由於折射率最優化得到的具有改進了性能的光吸收防反射塗層的製作方法

2023-04-27 10:55:11 5

專利名稱：由於折射率最優化得到的具有改進了性能的光吸收防反射塗層的製作方法
在實際的半導體元件製造中遇到的問題之一是光刻膠的成像光量對光刻膠材料厚度的依賴性。如果象在高解析度裝置中最常用的那樣使用約4μm厚以下的光刻膠薄膜，薄膜的界面效應導致光刻膠敏感性的周期性行為，即「波動曲線」(swing curve)。光刻膠敏感性可以在薄膜厚度有小的變化時劇烈變化。在襯底表面不平坦時，這限制了可以成像的光刻膠特徵的準確性，同時減小了聚焦的表觀深度。從g線向i線的移動和最後的DUV輻射產生了襯底反射率的大幅度增大，導致問題的尖銳化。
對上述問題的傳統解決方法是使用染色的光刻膠材料。染色的光刻膠向光刻膠增加了不可變色的吸收(即，它們增大了Dill B參數)。這通過使光在光刻膠中的衰減增大而減小了波動曲線，即使在光刻膠接近完全曝光的地方，即沒有染料它也會非常透明的位置。通過染料的加入減小了波動曲線和駐波。
但是染色的光刻膠的使用帶來了可觀的價格只具有非常少量染料的光刻膠表現出曝光量的大幅度增加，並減小了壁角和最後的解析度。光學和化學兩方面的原因導致這種惡化；而化學作用(由於染料添加引起的光刻膠顯影參數變化產生的)可以通過染料化學結構的審慎選擇最小化，光學作用(較大的Dill B參數，即增大了不可變色的吸收)是在染料添加的概念中固有的，並且是不可避免的。過去，染色的光刻膠使用上容易使其成為反射率和波動曲線的最常見的解決方法。
在最近幾年，有機反射塗層已經進入了市場，並且在許多場合下已經證明是能使使用者安全運行以前具有很小或沒有曝光範圍的方法的重要技術。僅使工藝複雜性增加最小的水溶性防反射塗層的容易使用的特性使其為用戶試圖擴大其顯影製版窗提供了邏輯性的選擇。
照射在襯底上的光通過薄膜經過在薄膜和空氣之間的界面以及薄膜/襯底界面上的無數次反射，如

圖1所示。在薄膜中入射光波和出射光波發生幹涉，如果其相位差是π的偶數倍，結合產生相長幹涉，如果其相位差是π的奇數倍，結合產生相消幹涉。物理學家稱這種薄膜組為Fabry-Perot基準，其理論已經很好地建立了。出於這些理由，可以推導出一個聯繫光刻膠的波動曲線比值與光刻膠-空氣界面處的反射率Rt和在光刻膠/襯底界面處的反射率Rb的近似公式(參考，例如T.Brunner,Proc.SPIE 1466,297(19911))S=4RtRbe-Td---(1)]]>這裡d是光刻膠厚度。
實質上，在頂層防反射塗層背後的想法是改變通過所說的塗層的相位，使得圖1中的第一次反射振幅和所有後面的反射振幅的總和的相位差為180°。入射光波和出射光波的振幅發生相消幹涉，波動曲線消失。合適的方程變換為這個相變化給出了兩個必要條件1、當防反射塗層的薄膜厚度為t=λ/(4nt)的奇數倍時，第一個反射光波的振幅和隨後的所有反射光波振幅的總和在相位上是相反的，這裡，nt是上層塗層的折射率的實部；2、如果nt=nr]]>，則第一個和反射光波的振幅和隨後的所有反射光波的振幅的總和的強度是相等的，這裡nr是所說的光刻膠的折射率。
應該認識到，上面的方程(1)提供了對波動曲線比值的簡單的一級近似。使用更精確的處理，人們可以發現即使準確地滿足了上面的條件，暴露在DNQ光刻膠上的波動曲線比值也不會是零。使用由Finle Technologyof Austin,Texas銷售的Prolith/2光刻法模擬器，人們發現對於完全的匹配，有可能把波動曲線減小到約為原來數值的5％(實施例3)。如果對模擬的數據進行線性內插處理，人們可以發現預計的殘餘波動比值小於1％。在實踐中，由於光刻膠在輻射過程中改變其吸收和其折射率，使得折射率不變的頂層塗層不可能同時與起始和結束的條件相匹配，所以最優的情況可能略差。ProlithTM模擬器沒有考慮這個作用。
