專利名稱：用于光刻蝕法的組合物和防反射涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于微電子應(yīng)用的組合物，特別是涉及用于微電子應(yīng)用的底部防反射涂層(或“BARCs”)。在微電子工業(yè)中，持續(xù)需要具有較小和更為限定的圖案的微芯片?，F(xiàn)在這些發(fā)展面臨的問題包括形成的光致抗蝕劑外形的劣化(這是由于在光致抗蝕劑層和基底的界面上的反射造成的)，和需要適應(yīng)較短暴露波長并且具有足夠的耐蝕刻性的薄抗蝕劑層。防反射涂層可以用于解決以上問題。制造防反射涂層的一種方法是通過化學(xué)氣相沉積(CVD)，這是昂貴的方法。需要簡化光刻法(lithography)工藝并避免使用防反射層的昂貴真空涂覆。因此，需要防反射涂層的組合物，該涂層關(guān)于抗蝕具有高蝕刻選擇性，并且可以通過旋涂法形成。
背景技術(shù)：
美國公開2009/ 0148789公開了含硅的有機涂層組合物，特別是防反射涂層組合物，該組合物包含發(fā)色團部分，例如苯基，該基團與Si原子隔開。該公開也公開了含硅的底層組合物，該組合物作為液體(有機溶劑)組合物配制，并且其中溶劑組分中的至少一種溶劑包含羥基。
美國公開2007/0185298公開了可固化的有機硅酸酯組合物，使用其形成制造電子裝置的一個或多個層。該組合物包括以下(a)具有至少一個基團的烷氧基或酰氧基硅烷，所述基團包含烯鍵式不飽和度并且鍵接于硅原子；(b)具有至少一個基團的烷氧基或酰氧基硅烷，該基團包含芳環(huán)并且鍵接于硅原子；(C)潛在酸催化劑；和(d)至少一個鍵接于硅原子的C1-C6烷基的任選的烷氧基或酰氧基硅烷。
美國專利5，621，034公開了儲存穩(wěn)定的組合物，包括以下(A)具有鍵接于硅原子的羥基和/或烷氧基的有機聚硅氧烷樹脂；和⑶穩(wěn)定劑，選自以下=(Bl)具有至少兩個羧基的脂族多羧酸，和(B2)具有至少兩個羧基的脂族多羧酸的羧酸酐。
國際公開W02009/088600公開了用于防反射涂層的硅倍半氧烷樹脂，其中硅倍半氧烷樹脂具有下式(PhSi0(3_x)/2(0R' )x)m(HSi0(3_x)/2(0R' )x)n(MeSiO(3_x)/2 (OR ' )x) o(RSi0(3_x)/2(0R' )x)p(R2SiO(3_x)/20R' )x)QO 在該式中，Ph 是苯基；Me 是甲基；R 選自含硫的有機官能團是氫原子或具有I至4個碳原子的烴基團；R2選自酯基、聚醚基團；和聚環(huán)氧乙烷基團；x的值為0、1或2 ;m的值為O. 01至O. 97 ；n的值為O. 01至O. 97 ；o的值為O.01 至 O. 97 p 的值為 O. 01 至 O. 97 ；q 的值為 O 至 O. 96 ；m+n+o+p+q ^ I。
美國專利7，417，104公開了包含以下組分的形成多孔膜的組合物(A)通過具有式⑴=R1n-S1-R^n的可水解硅烷的水解縮合獲得的聚合物。在該式中，R1是單價有機基團或氫，R2是可水解基團或羥基(η是整數(shù)O至3)，其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物，條件是至少一種硅化合物具有作為R1的有機可交聯(lián)基團。
美國公開2010/0086872公開了用于形成含金屬氧化物的膜的“熱固性含金屬氧化物的形成膜的組合物”，該膜在用于光刻法的多層抗蝕劑法中形成?！盁峁绦院饘傺趸锏男纬赡さ慕M合物”包含至少以下組分=(A)含金屬氧化物的化合物，通過可水解硅化合物和可水解金屬化合物的水解縮合反應(yīng)獲得；(B)熱交聯(lián)加速劑；(C)具有I至30個碳原子的單價、二價、或高級有機酸；(D)三價或高級醇；和(E)有機溶劑。
美國專利6，268，457公開了用于深度紫外光刻蝕法(photolithography)的防反射涂層材料，其包括結(jié)合進玻璃上結(jié)網(wǎng)(spin-on-glass)材料的一種或多種有機染料。適宜的染料在小于260nm的波長附近例如248nm和193nm的波長范圍強烈吸收光，這可以用于光刻蝕法。制備染色的玻璃上結(jié)網(wǎng)材料的方法包括在合成玻璃上結(jié)網(wǎng)材料的過程中使一種或多種有機染料與烷氧基硅烷反應(yīng)物結(jié)合。
美國公開2005/0277058公開了形成防反射膜的組合物，其包含有機溶劑、交聯(lián)劑、和包含光吸收基團的聚合物，該聚合物通過使多于一種類型的硅化合物、交聯(lián)基團、和非交聯(lián)基團水解和縮合得到。
美國公開2010/0210765公開了形成抗蝕劑底層膜的組合物。形成抗蝕劑底層膜的組合物包含以下組分在主鏈中具有硅原子的聚合物；具有多環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物；和有機溶劑。具有多環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物具有至少兩個羧基作為取代基；這兩個羧基單獨地鍵接于彼此鄰近的兩個碳原子，形成多環(huán)結(jié)構(gòu)；兩個羧基都具有內(nèi)向構(gòu)型或外向構(gòu)型，或具有順式構(gòu)型。在主鏈中具有硅原子的聚合物可以由烷氧基硅烷的混合物形成。
