[发明专利]抗反射涂料组合物和制造微电子器件的方法

说明书

本发明涉及一种新型的吸收性底部抗反射涂料组合物(BARC)。所述抗反射涂料组合物包括两种聚合物的共混物，其选择为赋予BARC疏水性酸性顶层。本发明进一步涉及一种用于使在新型抗反射涂料上涂覆的光刻胶成像的方法。

光刻胶组合物用于生产小型电子组件的显微光刻法(microlithography process)，例如用于计算机芯片和集成电路的制造。通常，在这些方法中，将光刻胶组合物膜的薄涂层首先施涂于基材材料(例如用于生产集成电路的硅基晶片)上。然后，烘烤涂覆的基材以蒸发光刻胶组合物中的任何溶剂，并将涂层固着于基材上。接着，使基材的经烘烤的涂覆表面成像曝光于辐射。

该辐射曝光在涂覆表面的曝光区域中引起化学转变。可见光、紫外(UV)光、电子束和X射线辐射能是当前广泛用于显微光刻法的辐射类型。该成像曝光后，用显影剂溶液处理涂覆基材，以溶解和除去光刻胶的辐射曝光区域或未曝光区域。

半导体器件小型化的趋势带来了对越来越短波长的辐射敏感的新型光刻胶的使用，并且还带来了复杂多级体系的使用，以克服与所述小型化相关的困难。在光刻法中，吸收性抗反射涂层和底层用于减少来自高反射性基材的光的回射引起的问题。

为进一步改进光刻胶的焦点的分辨率和深度，浸没式光刻法(immersion lithography)是一种用于扩展深紫外(UV)光刻法成像的分辨率极限的技术。浸没式光刻法描述于SPIE会议纪要第5040卷(2003)第690-699页的Switkes等的“Immersion liquids forlithography in deep ultraviolet”中。

为了以小于0.5λ/NA(λ是曝光辐射的波长，NA是曝光用透镜的数值孔径)的间距在光刻胶膜中形成图案，采用的一种技术是双重图案化。双重图案化提供一种用于在微电子器件中提高光刻胶图案密度的方法。典型地，在双重图案化中，在基材上以0.5λ/NA间距限定第一光刻胶图案，然后在另一个步骤中，以与第一图案相同的间距，在第一光刻胶图案之间限定第二光刻胶图案。将两个图像同时转印至基材上，得到的间距是单一曝光的一半。

常规单层BARC不足以将NA大于1.0的光刻法应用中的所有入射角的反射率都控制为小于1%(Abdallah等人的SPIE会议纪要第5753卷(2005)第417-435页)。具有调整的n和k值的分级的BARC提供改进的反射率控制。最初，如在US 6,297,52中描述的，这类材料基于采用化学气相沉积CVD法制备的无机膜。近来，(Brodsky等人的US7,588,879B2)已经描述了可以由两种彼此相分离并具有不同光学性质的聚合物的混合物，在一次旋涂操作中形成分级的有机BARC。浸没和双重图案化/浸没光刻法是部分最有用和重要的用于制造器件的技术，特别是在集成电路工业中的32nm以上特征成像。期望具有抗反射涂料组合物，其中具有曝光后通过显影剂精细调整的BARC润湿性，并且BARC与光刻胶间最小化的不期望交换相互作用对于良好的光刻性能是重要的，所述光刻性能例如为反射率控制和底料/浮渣降低，特别是在浸没和双重图案化/浸没光刻方法中。

本发明的新型抗反射涂料组合物可用于浸没光刻法以及浸没光刻法/双重图案化应用中，其中抗反射涂料不但具有与用于浸没光刻法的光刻胶紧密相符的表面接触角，而且还在曝光后具有与显影剂的良好接触角，其中显影的光刻胶具有良好的光刻性能，没有浮渣和缺陷。

发明概述

本发明涉及一种抗反射涂料，其包括第一聚合物和第二聚合物的混合物以及热酸产生剂，其中，第一聚合物包含至少一个氟代醇部分、至少一个脂肪族羟基部分和至少一个除氟代醇以外的pKa范围在约8-约11的酸部分；其中，第二聚合物是氨基塑料化合物与包含至少一个羟基和/或至少一个酸基的化合物的反应产物。本发明进一步涉及采用所述新型组合物成像的方法。

附图简述

图1显示了用于P₁的单体例子。

图2显示了用于P₂的单体例子。

图3显示了用于P₃的单体例子。

图4显示了用于P₄的单体例子。

图5显示了用于P₅的单体例子。

图6显示了氨基塑料的例子。

发明详述