如果人們尋找製造頂層防反射塗層的化學材料，結果是第一個條件t=λ/(4nt)很容易滿足，而滿足第二個條件nt=nr]]>遇到了難以克服的障礙。光刻膠在i線處的折射率一般約為1.72-1.75，它要求防反射塗層具有nt=1.31-1.32的折射率。為了更容易測量，文獻大多數參考了在典型計量波長為633nm(納米)處的折射率，並做了有點不正確的假設，即假定這兩種材料的散射性能是相同的。在這種情況下，所說的折射率變成nr=1.64,nt=1.28。遺憾的是，難以找到折射率在1.28-1.31範圍內的有機材料。已知的實例包括重氟化的、類似於聚四氟乙烯的聚合物，它需要外國製造的或環境上不能接受的溶劑，如用作離心製版溶劑的氯代碳氟化合物。此外，在早期實例中，必須在顯影之前的第二個溶劑處理步驟中除去這些塗層。
只有隨著水基的、可溶於顯影液中的防反射塗層的出現，TAR概念才具有了實際的重要性。這些塗層原來是由IBM公司的研究人員開發的並且已經在EP 522990中描述過了，具有明顯簡化的應用模式。它們可以以兩種不同的方法直接從水中離心到光刻膠上1、用「塗敷-烘乾-塗敷」法，其中，先把光刻膠塗敷並進行預烘乾，然後在乾燥的光刻膠上部離心頂層塗層；這個塗層變成非粘性的，不需要第二個烘乾步驟；2、用「塗敷-塗敷-烘乾」法，其中，把頂層塗層離心在溼的光刻膠膜上，兩者一起進行烘乾。
對於大多數光刻膠材料，甚至有可能使用單一的離心塗敷機，因為一般可以移去邊緣而清洗含有所有頂層塗層殘留物的塗敷機轉鼓。對於攪拌式的或噴塗式的顯影，在輻射後不需要除去頂層塗層的單獨步驟；它完全是可溶於顯影液的，在顯影過程的最初幾秒就會完全洗掉。對於非常敏感的過程或浸漬式顯影，有可能通過短時間的水漂洗除去頂層塗層。
為了保證頂層塗層的水溶性，對其折射率方面必須做某些妥協。因此，水基頂層塗層不能得到1.28的最佳折射率；AZ Photoresist Products,Somerville,New Jersey出售的一種化學物質，AZAquatar塗層的折射率為1.41。由於在較大範圍的折射率內，波動曲線比值大致是折射率之間的差值的絕對值的線性函數，這種材料在波動曲線上只有66％的減少而不是100％。但是，對於非常細小的特徵尺寸和其它要求的應用，希望的是進一步減小波動曲線在實際取得的66％的減小值之下。本發明說明了吸光的頂層防反射塗層的使用是使它有可能用水基防反射塗層達到這個目的，它說明了一種取得和設計這樣的系統的方法。
下面，我們將把折射率寫成複數N=n-ik，這裡n是N的實部，相當於常說的「折射率」，N的虛部k與波長的函數的吸收係數a(λ)有關，k=αλ/(4π)。上面，我們已經遵循了關於k的符號的「光學的」(通過「物理的」)常規意義。
兩種作用結合使得吸光的頂層防反射塗層的使用特別實用並具有一些優點反常色散(anomalous dispersion)和非反射指數的強度匹配。
1、在高吸光率的區域，折射率的實部表明了通常所指的反常色散。圖2中表示了反常色散的示意圖。可以看出，在低於吸收最大值以下的波長區域內，折射率表現出一種降低，其大小與吸收強度相關。
通過利用Hilbert變換得到的介電常數=-i=n~2=n2-k2-2ink]]>給出了折射率kb=αλ/(4π)的實部和虛部之間的關係，稱為Kramers-Kronig方程-1=2P0d2-2]]>=2P0d-12-2---(2)]]>這裡ω=c/(2πλ)，P是指取該積分的主要部分。
