专利名称：用于光刻蚀法的组合物和防反射涂层的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于微电子应用的组合物，特别是涉及用于微电子应用的底部防反射涂层(或“BARCs”)。在微电子工业中，持续需要具有较小和更为限定的图案的微芯片。现在这些发展面临的问题包括形成的光致抗蚀剂外形的劣化(这是由于在光致抗蚀剂层和基底的界面上的反射造成的)，和需要适应较短暴露波长并且具有足够的耐蚀刻性的薄抗蚀剂层。防反射涂层可以用于解决以上问题。制造防反射涂层的一种方法是通过化学气相沉积(CVD)，这是昂贵的方法。需要简化光刻法(lithography)工艺并避免使用防反射层的昂贵真空涂覆。因此，需要防反射涂层的组合物，该涂层关于抗蚀具有高蚀刻选择性，并且可以通过旋涂法形成。
背景技术：
美国公开2009/ 0148789公开了含硅的有机涂层组合物，特别是防反射涂层组合物，该组合物包含发色团部分，例如苯基，该基团与Si原子隔开。该公开也公开了含硅的底层组合物，该组合物作为液体(有机溶剂)组合物配制，并且其中溶剂组分中的至少一种溶剂包含羟基。
美国公开2007/0185298公开了可固化的有机硅酸酯组合物，使用其形成制造电子装置的一个或多个层。该组合物包括以下(a)具有至少一个基团的烷氧基或酰氧基硅烷，所述基团包含烯键式不饱和度并且键接于硅原子；(b)具有至少一个基团的烷氧基或酰氧基硅烷，该基团包含芳环并且键接于硅原子；(C)潜在酸催化剂；和(d)至少一个键接于硅原子的C1-C6烷基的任选的烷氧基或酰氧基硅烷。
美国专利5，621，034公开了储存稳定的组合物，包括以下(A)具有键接于硅原子的羟基和/或烷氧基的有机聚硅氧烷树脂；和⑶稳定剂，选自以下=(Bl)具有至少两个羧基的脂族多羧酸，和(B2)具有至少两个羧基的脂族多羧酸的羧酸酐。
国际公开W02009/088600公开了用于防反射涂层的硅倍半氧烷树脂，其中硅倍半氧烷树脂具有下式(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 在该式中，Ph 是苯基；Me 是甲基；R 选自含硫的有机官能团是氢原子或具有I至4个碳原子的烃基团；R2选自酯基、聚醚基团；和聚环氧乙烷基团；x的值为0、1或2 ;m的值为O. 01至O. 97 ；n的值为O. 01至O. 97 ；o的值为O.01 至 O. 97 p 的值为 O. 01 至 O. 97 ；q 的值为 O 至 O. 96 ；m+n+o+p+q ^ I。
美国专利7，417，104公开了包含以下组分的形成多孔膜的组合物(A)通过具有式⑴=R1n-S1-R^n的可水解硅烷的水解缩合获得的聚合物。在该式中，R1是单价有机基团或氢，R2是可水解基团或羟基(η是整数O至3)，其水解产物或其部分缩合产物，条件是至少一种硅化合物具有作为R1的有机可交联基团。
美国公开2010/0086872公开了用于形成含金属氧化物的膜的“热固性含金属氧化物的形成膜的组合物”，该膜在用于光刻法的多层抗蚀剂法中形成。“热固性含金属氧化物的形成膜的组合物”包含至少以下组分=(A)含金属氧化物的化合物，通过可水解硅化合物和可水解金属化合物的水解缩合反应获得；(B)热交联加速剂；(C)具有I至30个碳原子的单价、二价、或高级有机酸；(D)三价或高级醇；和(E)有机溶剂。
美国专利6，268，457公开了用于深度紫外光刻蚀法(photolithography)的防反射涂层材料，其包括结合进玻璃上结网(spin-on-glass)材料的一种或多种有机染料。适宜的染料在小于260nm的波长附近例如248nm和193nm的波长范围强烈吸收光，这可以用于光刻蚀法。制备染色的玻璃上结网材料的方法包括在合成玻璃上结网材料的过程中使一种或多种有机染料与烷氧基硅烷反应物结合。
美国公开2005/0277058公开了形成防反射膜的组合物，其包含有机溶剂、交联剂、和包含光吸收基团的聚合物，该聚合物通过使多于一种类型的硅化合物、交联基团、和非交联基团水解和缩合得到。
美国公开2010/0210765公开了形成抗蚀剂底层膜的组合物。形成抗蚀剂底层膜的组合物包含以下组分在主链中具有硅原子的聚合物；具有多环结构的化合物；和有机溶剂。具有多环结构的化合物具有至少两个羧基作为取代基；这两个羧基单独地键接于彼此邻近的两个碳原子，形成多环结构；两个羧基都具有内向构型或外向构型，或具有顺式构型。在主链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/或其它电子应用的另外的组合物公开于以下参考文献美国专利 7303785，7736837，5100503 ;美国公开 2005/0031964，和 2009/0148789。
