[发明专利]基于含多羟基结构分子玻璃的底部抗反射组合物及其应用

说明书

本发明涉及一种底部抗反射涂料组合物，包括：含两个或两个以上羟基结构的分子玻璃化合物、含两个或两个以上乙烯基醚封端的乙烯基醚类化合物、以及任选的产酸剂。该组合物可用于G线、365nm、248nm、193nm等光刻工艺中。可有效减小光反射作用，从而提高光刻图形的分辨率，降低线边缘粗糙度，并且不需要增加额外的刻蚀工艺将其除去。另外，本发明还涉及一种使用上述抗反射涂料组合物来形成正像的方法。

技术领域

本发明涉及可湿法显影的新型底部抗反射涂料。具体涉及一系列以含两个及多个羟基结构的分子玻璃化合物和含两个及多个乙烯基醚结构的脂肪族或芳香族化合物等为基本原料制备的有机底部抗反射层聚合物。其可在含水碱性显影液中显影，无须增加额外的刻蚀一步。

背景技术

现代半导体工业要求集成电路的尺寸越来越小，集成度越来越高，由于对高度集成半导体设备日益增长的需求，KrF(248nm)准分子激光器和ArF(193nm) 准分子激光器被作为光源用于提高光刻图案的分辨率。但利用波长减短的光使光刻胶成像会导致来自上面光刻胶层表面和下部衬底表面存在的反射增加，所存在的反射辐射带来了问题，一是随光刻胶厚度变化，光刻胶膜总光强的改变会引起薄膜干扰效应和产生驻波，其中驻波指在临界线宽CD(critical dimension)越来越小的情况下，光源透过掩模透光区域照射到晶元上的面积也很小，有的比光源的波长还小很多(有的线宽做到110nm)，因此光波很难被释放出来，故在光刻胶的侧面来回反射，使图形的侧壁出现波浪似的锯齿状缺失，严重可使图形倒塌，大大增加了蚀刻的精确控制难度，另外，在衬底上图案化光刻胶时会发生反射刻槽，出现截槽、开槽，使光刻胶图案轮廓和厚度的均匀性发生劣化。为解决此类问题，通常会在刻蚀层与光刻胶层之间加入底部抗反射涂层(BARC)来吸收多余反射光。BARC材料既不能与光刻胶溶剂互溶但同时又要求它们能够很好的粘附在一起。一般BARC分为由钛，二氧化钛，氮化钛，氧化铬，碳，非晶硅等制成的无机抗反射涂层和由聚合物制成的有机抗反射涂层。与无机抗反射层相比，有机抗反射层不需要复杂和昂贵的系统如真空沉积设备，化学气相沉积(CVD)装置和溅射装置等，对放射光具有高吸收性，通常不溶于光刻胶溶剂，且在涂布、加热、干燥所述光刻胶层时，其小物质不会从所述抗反射涂层扩散到光刻胶涂层中。

目前现有BARC材料主要通过等离子体刻蚀工艺除去，即通过使材料暴露在氯基或氟基蚀刻剂等离子体下来除去材料。等离子体蚀刻工艺会使光刻胶层变薄，若BARC材料与光刻胶层的刻蚀速率未合适匹配，则光刻胶层中的图案将发生损坏或不恰当地转印到衬底上。该工艺还可能对衬底造成损坏，影响器件最终性能。此外，除去BARC材料的额外步骤增加了光刻成本和操作复杂性。

因此，亟待解决的问题是如何提供一种新型底部抗反射层涂料，以有效避免等离子体刻蚀等工艺对光刻胶层及衬底所带来的损害，同时降低光刻成本和工艺操作复杂性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于在基底表面和光刻胶之间的可湿法显影，无须额外刻蚀一步除去的底部抗反射涂料组合物及其应用。

本发明的另一目的是提供一种形成正像的方法。

本发明的又一目的是提供一种聚合物。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种底部抗反射涂料组合物，包括：含两个或两个以上羟基结构的分子玻璃化合物、含两个或两个以上乙烯基醚封端的乙烯基醚类化合物、以及任选的光酸产生剂。

根据本发明，所述含两个或两个以上羟基结构的分子玻璃化合物优选含有 3-20个羟基，更优选含有4-10个羟基，或5-8个羟基，所述分子玻璃化合物例如为苯多酚型或杯芳烃型等。优选的，所述分子玻璃化合物为如下通式(I)、 (II)、(III)、(IV)所示的结构：