但是，方程(2)的實際應用可能是非常複雜的，因為在原理上來說，人們必須知道在整個電磁光譜範圍內的吸收光譜。實際上，對於確實對稱的吸收帶，通常可以發現，在吸收最大值處，反常色散的貢獻近似為零，恰好在吸收帶的長波側的半高之前產生局部的最大值，恰好在吸收帶的短波側的半高之後產生局部的最小值。這些位置在圖2中表示為λmax、λ+和λ-。
通過正確的染料的審慎的選擇，有可能選擇吸光率的最大值和吸收帶的半寬，使得折射率的實部強烈壓低在目標波長，例如，光刻法中重要的水銀i-和g-線帶為365和435nm(納米)，或KrF和ArF激發的雷射波長為248和193nm(納米)。在原理上，幾乎折射率的實部的任何值都可以通過實用反常色散來取得它可以提供到40以上，或對於吸光極強的物質甚至低於1以下(例如，對於硫化鎘在250cm-1左右)。
實際上，對於感興趣的區域(450-180nm)範圍內的有機染料，難以達到吸收值在α=20μm-1,k值在0.6-0.7之上。如果加上所說的材料必須能形成薄膜的額外的限制條件，典型的是僅僅約最大值為所說的材料質量的60-70％由活性的染料組成，無論是聚合結合的還是染料與薄膜形成材料的混合物形式的。這意味著對於實際的目的，典型的α值將限制在12～14μm-1的最大值。
例如，可以從AZ Photoresist Products,Somerville,New Jersey得到的商業防反射底層，AZBARLiTM塗層是一種形成薄膜的有機材料，發明者已知其最強的吸收在靠近紫外區域，在365nm處的吸光率為α=11.5μm-1，相當於k值為0.334。通過光譜橢圓測量法進行的這種材料的色散曲線的測量表明折射率n(λ+)-n(λ-)的實部的總變化約為0.32。雖然AZBARLiTM塗層是溶劑基的而不是水溶性的，這表明用有機薄膜形成材料可以得到Δn=0.16的折射率降低。用折射率為1.45或1.45以下的可以得到的許多有機材料，通過向所說的薄膜增加吸光和利用反常色散，可以把折射率的實部減小到得到最大的波動曲線的減小值的最佳範圍內。下列事實有助於這種方法，如下所表明的，吸光材料的吸光頂層塗層的最佳折射率範圍比不吸光材料的折射率範圍更高。
3、在吸光的頂層防反射塗層中，吸光介質中的射線衰減部分提供了在第一次反射的振幅的絕對值和頂層塗層(參考圖1)折射出的所有射線的總和的振幅絕對值的匹配。某些光由於吸收消失了，為了仍然滿足強度匹配判據，上述的總和必須比以前更小。它遵循吸光的頂層塗層的最佳折射率必須高於非吸光的頂層塗層的最佳折射率，並且頂層塗層的吸光率越高，為了補償，頂層塗層的折射率必須越高。這種現象在上面稱為「非反射性強度匹配」。
一個日本專利申請No.7-153682,1995年6月16日由Sony Co.提出的；下文稱為「Sony的申請」)提出了利用用於DUV光刻法的染色的防反射塗層的光刻法(180～300nm(納米))。Sony的申請描述了在基於防反射/光刻膠薄膜組合的反射性模型的染色塗層中光束的衰減的影響。它沒有說明使用反常色散達到頂層防反射塗層的最佳的或接近最佳的折射率。
它還表明了對於這樣的光吸收頂層防反射塗層的最佳條件。對於吸光介質，可以用來推導出1.2節中給出的不吸光的頂層塗層的最佳條件等的公式可能變得相當複雜。因此，對於最大的波動曲線的減小，可以容易地使用Prolith/2等數字模擬器計算最佳薄膜性質(厚度、吸收率、折射率)。實施例4提供了這樣的分析。
從實施例4可以看出，象上面在定量分析的基礎上預測的那樣，最佳的折射率實際上隨著頂層防反射塗層的吸收率增大。表3和圖8提供了在折射率的實部和虛部與頂層塗層厚度之間的關係的定量分析。