但是，本领域常规含硅的BARC组合物对于小的关键尺寸图案(〈lOOnm)缺乏合适的光学性质和光刻性能。而且，一些常规组合物包含昂贵的和/或不稳定的组分。例如，一些组合物包含“含S1-H的”化合物，这通常可与自由基和可与含羟基的化合物(如醇和水) 反应。一些组合物包含有机染料，这会增加与制造这样的组合物有关的成本。一些组合物包含昂贵的POSS(多面体低聚倍半硅氧烷((RSiOl. 5)8)。一些组合物包含环氧倍半硅氧烷，这可能导致图案缺陷，例如浮渣(scum)。
因此，仍需要用作防反射层组合物的组合物，该组合物可以用于形成较小和较为限定的光刻图案。进一步需要关于蚀刻抗蚀剂层具有高蚀刻选择性的这样的组合物。进一步需要可以使用旋涂法形成为防反射层的有成本效益的组合物。这些需要和其它需要已经由以下的本发明满足。发明内容
本发明提供包含至少以下组分的第一组合物
A)选自式I的化合物Fl
权利要求
1.第一组合物，包含至少以下组分 A)选自式I的化合物Fl
2.权利要求1的第一组合物，包含大于或等于5被％的31，基于化合物F1、F2、F3和F4的总重量。
3.权利要求1或权利要求2的第一组合物，其中化合物F2和化合物F4的总摩尔量大于或等于40摩尔％，基于化合物F1、F2、F3和F4的总摩尔数。
4.前述权利要求中任一项的第一组合物，其中化合物F4的存在量大于10摩尔％，基于化合物F1、F2、F3和F4的总摩尔数。
5.前述权利要求中任一项的第一组合物，其中化合物Fl的存在量大于10摩尔％，基于化合物F1、F2、F3和F4的总摩尔数。
6.前述权利要求中任一项的第一组合物，其中化合物F4的存在量小于65摩尔％，基于化合物F1、F2、F3和F4的总摩尔数。
7.由前述权利要求中任一项的第一组合物形成的预聚物。
8.第二组合物，其包含权利要求7的预聚物；和以下物质中的至少一种含胺的化合物，含齒素的化合物，氢氯化物，含铵的化合物，或其混合物。
9.由权利要求8的第二组合物形成的交联的组合物。
10.包含至少一个由前述权利要求中任一项的组合物形成的部件的制品。
11.包含至少一个由权利要求1-9中任一项的组合物形成的层的膜。
12.权利要求11的膜，还包含由包含聚合物的第三组合物形成的第二层。
13.在基底上形成涂层的方法，所述方法包括至少以下步骤 提供基底， 在所述基底上形成底层，其中所述底层包含至少一种聚合物， 将权利要求1-6中任一项的第一组合物或权利要求8的第二组合物施涂在所述底层上,和 使第一组合物或第二组合物固化形成所述涂层。
14.权利要求13的方法，其中将第一组合物或第二组合物的多个层施涂在所述底层上。
15.权利要求13或权利要求14的方法，其中所述涂层是防反射层。
全文摘要
本发明涉及用于光刻蚀法的组合物和防反射涂层。本发明提供包含至少以下组分的第一组合物A)选自式1的化合物F1(式1)，其中Ra包括一个或多个多重键，条件是，如果Ra包括多于一个多重键，那么这些多重键不为共轭的构型；和R1、R2、和R3各自独立地选自烷氧基、羟基、卤素、OC(O)R、或OC(O)OR，其中R是烷基或取代的烷基；和B)选自式2的化合物F2(式2)，其中Rb选自H或饱和的基团，所述饱和的基团包括烷基、烷撑、或烷叉；R4、R5、和R6各自独立地选自烷氧基、羟基、卤素、OC(O)R、或OC(O)OR，其中R是烷基或取代的烷基；和C)选自式3的化合物F3(式3)，其中Rc包括一个或多个多重键，并且这些多重键为共轭的构型；R7、R8、和R9各自独立地选自烷氧基、羟基、卤素、OC(O)R、或OC(O)OR，其中R是烷基或取代的烷基；和D)选自式4的化合物F4(式4)，其中R10、R11、R12、和R13各自独立地选自烷氧基、羟基、卤素、OC(O)R、或OC(O)OR，其中R是烷基或取代的烷基。
文档编号G03F7/004GK103031059SQ201210355169
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者饶袁桥, R.L.奥格, J.D.韦弗, P.J.波帕, R.M.詹金斯, C.P.沙利文, J.P.伊万斯, C.W.基亚里, Y.N.斯里瓦斯塔瓦, 小杰弗里.L.芬顿 申请人:陶氏环球技术有限责任公司, 罗姆哈斯电子材料有限责任公司