[发明专利]倍半硅氧烷树脂

说明书

相关申请的交叉参考

无

背景技术

在光刻工艺中，使光阻剂曝露于UV光是获得高分辨图像的一个重要步骤。随着半导体产业中对较小部件尺寸的不断需求，最近已出现193nm光学光刻作为生产具有sub-100nm部件的器件的技术。使用这种较短波长的光需要底部抗反射涂层(BARC)通过吸收透过该光阻剂的光以减少在基板上的反射以及抑制光阻剂摆动固化(swing cure)。市售的抗反射涂层是由有机基质材料和无机基质材料组成。通常，具有良好抗蚀刻性的无机ARC是基于CVD的并且受到所有极端形貌整合缺点的限制；另一方面，采用旋涂方法应用有机ARC材料，该材料具有优良的填充和平坦化性质，但对有机光阻剂的蚀刻选择性差。因此，非常需要一种提供综合了有机ARC与无机ARC的优点的材料。

在这方面，近来我们发现某些基于苯基-氢化物的倍半硅氧烷树脂对193nm光具有优良的抗反射涂层性质。虽然底部抗反射涂层(BARC)材料能够有效地减少活化辐射的反射，但要除去BARC材料而不损伤上层光阻剂和/或下层基板却极具有挑战性。除去BARC的常规方法是通过等离子蚀刻方法。然而，等离子蚀刻通常会导致光阻剂层变薄。因此，光阻剂层上的图案可能被破坏或变得无法转印到基板层上。等离子蚀刻可能还会导致基板损伤从而影响最终器件的性能。此外，用于除去BARC材料的额外蚀刻步骤会增加光刻实施中的成本和工艺复杂程度。因此，期望存在可以通过等离子蚀刻以外的方法除去的抗反射涂层材料。

本发明涉及可作为用于光刻的抗反射涂层的倍半硅氧烷树脂。本发明更具体地涉及含羧基基团的倍半硅氧烷材料。羧基官能的倍半硅氧烷树脂形成良好的旋涂薄膜并耐受有机溶剂，诸如PGMEA、2-庚酮(2-heptonene)，但是当在250℃或低于250℃下固化时可溶于显影剂。此外，由羧基官能的倍半硅氧烷树脂生成的富含Si的ARC显现良好的抗干蚀刻性。

发明内容

本发明涉及用于抗反射涂层的羧基官能的倍半硅氧烷树脂，其中所述倍半硅氧烷树脂由下列单元组成：

(Ph(CH₂)_rSiO_(3-x)/2(OR′)_x)_m

(HSiO_(3-x)/2(OR′)_x)_n

(MeSiO_(3-x)/2(OR′)_x)_o

(RSiO_(3-x)/2(OR′)_x)_p

(R¹SiO_(3-x)/2(OR′)_x)_q

其中Ph是苯基，Me是甲基；R′是氢原子或含1至4个碳原子的烃基；R选自羧酸基团、羧酸形成基团或其混合物；且R¹选自取代的苯基、酯基、聚醚基、巯基、含硫有机官能团、羟基生成基团、芳基磺酸酯基团、和反应性或可固化的有机官能团；且r的值为0、1、2、3或4；x的值为0、1或2；其中在所述树脂中，m的值为0至0.95；n的值为0.05至0.95；o的值为0至0.95；p的值为0.05至0.5；q的值为0至0.95；且m+n+o+p+q≈1。当这些树脂用于抗反射涂层时，其固化薄膜具有良好的耐溶剂(即，PGMEA)性并且可以通过各种方法(包括蚀刻、湿法显影、湿法剥离及其它)除去。

具体实施方式

用于形成抗反射涂层的倍半硅氧烷树脂由下列单元组成：

(Ph(CH₂)_rSiO_(3-x)/2(OR′)_x)_m

(HSiO_(3-x)/2(OR′)_x)_n

(MeSiO_(3-x)/2(OR′)_x)_o

(RSiO_(3-x)/2(OR′)_x)_p

(R¹SiO_(3-x)/2(OR′)_x)_q