使用染色的頂層利用了反常色散得到在光刻膠和頂層防反射塗層的光學性質之間的改進的匹配，染色頂層的使用並不局限於任何特定的製版溶劑。在由於使用容易和環境方面的需要而用水作為製版溶劑是優選的時，也有可能利用溶劑基防反射頂層塗層。然後可以選擇這些材料的溶劑使其與光刻膠不發生相互混合，或者可以通過透明的隔層消除相互混合的問題，其中的透明隔層的厚度優選的是(λ/(2n))，使其成為光學中性的塗層。一般來說，這樣的溶劑製版的防反射頂層塗層將在顯影之前的溶劑漂洗步驟中除去。為了減小這裡涉及的工藝複雜性，人們可以考慮設計所說的頂層塗層使其從溶劑中離心製版，但是可溶於顯影劑中。
為了光學的目的，頂層防反射薄膜完全由其複數折射率和厚度表徵(假定所說的薄膜是均勻的)。它遵循通過化學載色劑向所說的防反射塗層引入吸收是沒有意義的無論以其本身為形成薄膜的聚合材料的形式引入染料，還是所說的吸光是由加入到聚合物薄膜形成劑中的單體染料引起的，如果光學常數相同，則波動曲線的減小作用是相同的。實施例1描述了由聚丙烯酸薄膜形成劑、低折射率的全氟化表面活性劑和水溶性染料(FDC Yellow #5)的水溶液組成。選擇所說的組分的相對比例以便形成α=4μm-1的薄膜。通過光譜橢圓法(圖3)測得的這樣獲得薄膜的色散曲線表面對於i線輻射，所說的薄膜的折射率已經接近與通過使用反常色散作用得到的最佳值相匹配。在366nm(納米)處n=1.339的數值實際上低於實施例3中作為那種吸光物質的頂層塗層的最佳折射率所發現的最佳值。通過降低加入溶液中的染料量可以得到最佳匹配。
當實施例1表示了可以利用反常色散作用得到最佳的光學常數時，實施例3表面了染色的頂層防反射塗層的有益作用。在實施例2中針對眾所周知的透明頂層防反射塗層的情況試驗並確認了所用的方法。最後，實施例4確定了染色的頂層防反射塗層對於整套的{n,k,t}值的最佳條件。
本發明說明了減小用於半導體工業中的光刻膠材料的波動曲線的光吸收頂層防反射塗層及其使用方法。所說的光吸收頂層防反射塗層特點在於其色散曲線的形狀如圖2所示，這相當於說，在光刻法中使用的波長範圍內的某些點它具有負的斜率。所說的塗層可以是水基的但不一定必須是水基的。水基塗層的優點是它容易使用，因為它可以使用而不會與輕微烘烤的光刻膠混合，並且在顯影階段除去，從而僅僅最小量地增大了工藝複雜性。
伴隨現存的非吸光性防反射塗層的一個問題是最佳的波動曲線的減小僅在非常低折射率的頂層塗層處得到。本發明說明了作為通過反常色散把防反射塗層的折射率改進到一定範圍內的一種方法的染料塗層，在所說的範圍內，它表現出作為頂層防反射塗層具有改進的性能。染料塗層的優點是a)如果慎重地選擇所說的染料，頂層塗層的折射率可以利用反常色散作用降低。b)有可能在較高的頂層塗層的折射率下得到最佳的折射率波動曲線的減小。通過這兩種作用的組合，本發明表明了波動曲線的減小接近了理論的最小值，這構成了在現存的防反射頂層塗層上的重要改進。
下面的特定實施例將提供使用本發明的詳細說明。但是，這些實施例不意味著以任何方式限制本發明，而且也不應該限制為僅僅為了實施本發明必須利用的假定的條件，參數或數值。
