeeld 2 werd als een deklaag aangebracht op een wafel ("wafer") bij 2000 rpm, om een anti-reflecterende deklaag te vormen. De dikte, de lichttransmissie (bij 193 10 nm), en de reflectie-index van de anti-reflecterende deklaag bleken respectievelijk 46,5 nm, 96% en 1,62 te bedragen.

Voorbeeld 4.

Vormen van een bovenste anti-reflecterende deklaag.

De samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende 15 deklaag bereid zoals beschreven in Voorbeeld 2 werd als een deklaag aangebracht op een fotogevoelige film (AR12210, JSR) met een dikte van 200 nm, bij 2000 rpm, om een bovenste anti-reflecterende deklaag met een dikte van 266,4 nm te vormen. Bevestigd werd dat de samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag volgens de onderhavige uitvinding 20 de fotosensitizer niet oplost.

Voorbeeld 5.

Proefneming in verband met de oplosbaarheid in water.

De wafel waarop de fotoresist en de bovenste anti-reflecterende deklaag waren gevormd werd gedurende ongeveer 5 minuten 25 gedompeld in vloeibaar, gedestilleerd water, en werd gedroogd. Uit metingen bleek dat de hieruit resulterende structuur en dikte van 266,7 nm had, hetgeen ongeveer 0,3 nm dikker is dan voorafgaand aan het dompelen in water. Dit resultaat brengt aan het licht dat de samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag volgens de 30 onderhavige uitvinding in hoofdzaak noch oploste, noch opzwol in water.

Voorbeeld 6.

Proefneming in verband met de oplosbaarheid in een 1 028255 • * 13 oplossing voor ontwikkeling.

De wafel waarop de fotoresist en de bovenste anti-! reflecterende deklaag waren gevormd werd ontwikkeld onder gebruikmaking ; van een oplossing voor ontwikkeling van 2,38% (g/g) van TMAH gedurende ! 5 ongeveer 1 minuut, en werd gewassen met gedestilleerd water. Uit metingen bleek dat de hieruit resulterende structuur een dikte van 220 nm had. Dit wijst erop dat de samenstelling voor de bovenste anti-reflecterende coating volledig door de oplossing voor ontwikkeling was opgelost.

Zoals blijkt uit de hierboven gegeven beschrijving, 10 beantwoordt de bovenste anti-reflecterende deklaag gevormd onder toepassing van het polymeer voor een anti-reflecterende deklaag volgens de onderhavige uitvinding aan de hiernavolgende vereisten om te worden toegepast bij immersie-lithografie. Ten eerste geldt dat, aangezien de bovenste anti-reflecterende deklaag een lichttransmissie van 96% of meer 15 heeft, deze doorlaatbaar is voor een lichtbron. Ten tweede heeft de bovenste anti-reflecterende deklaag een refractie-index van tussen 1,4 en 2,0. Ten derde lost de samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag de fotogevoelige film niet op. Ten vierde is de bovenste anti-reflecterende deklaag niet oplosbaar in water bij blootstelling aan 20 licht. Tenslotte is de bovenste anti-reflecterende deklaag bij het ontwikkelen in hoge mate oplosbaar in een oplossing voor ontwikkeling.

Derhalve kan de bovenste anti-reflecterende deklaag volgens de onderhavige uitvinding worden toegepast bij immersie- lithografie, en kan deze de reflectie aan de bovenkant van de fotoresist 25 verminderen, waardoor zodoende de wijziging van de CD wordt geminimaliseerd.

Als gevolg hiervan maakt de bovenste anti-reflecterende deklaag volgens de onderhavige uitvinding het vormen van een fijn fotoresist-patroon mogelijk, hetgeen zodoende bijdraagt tot het 30 vervaardigen van sub 50 nm-halfgeleidende inrichtingen.

Alhoewel met het oog op een toelichting de voorkeur verdienende belichamingen van de onderhavige uitvinding zijn beschreven, 1028255 ι · 14 zullen de deskundigen op het betrokken gebied Inzien dat verschillende modificaties, toevoegingen en vervangingen mogelijk zijn, zonder af te wijken van de omvang en de geest van de onderhavige uitvinding zoals beschreven in de bij gevoegde conclusies.

