TWI485525B - 供微影蝕刻應用之近紅外線吸收膜組成物 - Google Patents
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Description
本發明大致上關於微影蝕刻法，更特別地，關於用於集成半導體晶片的圖案化中之垂直對準和校正的近紅外線吸收膜組成物。
微影蝕刻法為使用光將幾何圖案從光遮罩轉移到基板(諸如半導體晶片)上的過程。在微影蝕刻法的過程中，首先在基板上形成光阻劑層。烘烤該基板以除去留在該光阻劑層之任何溶劑。然後，將光阻劑透過具所欲圖案之光遮罩暴露於光化輻射源。輻射暴露引起光阻劑之暴露區域中的化學反應，並在該光阻劑層中產生對應於該遮罩圖案的潛像。接著，光阻劑在顯影劑溶液(通常為水性鹼溶液)中顯影，以在光阻劑層中形成圖案。然後，可使用圖案化之光阻劑作為隨後在基板上之製造過程(fabrication process)(諸如沉積、蝕刻或離子植入過程)的遮罩。
在上述之微影蝕刻過程中，該形成光阻劑之基板經常具有複雜之隱埋的形貌圖。此類隱埋之形貌圖通常包括多層疊層，該多層疊層含有被圖案化並提供芯片垂直和平面內功能性的金屬、介電質、絕緣體或陶瓷材料，及彼等之組合。將光阻劑在這類多層疊層上圖案化需要預先對準晶片，從而在光阻劑層內形成正確聚焦及配準之潛像。
為了提供此類預先對準，該先前技術的曝光系統具有
自動對焦調平感測器系統以調整垂直方向之晶片(與光阻劑表面垂直)。該調平感測器系統使用入射垂直對準光束(其通常來自寬帶NIR光源)。入射垂直對準光束撞擊該基板並從基板被反射。該反射之垂直對準光束被垂直對準光束檢測器接收以檢測介於該光阻劑表面與曝光用透鏡之間的距離，並調整該晶片之垂直高度(Z高度)以取得暴露之最佳焦點。
在其中該基板具有複雜之隱埋的形貌圖之情況中，該垂直對準光束亦被該多層疊層反射，造成第二和/或第三反射光。這些第二和第三反射光可能會干擾常規反射之垂直對準光束信號，並造成Z高度調整中之誤差。不當之Z高度調整導致聚焦誤差，使微影蝕刻過程窗口降級，並降低該最終產品之產量。因此，需要能用於在集成半導體晶片圖案化中正確垂直對準和校正之材料和方法。
本發明提供包含一或多種染料之近紅外線(NIR)吸收膜組成物，該染料具有部分或完全覆蓋NIR區中之自動聚焦調平感測器信號的吸收範圍。此類組成物可用於形成光阻劑層與該光阻劑層下方之半導體基板之間的NIR吸收層。該NIR吸收層在入射垂直對準光束通過光阻劑層後阻斷該入射垂直對準光束，並藉由吸收而阻止該來自基板中之多層疊層的第二和/或第三反射光，從而能在集成半導體晶片圖案化時正確垂直對準及校正。
於一觀點中，本發明關於用於光微影蝕刻之NIR吸收膜組成物，其包含具有聚次甲基陽離子及可交聯陰離子之NIR吸收染料、可交聯聚合物及交聯劑。於一實施態樣中，該可交聯陰離子包括羥基、羧基、反應性醚、胺基或亞胺基團。於另一實施態樣中，該可交聯陰離子亦包括芳族基團。該NIR吸收膜組成物可能進一步包括酸產生劑及澆注(casting)溶劑。
於一觀點中，本發明關於在基板上形成圖案化特徵(feature)之方法。該方法包含以下步驟：在基板上提供材料層；在該材料層上由NIR吸收膜組成物形成NIR吸收層，其中該NIR吸收膜組成物包括具有聚次甲基陽離子和可交聯陰離子之NIR吸收染料、可交聯聚合物及交聯劑；在NIR吸收層上形成光阻劑層；經由感測從該含有NIR吸收層及光阻劑層之基板反射之近紅外線發射來對準和聚焦該光阻劑層之聚焦平面位置；將光阻劑層以圖案形式(patternwise)暴露於輻射；及選擇性地移除一部分光阻劑層以在光阻劑層中形成圖案化特徵。於一實施態樣中，該可交聯陰離子包括羥基、羧基、反應性醚、胺基或亞胺基團。於另一實施態樣中，該可交聯陰離子亦包括芳族基團。該NIR吸收膜組成物可能進一步包括酸產生劑和澆注溶劑。該方法可能進一步包括藉由蝕刻或離子植入該材料層之暴露部分來將該圖案化特徵轉移至該材料層之步驟。