實施例1用反常色散降低頂層防反射塗層的折射率把商品防反射AZAquatar塗層與黃色染料的商品溶液以2.5∶1.5的重量比進行混合。所用的染料是McCormick Food Yellow，其主要的活性組分是FDC Yellow No.5，也叫做酒石黃。McCormick Food Yellow含有小部分的Allura Red食物染料以及不染色的成分，如乙二醇。把所得的混合物離心在一個矽晶片上得到一個約300nm(納米)的塗層。在貯存一晝夜後，在SOPRAES4G光譜橢圓測量儀通過光譜橢圓測量法測定折射率的實部和虛部以及厚度。先對色散曲線的長波部分通過裝備Cauchy模型測定所說的厚度，這裡，從UV光譜測量已知k為0。然後，用所說的已知厚度，對整個從700到220nm(納米)的光譜範圍內測量關於n和k的色散曲線(圖3)。發現關於n的色散曲線表明圖2中表示的傾角的類型，並且最小值在波長為366nm(納米)處，數值為n=1.339。在k色散曲線上的最大值在波長為412nm(納米)處，數值為k=0.136。在該波長處所說的AZAquatqr塗層的折射率用波形耦合實驗測得約為1.42。因此，通過染料的加入使折射率降低了0.08。
實施例2非吸光性頂層防反射塗層(α=0μm-1)的波動曲線比的Prolith/2計算(對比實施例)通過PROLITH/2光刻模擬程序計算了不染色的防反射塗層的波動曲線的減小。來自AZ Phototesist Products,Somerville,New Jersey的AZ7500，隨著保護層的折射率的變化使用程序中所含的參數，所說的保護層的折射率確定為對於365nm(納米)為1.7161。通過確定A和B參數為零使所說的防反射塗層為不吸光的。用所說的程序的嵌套的多次運行特徵對防反射塗層厚度在0.040和0.080μm之間計算了這段曲線(暴露點的輻射劑量與光刻膠厚度的關係)。數據以ASCⅡ文件保存並傳送到Microsoft Excel電子數據程序中。用最小二乘法通過該程序的SOLVER方程擬合，波動曲線擬合為方程E=acos(4n,t+c)+d*t+e]]>這裡，a、c、d和e是擬合參數，t是光刻膠厚度。所說的擬合在沒有限制的條件下進行，但是通過選擇合適的相參數c作為起始條件，總是保證波動曲線的振幅為正值。然後使所得的「a」參數除以沒有頂層塗層的光刻膠的波動曲線的「a」參數。這種分析的結構列於表Ⅰ。
表Ⅰ不吸光頂層塗層的相對波動曲線比值(與沒有頂層防反射塗層的光刻膠)與頂層反射膜厚度和折射率之間的函數關係，所有的數據用％表示，計算的細節見正文。
可以看出，波動曲線的最小值在膜厚度為0.07μm(微米)時，折射率在1.30和1.31之間獲得，與背景一節中所述的防反射模型的預測符合得很好。波動曲線對於防反射塗層厚度作圖(參考圖4)的兩個分支的線性外延在膜厚度為0.0687μm(微米)處產生了0.6％的截距點。圖5提供了α=0時波動比值與TAR厚度和折射率的函數關係的等高線。
通過比較，在AZAquatar塗層(在365nm處n=1.42)處，人們可以觀察到對於約0.063μm(微米)的最佳最佳薄膜厚度，波動曲線比值為29％。
實施例3對於吸光率α=4μm-1的染色頂層塗層的波動曲線比值的Prolith/2計算重複實施例2的計算，不同點在於為了使所說的頂層塗層吸光，確定頂層防反射塗層的B參數為4.0μm-1。這個B參數相當於0.116的k值。結果列於下面的表2。
考察表2可以看出，最小值已經移動到較高的折射率處，並且發現在n=1.36之間。同時，最佳的頂層塗層厚度減小到0.050～0.055μm(微米)之間。波動曲線對防反射薄膜厚度作圖(參考圖6)的兩個分支的線性外延在薄膜厚度為0.0520μm(微米)得到了0.7％的截距點。圖7提供了在α=4的情況下的波動比值與TAR厚度和折射率的函數關係的等高線。
表2相對波動曲線比值(對沒有頂層防反射塗層)與k=0.116的頂層塗層的頂層防反射薄膜厚度和折射率的函數關係。所有的數據用％表示，詳細的計算見正文
