[发明专利]有机抗反射涂料聚合物和其制备方法

说明书

本发明涉及适合用于超微平版印刷方法中的抗反射聚合物，包含该聚合物的组合物和涉及制各该种组合物的方法。更具体地，本发明涉及可用于抗反射涂层中以在超微平版印刷方法中降低或阻止光的背反射和消除光致抗蚀层中的驻波。本发明也涉及一种含有所述聚合物的组合物以及使用该种组合物的方法。

在大多数超微平版印刷方法中，由于涂于基材上的底层的光学性能，和/或涂于其上的感光(即光致抗蚀)膜的厚度变化，因此通常出现驻波和光波的反射刻痕。另外，通常的超微平版印刷方法遭受由来自低层的衍射和反射光造成的CD(临界尺寸)变化的问题。

一个可能的解决方案是在基材和感光膜之间涂布抗反射涂料(即ARC)。有用的ARC对用于超微平版印刷方法中的光波长具有高吸收性。根据工作机理，将ARC类化合物通常分为“吸收性的”和“干涉性的”。对于使用I-线(365 nm)作为光源的超微平版印刷方法，通常使用无机抗反射薄膜。其中，TiN或无定形碳通常用于吸收性抗反射层。SiON主要用于干扰性抗反射层。

基于SiON的抗反射涂层薄膜也适用于使用KrF光源的超微平版印刷方法。最近，考察了将有机化合物用作抗反射涂层。现在已大体上相信基于有机化合物的抗反射涂层特别适用于超微平版印刷方法中、特别是使用KrF光源的超微平版印刷方法。

为了用作抗反射涂料，有机化合物需要具有许多不同和所需的物理性能。例如，固化的抗反射涂料不应用于溶于溶剂中，因为有机ARC的溶解可引起光致抗蚀组合物在平版印刷工艺中剥离。用于降低固化后的ARC的溶解度的一种方法是包括交联单元以使在固化时ARC变成交联的和变得不溶于平版印刷工艺中所用的大多数溶剂中。其次，应没有化学物质迁移(也就是扩散)，如酸或胺渗入或渗出ARC。若酸从ARC迁移入正性光致抗蚀的未曝光区域，则感光图形显影不足，同时碱如胺从ARC迁移入正性光致抗蚀的未曝光区域，造成镶边现象。再其次，与在上层感光薄膜中相比，在抗反射层中应实现更快的刻蚀速度，使刻蚀过程平稳进行，其中感光薄膜起到掩蔽的作用。优选地，有机抗反射层应尽可能薄，同时具有优异的防止光反射的性能。

虽然目前可得到许多ARC材料，但这些材料中没有可用于ArF激光超微平版印刷方法中的。在无ARC的情况下，辐照的光源渗透进光致抗蚀薄膜中且或从其底层或基材(例如半导体硅片)反射回来或散射，其影响了清晰度和/或光致抗蚀图形的形成。

因此，需要一种对使用KrF光源的超微平版印刷方法中波长具有高吸收的ARC材料。

本发明的一个目的是提供一种用于使用ArF激光(193nm)或KrF激光(248nm)的超微平版印刷工艺的抗反射材料的有机化合物。

本发明另一目的是提供制备一种可在超微平版印刷工艺中防止散射和/或反射有机化合物的方法。

本发明又一目的是提供一种含该防止和降低散射/反射聚合物的有机抗反射组合物，和制备该组合物的方法。

本发明再一目的是提供一种使用ArF激光超微平版印刷方法在半导体器件上形成光致抗蚀图案的方法，其大大降低了驻波效应。

本发明又一目的是提供一种半导体器件，在该器件上通过超微平版印刷方法由所述抗反射组合物形成图案。

本发明的烷基基团可以是脂肪烃直链或支链。烷基选择性地可以用一种或多种如下的取代基取代：例如卤素、链烯基、链炔基、芳基、羟基、氨基、硫代基、烷氧基、羧基、羰基或环氧基。可选择性地在所述烷基基团插入一个或多个氧、硫或取代的或未取代的氮原子。示例性的烷基基团包括甲基、乙基、异丙基、正丁基、叔丁基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氯甲基、三氯甲基和五氟乙基。

在超微平版印刷方法中，抗反射涂层(即ARC)是用于在将感光层曝光时降低或阻止光致抗蚀层中的驻波效应和/或反射刻痕。另外，ARC降低或消除了来自底层的光的背衍射和反射的影响。ARC也可在于感光材料上形成图象时防止显影不足和发生镶边。