可理解地，當元件(諸如層)被稱為在另一元件“上”或“之上”時，表示該元件可直接在其他元件上方或亦可能存有中間插入之元件。相反地，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接在另一元件之上”，則無中間插入之元件存在。
如上文所討論者，當半導體基板具有複雜之隱埋的形貌圖(例如多層疊層)時，用於預先對準之垂直對準光束不僅被從光阻劑層反射，亦被從下方之多層疊層反射，從而造成第二和/或第三反射光。這些第二和第三反射光可能會干擾來自光阻劑層之常規反射的垂直對準光束信號，並導致該基板之垂直對準不正確。為了解決這個問題，本發明提供用於形成該光阻劑層與半導體基板之間的NIR吸收層之NIR吸收膜組成物。尤其是，本發明之NIR吸收膜組成物包括具有聚次甲基陽離子和可交聯陰離子之NIR吸收染料、可交聯聚合物及交聯劑。該含有聚次甲基之染料提供有效之NIR阻斷能力。此外，一個NIR吸收染料分子之陰離子部分可與交聯劑反應以與可交聯聚合物和/或其他的NIR吸收染料分子交聯而形成交聯之網絡。該NIR吸收染料分子之陰離子部分與聚合物和/或其他的NIR吸收染料分子交聯可增強NIR吸收膜之可處理性(例如對潤濕溶劑之耐溶劑性和/或光阻劑澆注溶劑)。
於一較佳之實施態樣中，該NIR吸收染料之可交聯陰離子為單價有機酸陰離子。最佳地，該可交聯陰離子係以
磺酸鹽(SO3 -
)官能性為基礎。此外，該NIR吸收染料之可交聯陰離子宜含有羥基、羧基、反應性醚、胺基或亞胺基。前述基團可藉由酸和/或藉由加熱催化之方式與交聯劑反應而使該陰離子成為可交聯的。此外，較佳地，該NIR吸收染料之陰離子含有芳族基團。該芳族基團增强該NIR吸收膜對等離子體(諸如含氧之等離子體)的耐蝕刻性，而使在光阻劑層中形成的圖案在隨後的蝕刻轉移過程中成功地轉移至下方之材料層。此外，該芳族基團亦增加該NIR吸收膜在上方的光阻劑的成像波長之吸收。該可交聯陰離子可能具有以下之一般結構：
其中S1
至S5
為相同或相異且各自獨立代表氫原子、直鏈或支鏈烷基、直鏈或支鏈烷氧基或羥基，先決條件是S1
至S5
中至少一者為羥基。
適合用於根據本發明之NIR吸收染料的可交聯陰離子的一些特殊實例包括：
較佳地，該NIR吸收染料之聚次甲基陽離子具有以下之一般構造：
其中m和n為相同或相異且各自獨立代表0至2之整數；Z代表氫原子、鹵原子、含有1至25個碳原子之直鏈、支鏈、環狀或多環的飽和或不飽和基團，其中該直鏈、支鏈、環狀或多環的飽和或不飽和基團選擇性地包括一或多個選自下列群組之雜原子：氮、氧、硫及鹵原子；
X1
和X2
為相同或相異且各自獨立代表氫原子、鹵原子或含有1至6個碳原子之直鏈、支鏈或環狀基團，其中當X1
和X2
為含有1至6個碳原子之直鏈和支鏈基團時，其可相互連接以形成五或六員環；R1
和R2
為相同或相異且各自獨立代表含有1至6個碳原子之直鏈或支鏈烷基基團、含有1至6個碳原子之直鏈或支鏈烷氧烷基基團或含有1至6個碳原子之直鏈或支鏈羥烷基基團；D1
和D2
為相同或相異且各自獨立代表-O-、-S-、-Se-、-CH=CH-、-(CH3
)2
-或-C-；且Z1
和Z2
為相同或相異且各自獨立代表一或多個稠合之經取代或未經取代的芳香環，其中當D1
為-C-時，D1
與Z1
相互連接以形成一或多個稠合之經取代或未經取代的芳香環，而當D2
為-C-時，D2
與Z2
