专利名称：包含稠合芳族环的抗反射涂料组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含在聚合物主链中含3个或更多个稠合芳族环的聚合物的吸收性抗反射涂料组合物，和使用所述抗反射涂料组合物形成图像的方法。该方法尤其可用于使用深和远紫外(uv)区域中的辐射使光致抗蚀剂成像。
背景技术：
光致抗蚀剂组合物用于缩微光刻方法，这些方法例如在计算机芯片和集成电路的制造中用于制造小型化电子元件。通常，在这些方法中，首先将光致抗蚀剂组合物的薄涂膜施加于基底材料上，例如用于制造集成电路的硅基晶片上。然后烘烤该已涂覆的基材以使该光致抗蚀剂组合物中的任何溶剂蒸发并将涂层固定到基材上。让该基材的被烘烤的涂覆表面接下来经历对辐射的成像式曝光。这种辐射曝光引起涂覆表面的曝光区域发生化学转变。目前，可见光、紫外(UV) 光、电子束和X射线辐射能是缩微光刻方法中常用的辐射类型。在这一成像式曝光之后，用显影剂溶液处理已涂覆的基材以溶解和除去光致抗蚀剂的已辐射曝光或未曝光的区域。半导体器件小型化的趋势已经导致使用对越来越低的辐射波长敏感的新型光致抗蚀剂，并也导致使用尖端多级体系来克服与此类小型化有关的困难。光刻法中的吸收性抗反射涂层和垫层用来削弱由光从高度反射性基材的背反射引起的问题。背反射性的两个主要缺点是薄膜干涉效应和反射性缺口。薄膜干涉或驻波导致随着光致抗蚀剂厚度改变由光致抗蚀剂膜中的总光强度的偏差所引起的临界线宽尺寸变化，或者反射和入射的曝光辐射的干涉可能引起驻波效应，该驻波效应使整个厚度上辐射的均一性扭曲。当在包含表面形貌特征的反射性基材上方将光致抗蚀剂图案化时，反射性缺口变得严重，该表面形貌特征将通过光致抗蚀剂膜的光散射，从而导致线宽偏差，并且在极端情形下，形成具有完全光致抗蚀剂损失的区域。涂在光致抗蚀剂下方且在反射性基材上方的抗反射涂层在光致抗蚀剂的光刻性能方面提供显著的改进。通常，将底部抗反射涂层施加在基材上，然后将光致抗蚀剂的层施加在抗反射涂层的上面。使抗反射涂层固化以防止抗反射涂层和光致抗蚀剂之间的掺合。将光致抗蚀剂成像式曝光和显影。然后通常使用各种蚀刻气体干蚀刻曝光区域中的抗反射涂层并如此将光致抗蚀剂图案转印至基材上。在新型光刻技术中一直使用多个抗反射层和垫层。在光致抗蚀剂不提供足够的耐干蚀刻性的情况下，充当硬掩模并在基材蚀刻期间高度耐蚀刻的光致抗蚀剂用垫层或抗反射涂层是优选的，并且一种途径曾是将硅结合到位于有机光致抗蚀剂层下方的层中。此外，将另一个高碳含量抗反射或掩模层添加在所述硅抗反射层下方，它用来改进成像方法的光刻性能。所述硅层可以是可旋涂的或可以通过化学气相沉积加以沉积。硅在其中使用O2蚀刻的方法中是高度耐蚀刻的，并通过在硅抗反射层下方提供具有高碳含量的有机掩模层，可以获得非常大的纵横比。因此，有机高碳掩模层可以比它上面的光致抗蚀剂或硅层厚很多。 有机掩模层可以作为更厚的膜使用并且可以提供比原始光致抗蚀剂更好的基材蚀刻掩蔽作用。
发明内容
本发明涉及新型有机可旋涂抗反射涂料组合物或有机掩模垫层，其具有高碳含量和高耐干蚀刻性，并且可以在光致抗蚀剂层和基材之间作为多个层之一的单层使用。通常， 所述新型组合物可以用来形成在基本上耐蚀刻的抗反射涂层，例如硅抗反射涂层下方的层。所述新型抗反射涂层，亦称碳硬掩模垫层中的高碳含量允许具有高纵横比的高分辨率图像转印。所述新型组合物可用于使光致抗蚀剂成像，此外还可用于蚀刻基材。所述新型组合物能够实现从光致抗蚀剂到基材的良好图像转印，此外还减少反射和增强图案转印。此外，在抗反射涂层和涂在该涂层上的膜之间基本上不存在掺合。所述抗反射涂层还具有良好的溶液稳定性并且形成具有良好涂层质量的膜，后者尤其对于光刻是有利的。发明概述本发明涉及包含新型聚合物的新型有机可旋涂掩模层和抗反射涂料组合物，其中所述聚合物包含(i)至少一种结构(1)的在聚合物的主链中的具有三个或更多个稠合芳族环的单元，(ii)至少一种结构O)的在聚合物主链中的芳族单元环，其中所述芳族环具有侧亚烷基(稠合芳族)基团和侧羟基，和，(iii)至少一种结构(3)的在聚合物主链中的具有脂族结构部分的单元。