防反射膜和/或其它電子應(yīng)用的另外的組合物公開于以下參考文獻美國專利 7303785，7736837，5100503 ;美國公開 2005/0031964，和 2009/0148789。
但是，本領(lǐng)域常規(guī)含硅的BARC組合物對于小的關(guān)鍵尺寸圖案(〈lOOnm)缺乏合適的光學(xué)性質(zhì)和光刻性能。而且，一些常規(guī)組合物包含昂貴的和/或不穩(wěn)定的組分。例如，一些組合物包含“含S1-H的”化合物，這通?？膳c自由基和可與含羥基的化合物(如醇和水) 反應(yīng)。一些組合物包含有機染料，這會增加與制造這樣的組合物有關(guān)的成本。一些組合物包含昂貴的POSS(多面體低聚倍半硅氧烷((RSiOl. 5)8)。一些組合物包含環(huán)氧倍半硅氧烷，這可能導(dǎo)致圖案缺陷，例如浮渣(scum)。
因此，仍需要用作防反射層組合物的組合物，該組合物可以用于形成較小和較為限定的光刻圖案。進一步需要關(guān)于蝕刻抗蝕劑層具有高蝕刻選擇性的這樣的組合物。進一步需要可以使用旋涂法形成為防反射層的有成本效益的組合物。這些需要和其它需要已經(jīng)由以下的本發(fā)明滿足。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供包含至少以下組分的第一組合物
A)選自式I的化合物Fl
權(quán)利要求
1.第一組合物，包含至少以下組分 A)選自式I的化合物Fl
2.權(quán)利要求1的第一組合物，包含大于或等于5被％的31，基于化合物F1、F2、F3和F4的總重量。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的第一組合物，其中化合物F2和化合物F4的總摩爾量大于或等于40摩爾％，基于化合物F1、F2、F3和F4的總摩爾數(shù)。
4.前述權(quán)利要求中任一項的第一組合物，其中化合物F4的存在量大于10摩爾％，基于化合物F1、F2、F3和F4的總摩爾數(shù)。
5.前述權(quán)利要求中任一項的第一組合物，其中化合物Fl的存在量大于10摩爾％，基于化合物F1、F2、F3和F4的總摩爾數(shù)。
6.前述權(quán)利要求中任一項的第一組合物，其中化合物F4的存在量小于65摩爾％，基于化合物F1、F2、F3和F4的總摩爾數(shù)。
7.由前述權(quán)利要求中任一項的第一組合物形成的預(yù)聚物。
8.第二組合物，其包含權(quán)利要求7的預(yù)聚物；和以下物質(zhì)中的至少一種含胺的化合物，含齒素的化合物，氫氯化物，含銨的化合物，或其混合物。
9.由權(quán)利要求8的第二組合物形成的交聯(lián)的組合物。
10.包含至少一個由前述權(quán)利要求中任一項的組合物形成的部件的制品。
11.包含至少一個由權(quán)利要求1-9中任一項的組合物形成的層的膜。
12.權(quán)利要求11的膜，還包含由包含聚合物的第三組合物形成的第二層。
13.在基底上形成涂層的方法，所述方法包括至少以下步驟 提供基底， 在所述基底上形成底層，其中所述底層包含至少一種聚合物， 將權(quán)利要求1-6中任一項的第一組合物或權(quán)利要求8的第二組合物施涂在所述底層上,和 使第一組合物或第二組合物固化形成所述涂層。
14.權(quán)利要求13的方法，其中將第一組合物或第二組合物的多個層施涂在所述底層上。
15.權(quán)利要求13或權(quán)利要求14的方法，其中所述涂層是防反射層。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于光刻蝕法的組合物和防反射涂層。本發(fā)明提供包含至少以下組分的第一組合物A)選自式1的化合物F1(式1)，其中Ra包括一個或多個多重鍵，條件是，如果Ra包括多于一個多重鍵，那么這些多重鍵不為共軛的構(gòu)型；和R1、R2、和R3各自獨立地選自烷氧基、羥基、鹵素、OC(O)R、或OC(O)OR，其中R是烷基或取代的烷基；和B)選自式2的化合物F2(式2)，其中Rb選自H或飽和的基團，所述飽和的基團包括烷基、烷撐、或烷叉；R4、R5、和R6各自獨立地選自烷氧基、羥基、鹵素、OC(O)R、或OC(O)OR，其中R是烷基或取代的烷基；和C)選自式3的化合物F3(式3)，其中Rc包括一個或多個多重鍵，并且這些多重鍵為共軛的構(gòu)型；R7、R8、和R9各自獨立地選自烷氧基、羥基、鹵素、OC(O)R、或OC(O)OR，其中R是烷基或取代的烷基；和D)選自式4的化合物F4(式4)，其中R10、R11、R12、和R13各自獨立地選自烷氧基、羥基、鹵素、OC(O)R、或OC(O)OR，其中R是烷基或取代的烷基。
文檔編號G03F7/004GK103031059SQ201210355169
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者饒袁橋, R.L.奧格, J.D.韋弗, P.J.波帕, R.M.詹金斯, C.P.沙利文, J.P.伊萬斯, C.W.基亞里, Y.N.斯里瓦斯塔瓦, 小杰弗里.L.芬頓 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責任公司, 羅姆哈斯電子材料有限責任公司