專(zhuān)利名稱：包含稠合芳族環(huán)的抗反射涂料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含在聚合物主鏈中含3個(gè)或更多個(gè)稠合芳族環(huán)的聚合物的吸收性抗反射涂料組合物，和使用所述抗反射涂料組合物形成圖像的方法。該方法尤其可用于使用深和遠(yuǎn)紫外(uv)區(qū)域中的輻射使光致抗蝕劑成像。
背景技術(shù)：
光致抗蝕劑組合物用于縮微光刻方法，這些方法例如在計(jì)算機(jī)芯片和集成電路的制造中用于制造小型化電子元件。通常，在這些方法中，首先將光致抗蝕劑組合物的薄涂膜施加于基底材料上，例如用于制造集成電路的硅基晶片上。然后烘烤該已涂覆的基材以使該光致抗蝕劑組合物中的任何溶劑蒸發(fā)并將涂層固定到基材上。讓該基材的被烘烤的涂覆表面接下來(lái)經(jīng)歷對(duì)輻射的成像式曝光。這種輻射曝光引起涂覆表面的曝光區(qū)域發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)變。目前，可見(jiàn)光、紫外(UV) 光、電子束和X射線輻射能是縮微光刻方法中常用的輻射類(lèi)型。在這一成像式曝光之后，用顯影劑溶液處理已涂覆的基材以溶解和除去光致抗蝕劑的已輻射曝光或未曝光的區(qū)域。半導(dǎo)體器件小型化的趨勢(shì)已經(jīng)導(dǎo)致使用對(duì)越來(lái)越低的輻射波長(zhǎng)敏感的新型光致抗蝕劑，并也導(dǎo)致使用尖端多級(jí)體系來(lái)克服與此類(lèi)小型化有關(guān)的困難。光刻法中的吸收性抗反射涂層和墊層用來(lái)削弱由光從高度反射性基材的背反射引起的問(wèn)題。背反射性的兩個(gè)主要缺點(diǎn)是薄膜干涉效應(yīng)和反射性缺口。薄膜干涉或駐波導(dǎo)致隨著光致抗蝕劑厚度改變由光致抗蝕劑膜中的總光強(qiáng)度的偏差所引起的臨界線寬尺寸變化，或者反射和入射的曝光輻射的干涉可能引起駐波效應(yīng)，該駐波效應(yīng)使整個(gè)厚度上輻射的均一性扭曲。當(dāng)在包含表面形貌特征的反射性基材上方將光致抗蝕劑圖案化時(shí)，反射性缺口變得嚴(yán)重，該表面形貌特征將通過(guò)光致抗蝕劑膜的光散射，從而導(dǎo)致線寬偏差，并且在極端情形下，形成具有完全光致抗蝕劑損失的區(qū)域。涂在光致抗蝕劑下方且在反射性基材上方的抗反射涂層在光致抗蝕劑的光刻性能方面提供顯著的改進(jìn)。通常，將底部抗反射涂層施加在基材上，然后將光致抗蝕劑的層施加在抗反射涂層的上面。使抗反射涂層固化以防止抗反射涂層和光致抗蝕劑之間的摻合。將光致抗蝕劑成像式曝光和顯影。然后通常使用各種蝕刻氣體干蝕刻曝光區(qū)域中的抗反射涂層并如此將光致抗蝕劑圖案轉(zhuǎn)印至基材上。在新型光刻技術(shù)中一直使用多個(gè)抗反射層和墊層。在光致抗蝕劑不提供足夠的耐干蝕刻性的情況下，充當(dāng)硬掩模并在基材蝕刻期間高度耐蝕刻的光致抗蝕劑用墊層或抗反射涂層是優(yōu)選的，并且一種途徑曾是將硅結(jié)合到位于有機(jī)光致抗蝕劑層下方的層中。此外，將另一個(gè)高碳含量抗反射或掩模層添加在所述硅抗反射層下方，它用來(lái)改進(jìn)成像方法的光刻性能。所述硅層可以是可旋涂的或可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積加以沉積。硅在其中使用O2蝕刻的方法中是高度耐蝕刻的，并通過(guò)在硅抗反射層下方提供具有高碳含量的有機(jī)掩模層，可以獲得非常大的縱橫比。因此，有機(jī)高碳掩模層可以比它上面的光致抗蝕劑或硅層厚很多。 有機(jī)掩模層可以作為更厚的膜使用并且可以提供比原始光致抗蝕劑更好的基材蝕刻掩蔽作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及新型有機(jī)可旋涂抗反射涂料組合物或有機(jī)掩模墊層，其具有高碳含量和高耐干蝕刻性，并且可以在光致抗蝕劑層和基材之間作為多個(gè)層之一的單層使用。通常， 所述新型組合物可以用來(lái)形成在基本上耐蝕刻的抗反射涂層，例如硅抗反射涂層下方的層。所述新型抗反射涂層，亦稱碳硬掩模墊層中的高碳含量允許具有高縱橫比的高分辨率圖像轉(zhuǎn)印。所述新型組合物可用于使光致抗蝕劑成像，此外還可用于蝕刻基材。所述新型組合物能夠?qū)崿F(xiàn)從光致抗蝕劑到基材的良好圖像轉(zhuǎn)印，此外還減少反射和增強(qiáng)圖案轉(zhuǎn)印。此外，在抗反射涂層和涂在該涂層上的膜之間基本上不存在摻合。所述抗反射涂層還具有良好的溶液穩(wěn)定性并且形成具有良好涂層質(zhì)量的膜，后者尤其對(duì)于光刻是有利的。發(fā)明概述本發(fā)明涉及包含新型聚合物的新型有機(jī)可旋涂掩模層和抗反射涂料組合物，其中所述聚合物包含(i)至少一種結(jié)構(gòu)(1)的在聚合物的主鏈中的具有三個(gè)或更多個(gè)稠合芳族環(huán)的單元，(ii)至少一種結(jié)構(gòu)O)的在聚合物主鏈中的芳族單元環(huán)，其中所述芳族環(huán)具有側(cè)亞烷基(稠合芳族)基團(tuán)和側(cè)羥基，和，(iii)至少一種結(jié)構(gòu)(3)的在聚合物主鏈中的具有脂族結(jié)構(gòu)部分的單元。
權(quán)利要求