這些結果表明通過最佳的染色頂層防反射塗層產生的波動曲線減小可以與最佳的未染色的頂層防反射塗層相比。最佳的染色防反射塗層提供了額外的優點，即最佳的操作點位於較高的折射率。由於在所說的頂層防反射塗層中的吸收產生的光損失，相對於未染色的頂層防反射塗層來說，它帶來了增加了所需的輻射劑量的缺點。如果對沒有頂層塗層的AZ7500光刻膠在0.8μm之後的第一個波動曲線最大值所需的透明輻射劑量為100％，那麼計算出有頂層防反射塗層時所需的透明輻射劑量約為70％，a=4μm-1的染色的防反射塗層的透明輻射劑量為97％，這裡後兩者都是對於實施例2和3中確定的最佳光學性能的項層防反射塗層的。
實施例4對於最佳的波動曲線的減小在n、k和t之間的關係用實施例2和3中描述的技術，為了確定其相互之間的關係，對頂層折射率分量nT和kT以及頂層防反射薄膜厚度的各種數值進行了一系列計算。使用7點的試樣，發現如果nT和t以及kT和t通過回歸得到下列關係，則可以獲得接近0的波動曲線比值t=-0.3034nT+0.4647，r2=0.9993t=0.0666exp(-1.973kT),r2=0.9984結合起來得到關係式nT=1.5316-0.2195exp(-2kT)這裡，指數1.973用2代替。圖8圖解表示了nT與kT的這種擬合的優異質量(數據見表3)。
表3對於各種頂層吸收率的最佳折射率、薄膜厚度在365nm的輻射波長處的Prolith/2計算結果1
1．見實施例3的模擬參數2．由於計算使用更多的位數，平均值可以從表中所列的數值的平均值推算得到。
實施例5理論預測的實踐證明用10份w/w的聚乙烯醇粘合劑MW ca.8-9,000製備從MillikenChemical,Spartanburg,South Carolina(DYE A,90份w/w)得到的產品的溶液，作為產生光學常數在365nm時為n=1.4905,k=0.05595的520m厚的薄膜的水溶液，對應於用J.A.Woolam,Inc.變角度光譜橢圓測量儀的光譜橢圓測量法測得的吸光率為α=1.926μm-1。最佳值的位置接近完全與365nm(納米)輻照波長相匹配(參考圖9)，但是所說的染料的吸光率不足以真正滿足實施例4確定的最佳範圍。因此，不能期望這種配料完全消除所說的波動曲線。
對於上面給出的厚度和光學常數的薄膜，ProlithTM光刻法模擬器預測了AZ Photoresist Products,Somerville,NJ的商品AZ7800光刻膠的透明輻射劑量波動比值減小到沒有所說的防反射薄膜時的約46％。在Nikoni線步進器(在2.38％d TMAH溶液中顯影)上獲得的實驗透明輻射劑量的波動取材表明了波動振幅減小到55％(從±18mJ/cm2到±10mJ/cm2)。這個差值可能是由於非常高的染料濃度導致的防反射塗層的均勻性低。
權利要求
1.一種用於光刻膠的包括一個吸光薄膜的頂層防反射塗層，其中，來自輻射波長的光吸收引起的反常色散使頂層防反射塗層的折射率的實部和虛部更接近薄膜組進入空氣的反射率最小化的條件。
2.根據權利要求1的頂層防反射塗層，其中，選擇吸收的強度和位置，以便產生所說的防反射塗層折射率的實部在所說的輻射波長處的減小。
3.根據權利要求1的頂層防反射塗層，其中，引起所說的反常色散的吸收與所說的折射率的實部的關係為nT=a-bexp(-ckT)，這裡nT是所說的折射率的實部，kT是折射率的虛部，a=1.53±0.153,b=0.21±0.021，c=2±0.1。
4.根據權利要求1的頂層防反射塗層，其中，所說的輻射波長在150nm～550nm範圍內。
5.根據權利要求1的頂層防反射塗層，可以在水中製版。
6.根據權利要求1的頂層防反射塗層，是可溶於水的。
