抗反射涂層組合物及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及抗反射涂層組合物，包含交聯劑和能夠通過該交聯劑交聯的可交聯的聚合物，其中該可交聯的聚合物包含結構(1)表示的單元，其中A是稠合芳環(huán)，B具有結構(2)，以及C是結構(3)的羥基聯苯，(2)和(3)，其中R1是C1-C4烷基且R2是C1-C4烷基。本發(fā)明還涉及使用該組合物形成圖像的方法。
【專利說明】抗反射涂層組合物及其方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請是2011年3月30日提交的13/075，749號申請的部分繼續(xù)申請，該申請的內容在此通過引用全部納入。
[0003]本發(fā)明涉及吸收性硬掩膜抗反射涂層組合物包含聚合物，其中該聚合物在該聚合物的骨架中包含至少一個苯基單元、至少一個羥基聯苯單元，以及至少一個取代或未取代的稠合芳環(huán)，以及使用該抗反射涂層組合物形成圖像的方法。該方法特別適用于采用深和極紫外(UV)區(qū)域中的福射的成像光刻膠。
[0004]光刻膠組合物用于制造小型化電子組件的顯微光刻法，例如在制造計算機芯片和集成電路中。通常，在這些方法中，光刻膠組合物膜的薄涂層首先施涂到基底材料(例如用于制造集成電路的硅基圓片)上。然后將經涂覆的基底烘烤以蒸發(fā)光刻膠組合物中的任何溶劑并將涂層固定到基底上。接著對基底經烘烤涂覆的表面進行輻射成像曝光。
[0005]這樣的輻射曝光在經涂覆的表面的曝光區(qū)域引起化學轉變?？梢姽狻⒆贤?UV)光、電子束和X-射線輻射能是當今常用于顯微光刻法的輻射類型。在這樣的成像曝光后，經涂覆的基底用顯影劑溶液處理以溶解和除去光刻膠經輻射曝光的或未曝光的區(qū)域。
[0006]向半導體器件小型化發(fā)展的趨勢使得使用對越來越低波長的輻射敏感的新的光刻膠，并也使得使用精密的多級體系以克服與所述小型化相關的困難。
[0007]光刻法中的吸收性抗反射涂層和底下的層用于消除光從高反射性基底背反射導致的問題。背反射的兩個主要缺點是薄膜干涉效應和反射性刻痕。薄膜干涉，或稱駐波，導致臨界線寬度尺寸上的變化，這時候由隨著光刻膠厚度變化光刻膠膜中的總光強度變化引起的，或者，反射和入射曝光輻射的干涉可以引起駐波效應，使輻射沿厚度的均勻性失調。反射性刻痕隨著光刻膠在含有形貌`特征的反射性基底上圖案化而變嚴重，該形貌特征使光散射通過光刻膠膜，導致線寬度變化，在極度情況中，形成完全喪失光刻膠的區(qū)域。涂覆在光刻膠之下并在反射性基底之上的抗反射涂層提供光刻膠的光刻性能上的顯著改進。典型地，底部抗反射涂層施涂到基底上，然后光刻膠層施涂到抗反射涂層上。將抗反射涂層固化以防止抗反射涂層和光刻膠之間的互混。將光刻膠成像曝光并顯影。曝光區(qū)域的抗反射涂層然后典型地利用各種蝕刻其它進行干蝕刻，光刻膠圖案由此轉移到基底。多層抗反射層和底下的層正被用于新的光刻技術中。在光刻膠不提供足夠的干蝕刻耐受性的情況下，對于光刻膠來說，優(yōu)選在基底蝕刻期間起硬掩膜作用并且高耐蝕刻性的底下的層或抗反射涂層，一種途徑是將硅摻入有機光刻膠層下的層。此外，另一種高碳含量抗反射或掩膜層加入該硅抗反射層之下，用于改進成像方法的光刻性能。硅層可為能旋涂的或通過化學氣相沉積來沉積。硅在其中采用O2蝕刻的工藝中是高耐蝕刻性的，并且通過為硅抗反射層下的有機掩膜層提供高碳含量，可以獲得非常大的縱橫比。因此，有機高碳掩膜層可以比其上的光刻膠或硅層厚得多。有機掩膜層可以作為較厚的膜使用并且與原始光刻膠相比可以提供較好的基底蝕刻掩膜。