1.有機(jī)可旋涂抗反射涂料組合物，包含具有以下單元的聚合物(i)至少一種結(jié)構(gòu)(1) 的在聚合物主鏈中的具有三個(gè)或更多個(gè)稠合芳族環(huán)的單元，(ii)至少一種結(jié)構(gòu)O)的在聚合物主鏈中的芳族環(huán)單元，其中所述芳族環(huán)具有側(cè)亞烷基(稠合芳族)基團(tuán)和側(cè)羥基，和， (iii)至少一種結(jié)構(gòu)(3)的在聚合物主鏈中的含脂族結(jié)構(gòu)部分的單元，
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述含稠合芳族環(huán)的單元Fr1具有大約3-大約8個(gè)芳族環(huán)或4個(gè)或更多個(gè)芳族環(huán)。
3.權(quán)利要求1或2的組合物，其中所述含稠合芳族環(huán)的單元Fr1選自
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的組合物，其中所述脂族結(jié)構(gòu)部分B選自直鏈亞烷基、支鏈亞烷基和亞環(huán)烷基中的至少一種或是被至少一個(gè)選自如下的基團(tuán)取代的亞烷基羥基、羥烷基、羥基烷芳基、羧酸、羧酸酯、烷基醚、烷氧基烷基、醚、商代烷基、烷基碳酸酯、烷基醛，和酮，或包含取代或未取代的環(huán)烯基。
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的組合物，還包含至少一種在聚合物主鏈中的芳族單元，其中所述芳族單元具有側(cè)羥基。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的組合物，其中Ar進(jìn)一步被C1-C4烷基取代。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的組合物，其中所述脂族結(jié)構(gòu)部分是未取代的亞烷基和取代的亞烷基的混合物。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的組合物，其中所述單元(iii)形成包含多于1個(gè)環(huán)脂族單元的嵌段單元。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的組合物，其中所述聚合物還包含這樣的單體單元，即該單體單元包含選自未取代的苯酚、取代的苯酚、未取代的萘酚、取代的萘酚、未取代的聯(lián)苯和取代的聯(lián)苯中至少一種的基團(tuán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的組合物，其中所述含脂族結(jié)構(gòu)部分的單元具有能與交聯(lián)劑反應(yīng)的位點(diǎn)并且其中所述組合物可以進(jìn)一步包含交聯(lián)劑和/或酸產(chǎn)生劑。
11.權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的組合物，其中所述組合物是不可光致成像的。
12.制造微電子器件的方法，包括a)提供具有權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的抗反射涂料組合物的第一層的基材；b)任選地，在該第一抗反射涂料組合物層上至少提供第二抗反射涂層；c)在該抗反射涂層上面涂覆光致抗蝕劑層；d)將該光致抗蝕劑層成像式曝光；e)用水性堿性顯影液將該光致抗蝕劑層顯影。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述第二抗反射涂層含硅。
14.權(quán)利要求12或13的方法，其中所述光致抗蝕劑能采用大約MOnm-大約12nm的輻射或納米壓印成像。
15.權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括干蝕刻在所述光致抗蝕劑下方的一個(gè)或多個(gè)層的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機(jī)可旋涂抗反射涂料組合物，包含具有以下單元的聚合物(i)至少一種結(jié)構(gòu)(1)的在聚合物主鏈中的具有稠合芳族環(huán)的單元，(ii)至少一種結(jié)構(gòu)(2)的在聚合物主鏈中的芳族單元環(huán)，其中所述芳族環(huán)具有側(cè)亞烷基(稠合芳族)基團(tuán)和側(cè)羥基，和，(iii)至少一種結(jié)構(gòu)(3)的在聚合物主鏈中的含脂族結(jié)構(gòu)部分的單元，其中，F(xiàn)r1是具有3個(gè)或更多個(gè)稠合芳族環(huán)的取代或未取代的稠合芳族環(huán)結(jié)構(gòu)部分，F(xiàn)r2是具有2個(gè)或更多個(gè)稠合芳族環(huán)的稠合芳族環(huán)結(jié)構(gòu)部分，Ar是取代或未取代的芳族環(huán)結(jié)構(gòu)部分，R′和R″獨(dú)立地選自氫和C1-C4烷基，y＝1-4，B是取代或未取代的脂族結(jié)構(gòu)部分，R1選自氫或芳族結(jié)構(gòu)部分。本發(fā)明進(jìn)一步涉及本發(fā)明組合物的成像方法。
文檔編號(hào)G03F7/09GK102197087SQ200980141913
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者C·安亞戴格伍, D·麥肯齊, M·D·拉曼 申請(qǐng)人:Az電子材料美國(guó)公司