相互連接以形成一或多個稠合之經取代或未經取代的芳香環。
適合用於根據本發明之NIR吸收染料中之聚次甲基陽離子的一些特定實例包括：
該NIR吸收染料吸收電磁輻射之NIR波長。NIR波長在此被認為廣泛地包含500奈米與5000奈米之間的任何波長。較佳地，該NIR吸收染料在500奈米與1200奈米之間具有至少一個吸收峰。該NIR吸收膜組成物可能含有一種以上之NIR吸收染料。
本發明之NIR吸收膜組成物進一步包括可交聯聚合物。該可交聯聚合物可為任何可藉由本技藝中已知之任何方式(例如藉由化學、熱或輻射固化方法)交聯之聚合物。該可交聯聚合物可為單一單體單元之均聚物，或為二或多個不同單體單元之共聚物、三元共聚物或高階聚合物。該可交聯聚合物之單體單元係由具有可聚合基團之單體衍生得到。該可聚合基團之實例可包括：
其中R3
代表氫、具有1至20個碳原子之直鏈或支鏈烷基基團、半氟化或全氟化之具有1至20個碳原子之直鏈或支鏈烷基基團、或CN；及
其中t為0至3之整數。
較佳地，該可交聯聚合物包括具有羥基、羧基、反應性醚、胺基或亞胺基基團之單體單元。前述基團可以藉由酸和/或藉由加熱催化之方式與交聯劑反應而使該聚合物
成為可交聯的。更佳地，該可交聯聚合物包括含有羥基或反應性醚基團之單體單元。
適合用於根據本發明之可交聯聚合物中的單體單元之一些特定實例包括：
該可交聯聚合物可為上文列出之單體單元之一者的均聚物。其可為上文列出之二或多種單體單元的共聚物、三元共聚物或高階聚合物。此外，該可交聯聚合物可為上文列出之任一單體單元與其它單體單元之共聚物、三元共聚物或高階聚合物。該NIR吸收膜組成物可能包括超過一種可交聯聚合物。
該NIR吸收膜組成物亦包括交聯劑。該交聯劑可與NIR吸收染料和/或該可交聯聚合物以藉由酸和/或藉由加熱催化之方式反應以與該NIR吸收染料分子和/或可交聯聚合物鏈互聯。一般而言，本發明之NIR吸收膜組成物的交聯劑為負型光阻劑技藝中已知之可與該組成物中之其它選定之組分相容的任何合適之交聯劑。該交聯劑通常在所產生之酸的存在下與NIR吸收染料和/或可交聯聚合物交聯。典型之交聯劑為甘脲化合物，諸如可從Cytec工業取得之商標為POWDERLINK®的四甲氧甲基甘脲、甲基丙基四甲氧甲基甘脲及甲苯基四甲氧甲基甘脲。其他可能之交聯劑包括：2,6-雙(羥甲基)-對-甲酚化合物(諸如日本專利特許公開專利申請案(Kokai)第1-293339號中所揭露者)、醚化之胺基樹脂，例如甲基化或丁基化三聚氰胺樹脂(分別為N
-甲氧甲基-或N
-丁氧甲基三聚氰胺)，及
甲基化/丁基化之甘脲，例如加拿大專利案第1 204 547號中所揭露者。亦可使用其它交聯劑，諸如雙-環氧樹脂或雙酚類(例如雙酚-A)。於一些實施態樣中，二或多種交聯劑之組合可能為較佳者。
適合用於根據本發明之NIR吸收膜組成物的交聯劑的一些特定實例包括：
選擇性地，該NIR吸收膜組成物亦可能包括酸產生劑以利於促進該交聯過程。酸產生劑通常為在熱處理時釋放酸的熱酸產生劑。在加熱時產生磺酸基團之酸產生劑一般都適用。熱酸產生劑之一些實例包括2,4,4,6-四溴環己二烯酮、苯偶姻(benzoin)甲苯磺酸酯、甲苯磺酸2-硝苯酯及其他有機磺酸之烷酯。其它合適之經熱活化的酸產生劑描述於美國專利第5,886,102和5,939,236號中。若需要時，光酸產生劑(PAG)亦可用來作為經熱活化之酸產生劑的替代，或與經熱活化之酸產生劑組合。美國專利
第5,886,102和5,939,236號中亦描述合適之PAG的實例。亦可使用抗蝕劑技藝中已知之其他PAG，只要其可與NIR吸收膜組成物中之其它組分相容。當使用PAG時，可經由施用適當之輻射以誘導酸產生而降低該NIR吸收膜組成物之交聯溫度。即使是使用PAG，以熱處理該組成物來加速該交聯過程可能是較佳的。於一些實施態樣中，可能使用酸產生劑之混合物。