5 1028255

Claims

1. Polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag dat een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 1000-1.000.000 heeft, 5 voorgesteld door de hiernavolgende Formule 1: Formule 1 r, =o =o =° io <> 0H OH waarbij Rl, R2 en R3 onafhankelijk van elkaar waterstof 15 of een methylgroep voorstellen; en a, b en c de molaire fractie van ieder afzonderlijk monomeer voorstellen, en in een bereik van tussen 0,05 en 0,9 liggen.

2. Polymeer volgens conclusie 1, waarbij het polymeer een gewichtsgemiddeld molecuul gewicht van 2000-10.000 heeft.

3. Werkwijze voor het bereiden van het polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag volgens conclusie 1, die het oplossen van een t-butyl acryl aatmonomeer, een acryl zuur monomeer en een 3-hydroxipropylmethacrylaatmonomeer in een organisch oplosmiddel, het aan de oplossing toevoegen van een initiator voor polymerisatie, en het 25 onderwerpen van het mengsel aan een vrije radicaal-polymerisatie op 55 'C-65 'C, gedurende 6-12 uren, omvat.

4. Werkwijze volgens conclusie 13, waarbij het organische oplosmiddel ten minste één oplosmiddel is gekozen uit de groep bestaande uit propyleenglycolmethyletheracetaat (PGMEA), tetrahydrofuran, 30 cyclohexanon, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dioxaan, methyl ethylketon, ethyl acetaat, benzeen, tolueen en xyleen.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of conclusie 4, waarbij de 1028255 c · initiator voor polymerisatie is gekozen uit de groep bestaande uit 2,2'-azobisisobutyronitril (AIBN), benzoylperoxide, acetylperoxide, ; ; laurylperoxide, t-butylperacetaat, t-butylhydroperoxide en di-t-1 ‘ ! butylperoxide.

6. Samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag die een werkzame hoeveelheid omvat van een polymeer voor een bovenste anti-reflecterende deklaag met een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 1000-1.000.000 heeft, voorgesteld door de hiernavolgende Formule ls 10 Formule 1 =o =0 =o O OH P 15 + ( OH waarbij Rl, R2 en R3 onafhankelijk van elkaar waterstof of een methylgroep voorstellen; en a, b en c de molaire fractie van ieder 20 afzonderlijk monomeer voorstellen, en in een bereik van tussen 0,05 en 0,9 liggen.

7. Samenstelling volgens conclusie 6, waarbij de samenstelling is bereid door het polymeer op te lossen in 1000-10.000 gew.% van n-butanol, op basis van het gewicht van het polymeer.

8. Samenstelling volgens conclusie 6 of conclusie 7, die bovendien 1-20 gew.% van L-proline, op basis van het gewicht van het polymeer, omvat.

9. Samenstelling volgens een der conclusies 6 tot 8, waarbij de samenstelling voor een bovenste anti-reflecterende deklaag een 30 refractie-index van tussen 1,4 en 2,0 heeft.

10. Samenstelling volgens een der conclusies 6 tot 9, waarbij de samenstelling wordt toegepast voor het vervaardigen van een 1028255 halfgeleidende inrichting.

11. Werkwijze voor het vormen van een patroon van een halfgeleidende inrichting, die de stappen omvat van: (a) het aanbrengen van een fotoresist op een 5 halfgeleldend substraat waarop tevoren een bepaalde structuur was gevormd; (b) het aanbrengen van de samenstelling voor bovenste anti-reflecterende deklaag volgens een der conclusies 6 tot 9 bovenop de fotoresist, en bakken om een bovenste anti-reflecterende coating te 10 vormen; en (c) het blootstellen van de fotoresist aan licht, en het ontwikkelen van de belichte fotoresist om een fotoresist-patroon te vormen.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij het bakken wordt 15 uitgevoerd op 70 ‘C-200 *C.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 of conclusie 12, waarbij een vloeistof als een medium voor een lichtbron bij de stap van belichting (“exposure") wordt toegepast.

14. Werkwijze volgens conclusie 11 of conclusie 12, waarbij 20 water als een medium voor een lichtbron bij de stap van belichting ("exposure") wordt toegepast.

15. Werkwijze volgens een der conclusies 11 tot 14, waarbij de ontwikkeling wordt uitgevoerd onder toepassing van een oplossing van 0,01-5 gew.% van tetramethylammoniumhydroxide (TMAH). 25 1028255