[发明专利]含有有机刚性笼状化合物的底部抗反射涂料组合物及其制备方法和微电子结构的形成方法

说明书

本发明属于光刻胶领域，涉及一种底部抗反射涂层组合物及其制备方法和微电子结构的形成方法。所述底部抗反射涂层组合物中含有改性刚性有机笼状化合物Ⅰ和Ⅱ以及有机溶剂；所述改性刚性有机笼状化合物Ⅰ和Ⅱ分别为将刚性有机笼状化合物中的部分酚羟基修饰转化为修饰基团以及乙烯基醚基团所得的化合物，所述修饰基团的通式为‑O‑R₁，R₁为生色基团、酸不稳定基团、酸性基团或非功能性基团。本发明提供的底部抗反射涂层组合物在加热交联后既不溶于有机溶剂，也不溶于光刻胶碱性显影液，但在酸存在下曝光后可被解交联，使得曝光部分可被碱性显影液除去，而非曝光部分未除去，可减少显影后底部抗反射涂层的残留。

技术领域

本发明属于光刻胶领域，具体涉及一种底部抗反射涂层组合物及其制备方法和微电子结构的形成方法。

背景技术

光刻胶是用于将图象转移到基材上的感光膜。首先，在基片上形成光刻胶涂层，然后通过光掩模使该光刻胶层曝光于活化辐射源。其中，所述光掩膜同时具有对活化辐射源透明的区域与对活化辐射源不透明的其它区域。活化辐射源可使曝光的光刻胶涂层发生光致变化或化学变化，从而实现光掩膜图案到设置有光刻胶的基片上的转移。曝光后，再对光刻胶进行显影，产生能够对基片进行选择性处理的图案化图像。

在微蚀刻工艺中，光刻胶被应用于半导体的生产制造中，目标是将半导体晶片如硅或者砷化镓等转化为具有电导路径的复合矩阵用以行使电路功能。选择合理的光刻胶光刻工艺成为实现这一目的的关键要素。整个光刻工艺包括多个步骤，同时彼此相互影响，但无疑曝光被认为在形成高分辨率光刻胶图像方面起着关键性作用。

近年来，随着半导体器件逐渐集成化的发展趋势，作为光致抗蚀剂图案形成时使用的光刻光源，已经主要由KrF准分子激光器(248nm)向ArF准分子激光器(193nm)提供，这也促进新型光刻胶的发展与应用。然而，伴随而来的是，基片对辐射的反射光刻胶内部所形成的驻波效应愈加明显，导致光刻胶不能均匀曝光，图案侧壁出现波浪似的锯齿状缺失，从而增加了光刻胶的边缘粗糙度。因此，为了解决上述问题，一个有效的方法就是在基片与光刻胶层之间使用光吸收层，即底部抗反射涂层。这样的底部抗反射涂层必须光刻胶以及成像过程中使用的任何其他层具有良好的匹配性才能实现高分辨率的光刻目的。

从材料类别角度划分，底部抗反射涂层可分由层包括钛、二氧化钛、氮化钛、非晶硅等材料组成的无机抗反射涂层以及由聚合物、低聚物、有机化合物组成的有机抗反射涂层。相比于无机抗反射层，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，因此得到了广泛的应用。从刻蚀角度划分，底部抗反射涂层包括可通过干刻蚀刻及通过显影液刻蚀两类。干刻蚀刻的底部减反射涂层较为常见，即通过使材料暴露在氯基或氟基蚀刻剂等离子体来刻蚀材料，技术上具有很多突出的优点。然而，等离子体蚀刻工艺会使光刻胶层变薄，倘若有机抗反射涂层与光刻胶层匹配不好，可能造成光刻胶图案发生损坏从而无法转印到衬底上的结果。尤其是考虑到先进制程中所使用的光刻胶层通常很薄，这一问题显得尤为突出。另一方面，可显影的底部抗反射涂层设计，允许其在光刻胶显影的工艺过程中同步除去而无须额外刻蚀工艺，这不但可以避免等离子体刻蚀对光刻胶层及衬底的损害，同时降低光刻成本和工艺操作的复杂性。目前，电子期间制造商仍在努力提高这类可显影的底部防反射涂层的性能，以促进其在集成电路行业内的应用。目前可显影的底部抗反射涂层材料普遍采用高分子材料，由于高分子材料自身分子量较高的因素，也难以通过碱性显影液完全除去。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的底部抗反射涂层难以通过碱性显影液去除的缺陷，而提供一种容易通过显影液去除的底部抗反射涂层组合物及其制备方法和微电子结构的形成方法。