[发明专利]增透硬掩膜组合物和该组合物的使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于平版印刷工艺的具有增透特性的硬掩膜组合物，更具体地涉及一种含有聚合物的硬掩膜组合物，该组合物在电磁波的短波长区域内(如157、193和248nm)具有强吸收率。

背景技术

由于不断要求更小型化的微电子设备，在微电子和其它相关行业中需要减小结构外形的尺寸。为此，有效的平版印刷技术对减小微电子结构的尺寸来说是至关重要的。

典型的平版印刷工艺包括将感光性的抗蚀剂以形成图案的方式暴露于辐射中以形成具有图案的抗蚀层。然后，得到的图像可以通过使曝光的抗蚀层与合适的显影物质(如碱性显影水溶液)接触而显影，以除去抗蚀图案的特定部分。然后通过抗蚀层中的开口，对位于抗蚀层下边的材料进行蚀刻，以将图案转印至下边的基底上。转印图案后，可以将剩余部分的抗蚀层去除掉。

为了使平版印刷达到更好的分辨率，可以使用增透涂层(antireflectivecoating，ARC)来减小成像层如感光性抗蚀层与下层之间的反射率。然而，在一些平版印刷成像过程中，抗蚀层的耐蚀刻性并不足以有效地将所需的图案转印到抗蚀层的下层。因此，所谓的硬掩膜层可以用作具有图案的抗蚀层和将要形成图案的下层材料之间的中间层。硬掩膜层接收来自具有图案的抗蚀层的图案并且能够经受将图案转印到下层材料所需要的蚀刻过程。

尽管已经有许多公知的硬掩膜材料，但是仍需要改进的硬掩膜组合物。由于常规的硬掩膜材料通常很难施用于基底，因此需要使用化学和物理气相沉积、特殊溶剂、和/或高温烘烤。需要一种可以通过旋转涂覆方法施用并且不需要高温烘烤的硬掩膜组合物。还需要一种对上层光致抗蚀剂具有选择性并容易地被蚀刻而对使下层形成图像所需的腐蚀过程具有抵抗性的硬掩膜组合物。进一步需要具有优异的存储性能并避免与成像抗蚀层发生不需要的反应的硬掩膜组合物。还需要特别对短波长(如157、193和247nm)辐射具有抵抗性的硬掩膜组合物。

发明内容

本发明是考虑到现有技术的上述问题而做出的，并且，本发明的一个目的是提供一种新的适用于平版印刷工艺的硬掩膜组合物。

本发明的另一个目的是提供一种使用所述硬掩膜组合物在基底上形成具有图案的材料层的方法。

在本发明的一些实施方式中，增透硬掩膜组合物含有：

(a)含有至少一种具有式(I)单体单元的聚合物的聚合物组分，

其中

R₁和R₂可以各自独立地为氢、羟基、烷基、芳基、烯丙基、卤素、或它们的任意组合；

R₃和R₄可以各自独立地为氢、交联官能团(functionality)、发色团、或它们的任意组合；

R₅和R₆可以各自独立地为氢或烷氧基硅烷基；

R₇可以为选自由氢、烷基、芳基、烯丙基、或它们的任意组合；和

n可以是正整数；

(b)交联组分；和

(c)酸催化剂。

在本发明的一些实施方式中，在基底上形成具有图案的材料层的方法包括：

(a)在材料层上形成增透硬掩膜层，其中，所述增透硬掩膜层含有本发明实施方式的组合物；

(b)在所述增透硬掩膜层上形成辐射敏感成像层；

(c)将所述成像层暴露于辐射中；

(d)对所述成像层和增透硬掩膜层进行显影，以使部分材料层暴露；和

(e)对所述材料层的暴露部分进行蚀刻。

在本发明的一些实施方式中，提供了一种半导体集成电路，该半导体集成电路是根据本发明的方法制得的。

具体实施方式

在下文中对本发明进行更充分的说明。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并不仅仅局限于本文中给出的实施方式。但是，提供这些实施方式可以彻底完整地公开本发明，并且使本领域技术人员充分地理解本发明的范围。

应当理解为，当元素或层被描述为“在另外的元素或层上”时，它可以直接在其它的元素或层上、与其它的元素或层相连、或与其它元素或层偶联，或存在居间元素或层。相反，当元素或层被描述为“直接在另外的元素或层上”、“直接与另外的元素或层连接”或“直接与另外的元素或层偶联”时，则不存在居间元素或层。在整个说明书中，相似的编号表示相似的元素。在本文中使用的术语“和/或”包括所列出项目的任何一种和多种的任何和所有组合。