[发明专利]形成微电子结构的方法

说明书

本申请是2005年4月15日提交的发明名称为“使用乙烯基醚交联剂的减反射涂层”、申请号为PCT/US2005/012851(国家申请号为200580013246.1)的专利国际申请的中国阶段的分案申请。

联邦资助的研究/开发项目

本发明在美国军方空间和导弹防御指挥部(U.S.Army Space and MissileDefense Command)给予的第DASG60-01-C-0047号合同的资助下进行。美国政府享有本发明的一部分权利。

发明背景

相关申请

本申请要求2004年4月29日提交的名为ANTI-REFLECTIVE COATINGUSING VINYL ETHER CROSSLINKERS的临时申请第60/566,329号的优先权，该申请全文参考结合入本文中。

发明领域

本发明涉及新颖的可湿显影减反射涂层组合物及其使用方法。

现有技术描述

随着特征尺寸减小至小于110纳米，半导体工业需要新的更加先进的材料以达到设定的目标。需要对光刻胶和底部减反射涂层进行改进，以获得高分辨率的光刻目标。例如，由于新的光刻胶比老一代的材料薄得多，在底部减反射涂层和基材蚀刻步骤中发生的光刻胶厚度损失成了重要的问题。在光刻胶厚度减小的同时，并不能期望底部减反射涂层厚度以相同的速度减小，这使得光刻胶损失的问题进一步复杂化。一种解决该问题的方法是通过使用可湿显影的底部减反射涂层，取消底部减反射涂层蚀刻步骤。

可湿显影的底部减反射涂层通常使用可溶于碱性介质的聚酰胺酸作为聚合物粘合剂，使得可以在光刻胶显影的时候除去底部减反射涂层。通过在加热条件下使酰胺酸转化为酰亚胺，使得这些常规的可湿显影的底部减反射涂层不溶于光刻胶溶剂。该工艺可顺利进行，但是它具有两个局限性：(1)使得底部减反射涂层不溶于有机溶剂、但是可溶于碱性显影剂的烘焙温度范围可能很窄(小于10℃)；(2)所述湿显影工艺是各向同性的，这意味着底部减反射涂层垂直方向的去除速率与水平方向的速率相等，这对光刻线路造成侧壁腐蚀。尽管对于较大的几何结构(大于0.2微米)，这并不算问题，但是对于较小的光刻线路尺寸，这很容易导致线路上升和线路破裂。

发明简述

本发明通过提供新颖的、可用于微电子器件制造的可湿显影组合物，克服了现有技术的可湿显影减反射涂层的问题。

更具体来说，本发明的组合物包含溶解或分散在溶剂体系中的选自以下的化合物：聚合物、低聚物和它们混合物。以组合物中所有组分的总重量为100重量％计，所述组合物中的化合物的含量优选约为0.5-10重量％，优选约为0.5-5重量％，更优选约为1-4重量％。

如果所述化合物是聚合物，优选其平均分子量约为1,000-100,000道尔顿，更优选约为1,000-25,000道尔顿。优选的聚合物包括选自以下的聚合物：脂族聚合物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、酚醛清漆、聚酰胺酸或它们的混合物。

如果所述化合物是低聚物，优选其分子量约为500-3,000道尔顿，更优选约为500-1,500道尔顿。优选的低聚物包括取代和未取代的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酚醛清漆、异氰尿酸酯、缩水甘油醚或它们的混合物。

无论所述化合物是低聚物或聚合物，无论聚合物主链或低聚物核是何种结构，该化合物优选包含酸官能团。以该化合物的总重量为100重量％计，所述化合物中酸基团的含量优选至少约为5重量％，更优选约为5-90重量％，更优选约为5-50重量％。优选的酸基团是非酚基团，例如羧酸(-COOH)。

与现有技术中的组合物不同，所述酸基优选未被保护基团保护。也即是说至少约95％，优选至少约98％，优选约100％的酸基团无保护基团。保护基团是阻止酸反应的保护基团。

由于保护基团并不是本发明必需的，还优选所述化合物不对酸敏感。对酸敏感的聚合物或低聚物是指包含在存在酸的条件下能够被除去、分解或以其它方式转化的保护基团的聚合物或低聚物。

在另一实施方式中，可使用被保护的酸基团和未受保护的酸基团的结合。在这些实施方式中，被保护的酸基团与未被保护的酸基团的摩尔比约为1∶3至3∶1，更优选约为1∶2至1∶1。