適合用於根據本發明之NIR吸收膜組成物中的酸產生劑之一些特定實例包括：
本發明之NIR吸收膜組成物可能進一步包括澆注溶劑及其他增強性能的添加劑，例如淬滅劑及界面活性劑。熟習本技藝之人士所熟知之溶劑可用於本發明之各種示範性實施態樣之NIR吸收膜組成物中。這類溶劑可用來溶解
NIR吸收膜組成物之NIR吸收染料和可交聯聚合物以及其它組分。這類溶劑之說明性實例可包括，但不限於3-戊酮、甲基異丁基酮(MIBK)、丙二醇甲醚(1-甲氧基-2-丙醇)、甲基賽路蘇(cellosolve)(2-甲氧基乙醇)、乙酸丁酯、2-乙氧基乙醇、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇丙醚(1-丙氧基-2-丙醇，Dowanol PnP)、4-庚酮、3-庚酮、2-庚酮、N,N-二甲基甲醯胺、茴香醚、乳酸乙酯、環己酮、賽路蘇乙酸酯(乙二醇乙醚乙酸酯)、N,N
-二甲基乙醯胺、二甘醇二甲醚(diglyme)(2-甲氧基乙基醚)、3-乙氧基丙酸乙酯、二甲亞碸、二(丙二醇)甲基醚(DOWANOL)、二(乙二醇)甲醚、丙二酸二乙酯、2-(2-丁氧基乙氧基乙醇)(DEGBE)及γ-丁內酯。
NIR吸收膜組成物中之溶劑的量通常係經過選擇以使得固體含量為約1-20重量%。具較高固體含量之調合物通常會產生較厚之塗覆層。於一些實施態樣中可使用溶劑之混合物。
可能用於本發明之NIR吸收膜組成物中之淬滅劑可包含能清除微量酸，同時對該NIR吸收膜組成物之性能不具有過大衝擊之弱鹼。可用於本發明中之淬滅劑的說明性實例包括，但不限於：脂族胺、芳族胺、羧酸鹽、氫氧化物、或彼等之組合，等。
可用於NIR吸收膜組成物中之任選的界面活性劑包括任何能夠改善本發明之NIR吸收膜組成物的塗層均勻性之界面活性劑。說明性實例包括：含氟界面活性劑，諸如
3M公司之FC-4430R®及含矽氧烷之界面活性劑，諸如Union Carbide公司之Silwet®系列。
本發明亦包含使用上述NIR吸收膜組成物以在基板上形成圖案化特徵的方法。於一實施態樣中，這類方法包括以下步驟：在基板上提供材料層；在該材料層上由NIR吸收膜組成物形成NIR吸收層，其中該NIR吸收膜組成物包括具有聚次甲基陽離子和可交聯陰離子之NIR吸收染料、可交聯聚合物及交聯劑；在NIR吸收層上形成光阻劑層；經由感測從該含有NIR吸收層及光阻劑層之基板反射之近紅外線發射來對準和聚焦該光阻劑層之聚焦平面位置；將光阻劑層以圖案形式(patternwise)暴露於輻射；及選擇性地移除一部分光阻劑層以在光阻劑層中形成圖案化特徵。
於本發明之各種示例性實施態樣中，該基板適合為與光阻劑有關的製程中慣用之任何基板。例如，該基板可為矽、氧化矽、鋁-氧化鋁、砷化鎵、陶瓷、石英、銅或彼等之任合組合，包括多層膜。該基板可包括一或多個半導體層或結構體，且可包括半導體裝置之活動或可操作部分。
根據製造過程之階段及為最終產品所設定之所需材料，該材料層可為金屬導體層、陶瓷絕緣層、半導體層或其他材料。本發明之NIR吸收膜組成物對於在半導體基板上製造集成電路所使用之微影蝕刻過程特別有用。本發明之NIR吸收膜組成物可用於微影蝕刻過程中以產生圖案化
之材料層結構，諸如集成電路裝置中可能使用之金屬佈線、接觸孔或通孔、絕緣部分(例如鑲嵌溝槽或淺溝槽隔離)、用於電容器結構之溝槽、用於電晶體之離子植入半導體結構，等。