权利要求
1.有机可旋涂抗反射涂料组合物，包含具有以下单元的聚合物(i)至少一种结构(1) 的在聚合物主链中的具有三个或更多个稠合芳族环的单元，(ii)至少一种结构O)的在聚合物主链中的芳族环单元，其中所述芳族环具有侧亚烷基(稠合芳族)基团和侧羟基，和， (iii)至少一种结构(3)的在聚合物主链中的含脂族结构部分的单元，
2.权利要求1的组合物，其中所述含稠合芳族环的单元Fr1具有大约3-大约8个芳族环或4个或更多个芳族环。
3.权利要求1或2的组合物，其中所述含稠合芳族环的单元Fr1选自
4.权利要求1-3中任一项的组合物，其中所述脂族结构部分B选自直链亚烷基、支链亚烷基和亚环烷基中的至少一种或是被至少一个选自如下的基团取代的亚烷基羟基、羟烷基、羟基烷芳基、羧酸、羧酸酯、烷基醚、烷氧基烷基、醚、商代烷基、烷基碳酸酯、烷基醛，和酮，或包含取代或未取代的环烯基。
5.权利要求1-4中任一项的组合物，还包含至少一种在聚合物主链中的芳族单元，其中所述芳族单元具有侧羟基。
6.权利要求1-5中任一项的组合物，其中Ar进一步被C1-C4烷基取代。
7.权利要求1-6中任一项的组合物，其中所述脂族结构部分是未取代的亚烷基和取代的亚烷基的混合物。
8.权利要求1-7中任一项的组合物，其中所述单元(iii)形成包含多于1个环脂族单元的嵌段单元。
9.权利要求1-8中任一项的组合物，其中所述聚合物还包含这样的单体单元，即该单体单元包含选自未取代的苯酚、取代的苯酚、未取代的萘酚、取代的萘酚、未取代的联苯和取代的联苯中至少一种的基团。
10.根据权利要求1-9中任一项的组合物，其中所述含脂族结构部分的单元具有能与交联剂反应的位点并且其中所述组合物可以进一步包含交联剂和/或酸产生剂。
11.权利要求1-10中任一项的组合物，其中所述组合物是不可光致成像的。
12.制造微电子器件的方法，包括a)提供具有权利要求1-11中任一项的抗反射涂料组合物的第一层的基材；b)任选地，在该第一抗反射涂料组合物层上至少提供第二抗反射涂层；c)在该抗反射涂层上面涂覆光致抗蚀剂层；d)将该光致抗蚀剂层成像式曝光；e)用水性碱性显影液将该光致抗蚀剂层显影。
13.权利要求12的方法，其中所述第二抗反射涂层含硅。
14.权利要求12或13的方法，其中所述光致抗蚀剂能采用大约MOnm-大约12nm的辐射或纳米压印成像。
15.权利要求12的方法，进一步包括干蚀刻在所述光致抗蚀剂下方的一个或多个层的步骤。
全文摘要
本发明涉及有机可旋涂抗反射涂料组合物，包含具有以下单元的聚合物(i)至少一种结构(1)的在聚合物主链中的具有稠合芳族环的单元，(ii)至少一种结构(2)的在聚合物主链中的芳族单元环，其中所述芳族环具有侧亚烷基(稠合芳族)基团和侧羟基，和，(iii)至少一种结构(3)的在聚合物主链中的含脂族结构部分的单元，其中，Fr1是具有3个或更多个稠合芳族环的取代或未取代的稠合芳族环结构部分，Fr2是具有2个或更多个稠合芳族环的稠合芳族环结构部分，Ar是取代或未取代的芳族环结构部分，R′和R″独立地选自氢和C1-C4烷基，y＝1-4，B是取代或未取代的脂族结构部分，R1选自氢或芳族结构部分。本发明进一步涉及本发明组合物的成像方法。
文档编号G03F7/09GK102197087SQ200980141913
公开日2011年9月21日 申请日期2009年3月30日 优先权日2008年11月13日
发明者C·安亚戴格伍, D·麦肯齐, M·D·拉曼 申请人:Az电子材料美国公司