專利名稱：抗反射組合物及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包含至少一種聚合物樹脂，作為高折射率(η)提高劑的化合物，和熱酸產生劑的新型抗反射組合物。本發(fā)明還涉及使用此種高折射率組合物在光刻方法中作為抗反射基材涂料的方法。光刻法是形成光致抗蝕劑圖案的光化學方法，該光致抗蝕劑圖案然后可以通過蝕刻轉印至基材上。此種光化學方法用來制備集成電路和計算機芯片。集成電路由已知稱為基材的娃晶片制成，該娃晶片具有結合在其表面上的完整電子電路。浸潰光刻是用來延伸深紫外線光刻成像的分辨率限度的技術。而不是如干光刻成像中進行的那樣在透鏡和晶片平面之間使用空氣或某種其它的低折射率氣體，浸潰光刻將流體分配在物鏡和晶片之間，從而允許更高階的光參與在晶片平面處的圖像形成。浸潰光刻方法在“Immersion liquids for lithography in deep ultraviolet，，Switkes 等人,第 5040 卷，第 690-699 頁，Proceedings of SPIE 中進行了描述。
背景技術：
通常，在此種縮微光刻方法中，用薄光敏膜(已知稱為光致抗蝕劑)涂覆基材。然后，烘烤該光致抗蝕劑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。隨后讓該基材的被烘烤的光致抗蝕劑涂覆表面經歷對輻射的成像式曝光。在輻射曝光時，經涂覆表面的曝光區(qū)域經歷化學轉變。常用于縮微光刻方法(包括浸潰光刻)的輻射的形式包括可見光、紫外(UV)光、電子束、極紫外線(euv)和X射線輻射能量。通常，輻射曝光通過用具有所選波長的光經由圖案化掩模輻射所述膜來完成。經曝光的光致抗蝕劑描繪轉印至基材，并最終結合到集成電路中的圖案。在這種成像式曝光之后，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。集成電路(IC)隨著光刻方法變得越來越小，所述方法產生尺寸是亞微米，例如大約二分之一微米的電路元件。然而，在光刻法的曝光步驟期間從基材反射掉的散射光干擾所需曝光分布型，從而干擾獲得亞微米IC元件。精確曝光程序對將亞微米設計特征轉印至光致抗蝕劑是必要的，包括遞送正確劑量的輻射和轉移正確的圖案，以精確地控制亞微米I C元件尺寸。曝光程序的精度受從基材反射掉并穿過光致抗蝕劑傳播回的光不利地影響。此種反射光可以傳播穿過此前未曝光的光致抗蝕劑并有效改變被轉印的圖案。當反射光傳播回穿過經曝光的光致抗蝕劑并干擾正被遞送的輻射以改變光致抗蝕劑中吸收的輻射劑量時，另一種不利效果可能發(fā)生。所產生的干擾可能使需要用來顯影光致抗蝕劑的輻射劑量隨光致抗蝕劑厚度變化而改變。抵抗厚度的敏感度在更短的波長下被突出，其要求達到亞微米設計特征。反射光的有害影響被稱為干涉效應。這些干涉效應可見為非垂直光致抗蝕劑分布型、臨界線寬度尺寸的改變和反射缺口。吸收性抗反射涂料在光刻法中用于減少由光從高度反射基材的背反射引起的問題?？狗瓷渫苛系膶嵗枋鲈诿绹鴮＠?，553，905和美國專利申請公開號20090246691、20090274974,20090280435中，它們在此全文引入作為參考。涂在光致抗蝕劑下方且在反射基材上面的抗反射涂層在光致抗蝕劑的光刻性能方面提供相當大的改進。此種抗反射涂層被稱為底部抗反射涂層(BARC)。通常，將底部抗反射涂層涂覆到基材上，然后將光致抗蝕劑的層涂覆在抗反射涂層的上面。將抗反射涂層烘烤(固化)以防止抗反射涂層和光致抗蝕劑之間的摻混。將光致抗蝕劑成像式曝光并顯影。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，從而將光致抗蝕劑圖案轉印至基材上。除了抗反射性能之外，高級底部抗反射涂層還為基材提供增強的圖案轉印性能。如美國專利號7，416，834中所述，當單層圖案轉印光刻方法，高蝕刻速率底部抗反射涂層維持光致抗蝕劑膜厚度時，則它可以充當在將圖像轉印至基材時的較厚的掩模。希望高折射率(η)抗反射化合物和包含此種高η化合物，具有高蝕刻速率的高折射率涂層來達到在浸潰光刻方法中轉印至基材的圖案的最佳分辨率和分布型。 因此，對于成像方法的改進的光刻性能需要更好的抗反射組合物以有效地達到圖案向基材的轉印以致線和空白圖案沒有缺陷例如駐波、底腳和浮渣。

