[发明专利]抗反射硬掩模组合物及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及在平版印刷工艺中有用的具有抗反射性能的硬掩模组合物，且更具体地，涉及包含聚合物的硬掩模组合物，该聚合物在电磁波谱的短波长区域(例如，157、193和248nm)具有强吸收。

背景技术

由于对较小型微电子装置的不断需求，需要减小在微电子和其它相关产业中结构形状的尺寸。为此目的，有效的平版印刷技术对于获得微电子结构尺寸的减小是重要的。

传统的平版印刷工艺包括构图式(pattern-wise)辐射曝光光增感抗蚀剂(resist)，以形成构图的抗蚀剂层。然后，通过使曝光的抗蚀剂层与合适的显影物质(例如，碱性显影水溶液)接触，去除抗蚀剂图案的某些部分，来显影所得的图像。然后，可通过抗蚀剂中的开口蚀刻抗蚀剂下面的材料，将图案转移至下面的基底。转移图案后，可将抗蚀剂的剩余部分去除。

为在平版印刷中获得较好的分辨率，可使用抗反射涂层(ARC)，来最小化成像层(如光增感抗蚀剂)与下层间的反射率。然而，在一些平版印刷成像工艺中，抗蚀剂不提供足够的抗蚀性来有效地将希望的图案转移到抗蚀剂下面的层。因此，所谓的硬掩模层可用作构图的抗蚀剂层与待构图的下面的材料间的中间层。硬掩模层从构图的抗蚀剂层接收图案，应该能够经受得住所需的蚀刻工艺，该蚀刻工艺将图案转移至下面的材料。

尽管大量的硬掩模材料是已知的，但仍需要改进硬掩模组合物。由于传统的硬掩模材料常常难以涂布到基底上，可能需要使用化学和物理蒸气沉积，特殊溶剂和/或高温烘焙。需要可通过旋涂技术涂布的硬掩模组合物，该组合物的涂布不需要高温烘焙。可容易地选择性地蚀刻到上面的光致抗蚀剂，同时对构图下面的层所需的蚀刻工艺具有耐性的硬掩模组合物也是需要的。还需要提供优越的储存性能并避免与成像抗蚀剂层间的不希望的相互作用的硬掩模组合物。还需要在较短波长处，如157、193和247nm对辐射尤其具有耐性的硬掩模组合物。

发明内容

技术方案

在本发明的一些实施方案中，抗反射硬掩模组合物包含：

a)聚合物组分，其包含第一单体单元和第二单体单元，其中，所述第一单体单元和所述第二单体单元均包含芳基，且其中所述第一单体单元和所述第二单体单元中的至少一种包含酚基；

b)交联组分；和

c)酸性催化剂。

在一些实施方案中，第一单体单元包含芴基或亚芴基，并且第二单体单元包含酚基。

在一些实施方案中，第一单体单元具有式I的结构。

且第二单体单元具有式II的结构。

其中

R₁和R₂可以各自独立地为氢或烷基；

R₃和R₄可以各自独立地为氢、交联官能团、发色团或它们的任意组合；

R₅可为亚烷基、苯基二亚烷基、苯基亚烷基或它们的任意组合；

并且m和n是正整数。

在本发明的一些实施方案中，在基底上形成构图材料层的方法包括

(a)在材料层上形成抗反射硬掩模层，其中所述的硬掩模层包括上述的组合物；

(b)在所述抗反射层上形成对辐射敏感的成像层；

(c)辐射曝光所述成像层；

(d)显影所述成像层和所述抗反射层，以露出一部分所述材料层；和

(e)蚀刻所述材料层的露出部分。

此外，在本发明的一些实施方案中，提供了根据本发明方法制造的半导体集成电路。

具体实施方式

下面更充分地描述了本发明。然而，可以许多不同的形式体现本发明，不应认为本发明限于这里阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案是为了使本公开更全面和充分，并将本发明的范围充分地表达给本领域技术人员。

应理解，当提到一个元件或层在另一元件或层“之上”时，它能直接在其它元件或层上，连接到或耦合到其它元件或层，或者，也可存在插入元件或层。相反，当提到元件“直接在另一元件或层上”，“直接连接”或“直接耦合”到另一元件或层时，没有插入元件或层存在。在全文中，相同的标号指代相同的元件。如本申请所用，术语“和/或”包括一个或多个所列相关条目的任意和所有组合。