能显影的底部抗反射涂层的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在使用光致抗蚀剂的光刻图案形成中采用的交联剂，还涉及含有所述 交联剂并用于形成底部抗反射涂层的组合物以及，并且还涉及采用所述组合物的底部抗反 射涂层形成方法。另外，本发明进一步涉及由所述组合物形成的底部抗反射涂层。
【背景技术】
[0002] 在半导体器件的生产中，微加工一般是根据光刻技术通过使用光致抗蚀剂来进行 的。微加工的过程包含：在半导体基板如硅晶圆上形成一薄层光致抗蚀剂层；使用对应于 目标器件图案的掩模图案覆盖所述层；通过所述掩模图案将所述层暴露于活性光如UV光 下；将经曝光的层显影以获得光致抗蚀剂图案；和通过使用光致抗蚀剂图案作为保护膜对 基板进行蚀刻，以形成对应于上述图案的微细凹凸。由于半导体器件的集成度近来一直在 加大，所述曝光往往是通过使用非常短波长的光来进行的，例如KrF准分子激光（波长： 248nm)、ArF准分子激光（波长：193nm)或极端UV光（波长：13. 5nm)。但是，上述光刻工 艺通常具有光致抗蚀剂图案的尺寸精度降低的问题。所述尺寸精度降低是由从基板反射的 光的驻波和/或由于基板的粗糙度引起的曝光用光的漫反射所造成的。另外，如果使用非 常短波长的光如极端UV光来进行曝光时，抗蚀剂层可能受到置于其下方的基板释放出的 气体的不利影响。为了应对这些问题，许多研宄人员均在研宄提供在光致抗蚀剂层和基板 之间的底部抗反射涂层。底部抗反射涂层需要具有各种性能。例如，优选底部抗反射涂层 能够在很大程度上吸收用于光致抗蚀剂曝光的辐射以防止漫反射等以便经曝光和显影的 光致抗蚀剂能够具有垂直于基板表面的横截面，并且不溶于光致抗蚀剂组合物中含有的溶 剂（即，不引起互混）。互混是特别严重的，因为其经常给光致抗蚀剂层与底部抗反射涂层 之间的界面带来不利影响。因此，互混容易使得难以控制光致抗蚀剂的图案或形状。
[0003] 底部抗反射涂层通常由热交联性组合物形成，由此防止与施加于其上的光致抗蚀 剂互混。因此，所形成的涂层一般不溶于用来显影光致抗蚀剂的显影溶液。因此，一般而言， 在半导体基板的加工之前，必须通过干蚀刻来去除抗反射涂层（参见，例如，专利文献1)。
[0004] 然而，当通过干蚀刻来去除所述涂层时，光致抗蚀剂往往与所述涂层一起被部分 地去除。这使得难以维持足够厚度的光致抗蚀剂以加工基板。
[0005] 有鉴于此，期望提供一种底部抗反射涂层，其充分地溶解于用来显影光致抗蚀剂 的显影溶液并因此能够与光致抗蚀剂一起显影和去除。为了满足这种需求，研宄人员已经 研宄了能够与光致抗蚀剂一起显影和去除的底部抗反射涂层。
[0006] 例如，已经研宄使羟基或羧酸与乙烯基醚的反应从而形成可与光致抗蚀剂一起显 影和去除的底部抗反射涂层（专利文献2)。但是，这种方法在图案形成中具有由底部抗反 射涂层形成的浮渣的问题。
[0007] 现有技术文献
[0008] [专利文献1]美国专利号6156479
[0009][专利文献2]日本未审专利申请公开号（特表）2008-501985
【发明内容】
[0010] 本发明要解决的问题
[0011] 考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种交联剂，其能够防止浮渣从底部抗反 射涂层形成。另外，本发明的另一个目的是提供一种能够形成底部抗反射涂层而较少形成 浮渣的组合物。
[0012] 解决所述问题的方法
[0013] 本发明涉及一种由下式（1)表示的交联剂：
【主权项】
1. 一种由下式⑴表不的夺滕剂！
其中 E1~E 3各自独立地选自于由碳原子和氮原子组成的组，但是它们中的至少一个是氮原 子； F1~F 3各自独立地选自于由氧原子和硫原子组成的组； G1~G 3各自独立地选自于由乙烯氧基、N-甲氧基甲基酰胺基团和氢原子组成的组，但 是它们中的至少一个是乙烯氧基或N-甲氧基甲基酰胺基团；并且 P1~P 3各自独立地选自于包括〇的整数，但是它们中的至少任何两个至少为1或大于 1〇