然後，以從上述之NIR吸收膜組成物形成的NIR吸收層覆蓋該材料層。該NIR吸收層可藉由本領域中已知之任何技術(包括旋塗法(spin coating))形成。形成後，可烘烤該NIR吸收層以除去該NIR吸收層中任何剩餘之溶劑並固化該NIR吸收層(即，交聯該NIR吸收膜組成物中之各種組分)。該NIR吸收層之烘烤溫度的較佳範圍為約110℃至約270℃，更佳為約180℃至約250℃。該NIR吸收層厚度之較佳範圍為約25奈米至約500奈米，更佳為約50奈米至約200奈米。較佳地，該NIR吸收層在介於500奈米與1200奈米之間的最大吸收下具有大於0.15之k值，更佳地，該NIR吸收層在介於500奈米與1200奈米之間的最大吸收下具有大於0.5之k值。
然後，在NIR吸收層上形成光阻劑層。該光阻劑層可從本技藝中已知之任何正型或負型光阻劑形成。實際上，該光阻劑層可藉由任何標準方法(包括旋塗法)形成。該光阻劑層可經烘烤(施用後烘烤(PAB))以去除該光阻劑中任何溶劑並改善該光阻劑層之黏合性。該光阻劑層之PAB溫度的較佳範圍為約70℃至約150℃，更佳為約90℃至約130℃。該第一層之厚度的較佳範圍為約20奈米至約400奈米，更佳為約30奈米至約300奈米。
本發明中之NIR吸收層通常係作為抗反射層，諸如底部抗反射塗覆(BARC)層、平坦化下層(UL)或額外之中間層。於一實施態樣中，該光阻劑層直接覆蓋該NIR吸收層。於另一實施態樣中，藉由在該光阻劑層與該NIR吸收層之間的一或多個中間層使該光阻劑層不直接覆蓋該NIR吸收層。此外，中間層亦可能存在於材料層與NIR吸收層之間。於另一實施態樣中，上述之NIR吸收層包括可光成像之組分，從而使該NIR吸收層亦為光阻劑層(即，該NIR吸收層與光阻劑層成為一層)。
此外，可用一或多種其它薄膜覆蓋該光阻劑層。此種用於覆蓋光阻劑層之薄膜的實例為浸沒式頂塗層膜。浸沒式頂塗層膜通常用於防止光阻劑層之組分溶濾入浸沒介質(例如水)中。
為了正確地對準並聚焦該光阻劑層之聚焦平面位置，從寬帶NIR來源發射焦點調平感測器光。該焦點調平感測器光照射到基板上，並從基板上被反射。然後，藉由調平光感測器檢測該反射光，再藉由自動聚焦機制調整z高度以將該光阻劑層放置在該成像聚焦平面內。任何從在基板中之多層疊層結構反射之NIR光都將干擾被表面反射的光，並導致錯誤調整z高度。有利的是，納入NIR吸收層可實質上將從下方基板之隱埋的形貌圖發出之反射或衍射之紅外線波長減至最少或移除。因此，可能更加準確地感測該頂端晶片表面。頂端表面感測之改善可更準確地安置表面特徵或表面操作(例如將該光阻劑層圖案化)。
然後，將光阻劑層以圖案形式(patternwise)暴露於所需之輻射。本發明中所採用之輻射可為可見光、紫外線(UV)、遠紫外線(EUV)及電子束(E-束)。較佳地，該輻射之成像波長為約248奈米、193奈米或13奈米。更佳地，該輻射之成像波長為約193奈米(ArF激光)。以圖案形式暴露係透過放置在光阻劑層上之遮罩進行。
進行所需之圖案形式暴露後，通常將光阻劑層烘烤(暴露後烘烤(PEB))以進一步完成該由酸催化之反應並增加該暴露之圖案的對比。PEB溫度之較佳範圍為約70℃至約150℃，更佳為約90℃至約130℃。於一些情況中，PEB步驟是可能避免的，因為對某些化學物質，諸如乙縮醛及縮酮化學物質，光阻聚合物之去保護作用係在室溫下進行。該暴露後烘烤較宜進行約30秒至5分鐘。
在PEB(若有的話)後，經由將該光阻劑層與顯影劑接觸來選擇性地除去一部分之光阻劑層以取得具有所需圖案之光阻劑結構。本技藝中已知之任何顯影劑均可用於本發明中，包括水性鹼顯影劑及有機溶劑顯影劑。
然後，可使用本技藝中已知之技術，以合適之蝕刻劑藉由蝕刻將來自光阻劑結構之圖案轉移至下方之基板的材料層；較佳地，藉由反應性離子蝕刻或藉由濕蝕刻來完成轉移。一旦將所需之圖案轉移，可使用慣用的剝除技術除去任何剩餘之光阻劑。或者，可藉由離子植入轉移圖案以形成離子植入材料之圖案。