[0008]本發(fā)明涉及新的有機可旋涂的抗反射涂層組合物或有機掩膜底下層，其具有高碳含量，并可以在光刻膠層和基底之間作為單層或多層的一層使用。典型地，該新的組合物可以用于形成基本上耐蝕刻性抗反射涂層、例如硅抗反射涂層之下的層。新型抗反射涂層(也稱為碳硬掩膜底下層)中的高碳含量允許以高縱橫比進行高分辨率圖像轉印。新型組合物可用于成像光刻膠，并且還可用于蝕刻基底。新型組合物能夠使從光刻膠到基底的圖像轉印良好地進行，并且還能減少反射和改善圖案轉印。此外，在抗反射涂層和涂覆于其上的膜之間基本上沒有互混。該抗反射涂層還具有良好的溶液穩(wěn)定性并形成具有良好涂層質量的膜，后者對于光刻法來說是特別有利的。
[0009]發(fā)明概述
[0010]本發(fā)明涉及抗反射涂層組合物，其包含交聯劑和可交聯的聚合物，其中該可交聯的聚合物包含結構(I)表示的單元:
[0011]
【權利要求】
1.含有交聯劑和交聯的聚合物的抗反射涂層組合物，其中所述交聯性聚合物包含結構(I)表示的單元
2.根據權利要求1的組合物，其中A具有結構(4)
3.根據權利要求1或2所述的組合物，其中所述組合物中的聚合物不含脂族多環(huán)部分。
4.根據權利要求1至3之一的組合物，其中所述聚合物還包含單元(5)
5.根據權利要求1至4之一所述的組合物，其中所述稠合芳烴具有2至5個芳環(huán)，優(yōu)選3或4個芳環(huán)，更優(yōu)選為芘。
6.根據權利要求1至5之一所述的組合物，其中所述組合物還含有酸產生劑，優(yōu)選熱酸產生劑。
7.根據權利要求1至6之一所述組合物，還包括表面活性劑和/或第二聚合物，所述第二聚合物優(yōu)選不含脂族多環(huán)。
8.根據權利要求1至7之一所述的聚合物，其碳含量為以固體含量計大于80重量％。
9.根據權利要求8所述的聚合物，其加熱到400°C后的碳含量以固體含量大于80重量％。
10.用于制造微電子器件的方法，包括: a)為基底提供根據權利要求1-9之一的抗反射涂層組合物的第一層； b)任選地，在所述第一防反射涂層組合物層上提供至少第二抗反射層； b)將光致抗蝕劑層涂覆于所述抗反射層上； c)成像曝光所述光致抗蝕劑層； d)用堿性顯影水溶液顯影所述光致抗蝕劑層。
11.根據權利要求10的方法，其中第一防反射涂層的k值在193nm時為約0.05至約.1.0。
12.根據權利要求10或11的方法，其中所述第二防反射涂層包含硅。
13.根據權利要求10至12之一的方法，其中所述第二抗反射層的k值在193nm時為約.0.05 至約 0.5。
14.根據權利要求10至13之一的方法，其中所述光致抗蝕劑能用約240納米至約12納米的輻射來成像。
15.根據權利要求10至14之一的方法，其中所述顯影溶液是包含氫氧化物堿的水溶液。
【文檔編號】C08G61/02GK103443161SQ201280015041
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月27日 優(yōu)先權日:2011年3月30日
【發(fā)明者】M·D·拉赫曼, D·麥肯齊, 單檻會, J·趙, S·K·穆倫, C·阿尼亞安迪格烏 申請人:Az電子材料美國公司