2. 根据权利要求1所述的交联剂，其中E 1~E 3均为氮原子。
3. -种用于制备根据权利要求1所述的交联剂的方法，其特征在于， 使由下式（2)表示的化合物和由下式（3)表示的化合物与碱性化合物反应，
其中E1~E3各自独立地选自于由碳原子和氮原子组成的组，但是它们中的至少一个是 氮原子；且F1~F 3各自独立地选自于由氧原子和硫原子组成的组；
其中X选自于由氯原子、溴原子和碘原子组成的组；G为乙烯氧基或N-甲氧基甲基酰 胺基团；且P为〇以上的整数。
4. 一种用于形成底部抗反射涂层的组合物，其包含： 溶剂， 根据权利要求1或2所述的交联剂，和 由下式（4)表示的聚合物： 其中，A和B分别是由下式（A)和（B)表示的重复单元；
其中，R1和R2各自独立地是从由氢原子和烷基组成的组中选择的基团； L是从由单键、具有一个以上碳原子的直链及支链亚烷基、和COO组成的组中选择的连 接基团； Y是含有一个以上苯环的芳香族基团，但是该芳香族基团可以具有或不具有从由烷基、 芳基、卤素原子、烷氧基、硝基、醛、氰基、酰胺、二烷基氨基、磺酰胺、酰亚胺基、羧基、羧酸 酯、磺基、磺酸酯、烷基氨基和芳基氨基组成的组中选择的取代基，并且所述芳香族基团中 含有的苯环之一可以被替换为醌环；并且 Z是从由R3COOR4和R 3OR4组成的组中选择的基团，其中R 3是从由单键、氧原子、芳香环 和具有一个以上碳原子且可以被氟原子取代的直链及支链亚烷基组成的组中选择的基团， 并且其中R4是从由氢原子、取代的烃基和非取代的烃基组成的组中选择的基团； 所述重复单元A和B可以无规连接或形成嵌段， 所述重复单元A和B各自可以是两种以上具有不同结构的重复单元的组合，并且 m和η是表示聚合度的数字并且分别为10以上的数和0以上的数。
5. 根据权利要求4所述的用于形成底部抗反射涂层的组合物，进一步包含光酸产生 剂。
6. -种底部抗反射涂层，其是通过将权利要求4所述的用于形成底部抗反射涂层的组 合物浇铸在基板上并且加热来形成的。
7. -种图案形成方法，包括： 将权利要求4所述的用于形成底部抗反射涂层的组合物浇铸在半导体基板上，然后对 其进行焙烧以形成底部抗反射涂层； 在底部抗反射涂层上形成光致抗蚀剂层； 将覆盖有底部抗反射涂层和光致抗蚀剂层的半导体基板曝光；和 使用显影溶液对经曝光的基板进行显影。
8. 根据权利要求7所述的图案形成方法，其中所述曝光是通过使用13. 5~248nm波长 范围内的光来进行的。
【专利摘要】本发明提供一种能够防止浮渣从底部抗反射涂层形成的交联剂，并且还提供了一种用于形成含有所述交联剂的底部抗反射涂层的组合物。所述交联剂是具有至少一个乙烯氧基或N-甲氧基甲基酰胺基团的含氮芳香族化合物，并且所述组合物含有所述交联剂。E1～E3各自独立地选自于由碳原子和氮原子组成的组，但是它们中的至少一个是氮原子；F1～F3各自独立地选自于由氧原子和硫原子组成的组；G1～G3各自独立地选自于由乙烯氧基、N-甲氧基甲基酰胺基团和氢原子组成的组，但是它们中的至少一个是乙烯氧基或N-甲氧基甲基酰胺基团；并且p1～p3各自独立地选自于包括0的整数，但是它们中的至少任何两个至少为1或大于1。
【IPC分类】C07D251-38, G03F7-09, C07D251-30, C09D139-04
【公开号】CN104736523
【申请号】CN201380049311
【发明人】中杉茂正, 宫崎真治, M·帕德马纳班, A·D·迪奥塞斯
【申请人】Az电子材料（卢森堡）有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年9月26日
【公告号】EP2895468A2, US8900797, US20140087311, WO2014049420A2, WO2014049420A3