本發明之組成物可能有用的一般微影蝕刻過程之實例
揭露於美國專利案第4,855,017；5,362,663；5,429,710；5,562,801；5,618,751；5,744,376；5,801,094；5,821,469和5,948,570號中。其他圖案轉移過程之實例揭示於"Semiconductor Lithography,Principles,Practices,and Materials" by Wayne Moreau,Plenum Press,(1988)之第12章及13章。應理解的是，本發明並不限定於任何特定之微影蝕刻技術或裝置結構。
本發明藉由以下實例進一步描述。本發明並不限於這些實例之特定細節。
將6.25克(0.0359莫耳)之4-羥基苯磺酸(A)溶解在15克之去離子水中。將該溶液加入碳酸銀(B)(5克，0.363莫耳當量之Ag+
陽離子)中。將所產生之懸浮液攪拌2小時並通過尼龍膜(孔徑0.2微米)過濾以除去未反應之碳酸銀。使用旋轉蒸發器從過濾後的溶液除去溶劑。將剩餘之固體在真空烤箱中乾燥一整夜，產生10.0克之4-羥基苯磺酸銀(C)(產量：99%)。
經由攪拌將0.5克(7.5×10-4
莫耳)之NIR染料IR-780碘化物(D)(購自Aldrich®化學)溶解於乙腈(20克)中。將在20克乙腈中之4-羥基苯磺酸銀(C)(0.225克，8×10-4
莫耳)溶液逐滴加入此溶液中，並劇烈
攪拌1小時。通過PTFE膜(孔徑0.2微米)過濾出沉澱之碘化銀。使用旋轉蒸發器從過濾溶液除去溶劑。將剩餘之固體在真空烤箱中乾燥一整夜，產生0.4克之具有4-羥基苯磺酸根陰離子的IR-780(E)(產量：75%)。經由在矽晶片上澆注帶有4-羥基苯磺酸根離子之NIR染料的膜，並執行TXRF(全反射X射線螢光)分析，來確認最終產物中無碘陰離子存在。
TXRF結果(1010
原子/厘米2
)
將NIR吸收染料IR-780 4-羥基苯磺酸鹽(依實例1中之描述製備)及聚(4-羥基苯乙烯)聚合物(Mw=15k)以總共4.8重量份之可變的質量比溶解在環己酮中。該可變的質量比為10：90、20：80、30：70、40：60及50：50。
將濃度為5重量份(相對於先前描述之固體)之由九氟丁烷磺酸三乙銨鹽所組成之熱酸產生劑添加在該溶液中。同樣地，將濃度為10重量份(相對於先前描述之固體)之由四甲氧甲基甘脲(Powderlink 1174)所組成之交聯劑添加在該溶液中。將所產生之溶液通過PTFE膜(0.2微米孔徑)過濾。
將依實例2中之描述製備的調合物在1500rpm下旋塗在1英寸石英載片上60秒。將旋塗澆注薄膜在190℃固化60秒，之後，令該石英載片在冷卻板上冷卻至室溫。該膜之厚度為約1000埃(Å)。
使用雙光束分光光度計測量依實例3中之描述形成的NIR吸收層在400奈米至1200奈米的輻射波長範圍內之光傳輸。
重複實例3中所描述之用於NIR吸收層的上述程序，惟此次在澆注及烘烤後以由乙酸丁酯和γ-丁內酯(70：30混合物比)所組成之溶劑混合物漂洗10秒並旋轉乾燥。
對應於依上述澆注及依上述漂洗之NIR吸收層的光譜與NIR染料對聚合物基質的質量比等於40：60的光譜完美重疊，這表明該可交聯陰離子和聚合物基質提供良好之NIR染料保持性。
以BARC及193奈米光阻劑層塗覆對照組晶片(該對照組晶片為在整個個別芯片上包含具可變之密度的隱埋金屬層之產品晶片)。藉由193奈米光學掃描器之NIR調平系統檢測表觀高度變化以決定整個芯片之金屬密度的變異，儘管事實上實際之表面形貌大致平坦。