發(fā)明內容
本發(fā)明申請人已經制備更有效的底部抗反射涂料。該抗反射涂料組合物包含折射率提高劑化合物。改進的抗反射基材涂料在光刻方法(特別是浸潰光刻)中達到高蝕刻速率。本發(fā)明提供包含具有式I的化合物(高折射率(η)提高劑化合物)、熱酸產生劑、至少一種聚合物和任選的交聯劑的組合物。本發(fā)明還提供使用所述組合物作為光刻方法中的基材用的抗反射涂料的方法，其中使用所提供的抗反射組合物達到高蝕刻速率。


圖I示出了可用來形成高η提高劑化合物結構的單體。圖2不出了聞η提聞劑廣物結構的實例。圖3示出了高折射率(η)聚合物產物的實例。發(fā)明概述本發(fā)明涉及包含至少一種聚合物樹脂、式I的化合物(其是高折射率“η”提高劑)和熱酸產生劑的新型抗反射組合物。所述組合物可以另外包含交聯劑或不含附加的交聯齊U。本發(fā)明還涉及使用此種組合物作為光刻方法中的抗反射基材涂料的方法。本發(fā)明涉及抗反射涂料組合物，包含a)式I的化合物，b)熱酸產生劑，(C)至少一
種聚合物，
權利要求
1.抗反射涂料組合物，包含a)以下式I的化合物，b)熱酸產生劑,和(C)至少一種聚合物，
2.權利要求I的抗反射涂料組合物，其中所述聚合物是交聯劑聚合物。
3.權利要求I的抗反射涂料組合物，其中所述聚合物是可交聯聚合物。
4.權利要求I的抗反射涂料組合物，還包含交聯劑。
5.權利要求4的抗反射涂料組合物，其中所述交聯劑選自交聯劑或交聯劑聚合物。
6.權利要求1-5中任一項的抗反射涂料組合物，其中所述熱酸產生劑選自碘銷■鹽、甲苯磺酸鹽或酯、苯磺酸鹽的衍生物和萘磺酸鹽的衍生物。
7.權利要求I的抗反射涂料組合物，其中所述任選的交聯劑選自蜜胺、羥甲基化物、甘脲、聚合物型甘脲、羥基烷基酰胺、環(huán)氧樹脂和環(huán)氧胺樹脂、封閉異氰酸酯和二乙烯基單體。
8.權利要求1-7中任一項的抗反射涂料組合物，其中所述組合物的折射率值在193nm下優(yōu)化到I. 9或以上。
9.權利要求8的抗反射涂料組合物,其中所述組合物的折射率值在193nm下優(yōu)化在大約I. 9-大約2. O的范圍內。
10.權利要求9的抗反射涂料組合物，其中所述組合物的折射率值在193nm優(yōu)化在大約I.91,1. 92,1. 93,1. 94,1. 95,1. 96 或 I. 97。
11.權利要求1-10中任一項的抗反射涂料組合物，其中k值在大約O.2-大約O. 7的范圍內。
12.在光致抗蝕劑上形成圖像的方法，包括 (a)用權利要求1-11中任一項的抗反射涂料組合物涂覆基材并烘烤； (b)在所述抗反射涂層的上面涂覆光致抗蝕劑膜的層并烘烤； (c)用曝光設備將所述光致抗蝕劑成像式曝光； (d)將在所述光致抗蝕劑中的圖像顯影；和 (e)任選地，在所述曝光步驟后烘烤所述基材。
13.權利要求12的方法，其中在13nm-250nm的波長下將所述光致抗蝕劑成像式曝光。
14.權利要求13的方法，其中在193nm的波長下將所述光致抗蝕劑成像式曝光。
15.權利要求12-14中任一項的方法，其中在大于90°C的溫度下烘烤所述抗反射涂層。
全文摘要
本發(fā)明提供了新型抗反射涂料組合物，所述抗反射涂料組合物包含a)式1的化合物，b)熱酸產生劑，(c)至少一種聚合物，(式1)(I)，其中U1和U2獨立地是C1-C10亞烷基；V選自C1-C10亞烷基、亞芳基和芳族亞烷基；W選自H、C1-C10烷基、芳基、烷芳基和V-OH；Y選自H、W和U3C(O)OW，其中U3獨立地是C1-C10亞烷基，m是1-10。還提供了使用所述組合物作為光刻方法中的基材的抗反射涂料的方法。
文檔編號G03F7/09GK102741753SQ201180007899
公開日2012年10月17日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權日2010年2月18日
發(fā)明者S·K·馬倫, 單檻會, 姚暉蓉, 林觀陽, 趙俊衍 申請人:Az電子材料美國公司