7.根據權利要求1的頂層防反射塗層，在鹼的水溶液中是可溶的。
8.根據權利要求1的頂層防反射塗層，包括一種單體染料和一種聚合物或聚合物的混合物。
9.根據權利要求1的頂層防反射塗層，包括一種單體染料和一種吸光性聚合物。
10.根據權利要求1的頂層防反射塗層，包括一種吸光性的聚合物。
11.根據權利要求8～10的頂層防反射塗層，還包括不吸光的添加劑。
12.一種形成圖象的方法，包括a)在襯底上形成一個光刻膠薄膜；b)在所說的光刻膠薄膜的上面形成一個包括吸光薄膜的防反射塗層，其中，來自輻射波長的光吸收引起的反常色散使所說的防反射塗層的折射率的實部和虛部更接近使薄膜組進入空氣的反射率最小化的條件；c)使帶有所說的吸光薄膜的光刻膠薄膜的成像位置曝光；d)顯影形成圖象e)任選地在顯影之前或之後對襯底進行烘烤。
13.根據權利要求12的方法，其中，選擇吸收的強度和位置，以便產生所說的防反射塗層的實部在所說的輻射波長處的減小。
14.根據權利要求12的方法，其中，引起所說的反常色散的防反射塗層的吸光率與所說的折射率的實部的關係為nT=a-bexp(-ckT)，這裡nT是所說的折射率的實部，kT是折射率的虛部，a=1.53±0.153，b=0.21±0.021,c=2±0.1。
15.根據權利要求12的方法，其中，所說的輻射波長在150nm～550nm範圍內。
16.根據權利要求12的方法，其中，所說的防反射塗層可以從水中製版。
17.根據權利要求12的方法，其中，所說的防反射塗層是可溶於水的。
18.根據權利要求12的方法，其中，所說的防反射塗層在鹼的水溶液中是可溶的。
19.根據權利要求12的方法，其中，所說的防反射塗層包括一種單體染料和一種聚合物或聚合物的混合物。
20.根據權利要求12的方法，其中，所說的防反射塗層包括一種單體染料和一種吸光性聚合物。
21.根據權利要求12的方法，其中，所說的防反射塗層包括一種吸光性的聚合物。
22.根據權利要求19～21的方法，其中，所說的防反射塗層還包括不吸光的添加劑。
23.根據權利要求12的方法，其中，所說的防反射塗層在顯影步驟中去除。
24.根據權利要求12的方法，其中，所說的頂層防反射塗層在曝光後的烘烤處理之前通過水漂洗去除。
25.根據權利要求12的方法，其中，所說的頂層防反射塗層通過一個或多個隔離層與所說的光刻膠分開。
26.根據權利要求25的方法，其中，所說的隔離層是透明的並且折射率與所說的光刻膠相匹配。
27.根據權利要求25的方法，其中，所說的隔離層的厚度應該使所說的隔離層為光學中性的。
28.根據權利要求25的方法，其中，所說的防反射塗層通過溶劑漂洗從所說的隔離層上除去。
全文摘要
本發明包括一種光吸收頂層防反射塗層,減小了用於半導體工藝中的光刻膠材料的波動曲線振幅。所說的塗層可以是水基的,但是不一定必須如此。水基塗層的優點是容易使用,因為他可以不與輕度烘烤的光刻膠混合,並且在顯影步驟中除去,所以僅僅最小地增加了工藝的複雜性。現存的非吸收性防反射塗層的問題之一是只有在非常低的折射率時才能得到最佳的波動曲線的減小。染色的塗層的優點是:a)如果慎重選擇染料,利用反常色散效應可以額外地降低頂層塗層的折射率,b)在頂層塗層的折射率較高時有可能獲得最佳的波動曲線的減小。通過這兩種作用的結合,本發明表明波動曲線的減小接近理論的最小值,這構成了比現存的防反射頂層塗層的一個重要的改進。
文檔編號H01L21/02GK1212767SQ97192776
公開日1999年3月31日 申請日期1997年3月6日 優先權日1996年3月7日
發明者R·R·達姆爾, R·A·諾伍德 申請人:克拉裡安裝國際有限公司