以實例2之NIR吸收層及193奈米光阻劑層塗覆具有同一隱埋形貌圖之第二晶片。在此情況中，該NIR調平系統檢測到更平坦的表面，比更接近實際之晶片表面，這是由於NIR吸收層之阻斷作用防止NIR輻射到達下方之反射性金屬層。
雖然本發明已針對較佳之實施態樣作特別揭示及描述，熟習本技藝之人士將理解，在不偏離本發明之精神和範圍的情況下可能對前述和其它內容之形式及細節做改變。因此，本發明不欲受限於所描述及說明之確切形式和細節，而是落在所附之申請專利的範圍內。
Claims (24)
- 一種用於光微影蝕刻之近紅外線(NIR)吸收膜組成物，其包含：具有聚次甲基陽離子及可交聯陰離子之NIR吸收染料；可交聯聚合物；及交聯劑，其中該聚次甲基陽離子具有以下結構：
- 如申請專利範圍第1項之NIR吸收膜組成物，其中該可交聯陰離子為單價有機酸陰離子。
- 如申請專利範圍第2項之NIR吸收膜組成物，其中該可交聯陰離子包括羥基、羧基、反應性醚、胺基或亞胺基團。
- 如申請專利範圍第3項之NIR吸收膜組成物，其中該可交聯陰離子包括芳族基團。
- 如申請專利範圍第4項之NIR吸收膜組成物，其中該可交聯陰離子具有以下結構：
- 如申請專利範圍第5項之NIR吸收膜組成物，其中該可交聯陰離子係選自由下列組成的群組：
- 如申請專利範圍第1項之NIR吸收膜組成物，其中該聚次甲基陽離子係選自下列群組：
- 如申請專利範圍第1項之NIR吸收膜組成物，其中該NIR吸收染料在500奈米與1200奈米之間具有至少一個吸收峰。
- 如申請專利範圍第1項之NIR吸收膜組成物，其進一步包含酸產生劑。
- 如申請專利範圍第1項之NIR吸收膜組成物，其 進一步包含澆注(casting)溶劑。
- 如申請專利範圍第1項之NIR吸收膜組成物，其中該NIR吸收膜組成物為抗反射層組成物。
- 一種在基板上形成圖案化特徵(feature)之方法，該方法包含：在基板上提供材料層；在該材料層上由NIR吸收膜組成物形成NIR吸收層，其中該NIR吸收膜組成物包括具有聚次甲基陽離子和可交聯陰離子之NIR吸收染料、可交聯聚合物及交聯劑；在該NIR吸收層上形成光阻劑層；經由感測從該含有NIR吸收層及光阻劑層之基板反射之NIR線發射來對準和聚焦該光阻劑層之聚焦平面位置；將該光阻劑層以圖案形式(patternwise)暴露於輻射；及隨意地移除一部分光阻劑層以在光阻劑層中形成圖案化特徵，其中該聚次甲基陽離子具有以下結構：
- 如申請專利範圍第12項之方法，其中該可交聯陰 離子為單價有機酸陰離子。
- 如申請專利範圍第13項之方法，其中該可交聯陰離子包括羥基、羧基、反應性醚、胺基或亞胺基。
- 如申請專利範圍第14項之方法，其中該可交聯陰離子包括芳族基團。
- 如申請專利範圍第15項之方法，其中該可交聯陰離子具有以下結構：
- 如申請專利範圍第16項之方法，其中該可交聯陰離子係選自下列群組：
- 如申請專利範圍第12項之方法，其中該聚次甲基陽離子係選自下列群組：
- 如申請專利範圍第12項之方法，其中該NIR吸收染料在500奈米與1200奈米之間具有至少一個吸收峰。
- 如申請專利範圍第12項之方法，其中該NIR吸收膜組成物進一步包含酸產生劑。
- 如申請專利範圍第12項之方法，其中該NIR吸收層為抗反射層。
- 如申請專利範圍第12項之方法，其進一步包含藉由蝕刻或離子植入該材料層之暴露部分來將該圖案化特徵轉移至該材料層。
- 如申請專利範圍第1項之NIR吸收膜組成物，其中該可交聯聚合物是聚羥基苯乙烯聚合物。
- 如申請專利範圍第12項之方法，其中該可交聯聚合物是聚羥基苯乙烯聚合物。
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