[发明专利]新型有机底部抗反射聚合物组合物

说明书

                        发明背景

本发明涉及底部抗反射涂料组合物，可用于制造这种组合物的聚合物，和它们在通过在反射性基材和光致抗蚀剂涂层之间形成薄层进行图像处理中的用途。这种组合物尤其可用于通过光刻技术制造半导体器件，并且为这种底部抗反射涂层提供改进的蚀刻速率。

光致抗蚀剂组合物用于比如在计算机芯片和集成电路的制造中制造微型化电子元件的微蚀刻方法中。通常，在这些方法中，首先将光致抗蚀剂组合物的膜的薄涂层施涂于基材材料，例如用于制造集成电路的硅晶片上。然后烘焙该涂覆的基材以蒸发该光致抗蚀剂组合物中的任何溶剂并将该涂层固定到该基材上。该烘焙的涂覆的基材表面接下来经历在辐射下的成像式曝光。

该辐射曝光导致该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射线辐射能量是微蚀刻方法中常用的辐射类型。在这一成像式曝光之后，用显影剂溶液处理该涂覆的基材以溶解和除去该光致抗蚀剂经辐射曝光的区域或未曝光的区域。

半导体器件的微型化趋势已经使得人们使用复杂的多级系统来克服与此类微型化有关的困难。在光刻中使用高吸收性抗反射涂层是减少由于光从高反射性基材的背反射而引起的问题的较简单的途径。背反射的两个有害影响是薄膜干涉和反射缺口。薄膜干涉导致临界线宽尺寸的变化，这是随着抗蚀剂的厚度变化由该抗蚀剂薄膜中的总光强度的变化引起的。线宽的变化与摆动比(S)(swing ratio)成正比，因此必须将其最小化以获得较好的线宽控制。摆动比定义为

S＝4(R_aR_b)^1/2e^-αD

其中R_a是在该抗蚀剂/空气或抗蚀剂/顶涂层界面处的反射率，

其中R_b是该抗蚀剂/基材界面处的反射率，

其中α是该抗蚀剂光吸收系数，和

D是薄膜厚度。

底部抗反射涂层通过吸收用于将该光致抗蚀剂曝光的辐射而发挥作用，因此降低R_b并从而降低该摆动比。当将该光致抗蚀剂在包含地形学特征的基材上形成图案时，反射缺口变得严重，该基材使光散射通过该光致抗蚀剂薄膜，引起线宽变化，并且在极端的情况下，形成抗蚀剂完全损失的区域。同样，染色的顶部抗反射涂层通过降低R_a降低该摆动比，其中该涂层具有折光指数和吸收特性，如吸收波长和强度的最佳值。

                            发明概述

本发明涉及包含以下重复单体的聚合物：

(a)O＝C＝N-R₁-N＝C＝O

和

(b)R₂(OH)_j

以及，任选的(c)化合物，该化合物选自：

(c1)H(OR₄)_nOH和(c2)R₃(OH)₂

其中R₁、R₂和R₃中的每一个独立地是未取代或取代的脂族、芳族、脂环族或杂环多价基团；R₄选自-CH₂CH₂-、-CH₂CH(CH₃)-和-CH₂CH₂CH₂CH₂-；j是3-6的整数，包括两个端点；n是1-30的整数，包括两个端点；(a)∶(b)+(c)的当量比是1∶1，并且当存在(c)时，(c)∶(b)的当量比为大约1∶4-大约4∶1。

本文所使用的术语“包含重复单体的聚合物”意思是该聚合物中的重复单元基于各自的单体化合物。

本发明还涉及包含本发明的聚合物和至少一种交联剂的抗反射涂料组合物。

本发明还涉及用于在基材上形成图像的方法，包括：a)用本发明的组合物涂覆该基材；b)加热步骤a)的涂层；c)在步骤b)的涂层上由光致抗蚀剂溶液形成涂层；d)加热该光致抗蚀剂涂层以基本上将溶剂从该涂层除去；e)成像式曝光该光致抗蚀剂涂层；f)使用含水碱性显影剂使图像显影；g)任选地，在显影之前和之后加热该基材；和h)干蚀刻步骤b)的组合物。

本发明进一步涉及本发明的聚合物在抗反射涂料组合物中的用途。

                    发明的详细说明