[发明专利]含芳环的聚合物及含有该聚合物的硬掩膜组合物

说明书

相关申请

本申请是申请号为200710302240.7、申请日为2007年12月20日、发明名称为“硬掩膜组合物和形成材料层的方法及半导体集成电路装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种适用于平版印刷术的具有增透特性的硬掩膜组合物。本发明更具体地涉及在短波长区域内(如157、193和248nm)具有强吸收作用的含芳环的聚合物、和含有任意一种所述聚合物的硬掩膜组合物。

背景技术

在大多数印刷工艺中，为了达到更好的分辨率，使用增透涂层(antireflective coating，ARC)来将抗蚀材料层和基底之间的反射率降到最小。然而，由于各结构层之间的基本组成相似，因此ARC材料赋予图像层很差的蚀刻选择性。相应地，图像化之后，在ARE的蚀刻过程中图像层的许多部分不可避免地被消耗掉，在随后的蚀刻步骤中因而需要另外的图像化。

在一些平版印刷工艺中所用的抗蚀材料的耐蚀刻性并不足以有效地将所需的图案转印到抗蚀材料的下层。例如，在许多情况下，当需要极薄的抗蚀材料、待蚀刻的基底很厚、需要相当大的基底蚀刻深度、对于特殊基底需要使用特殊的蚀刻剂或它们的组合时，硬掩膜用作具有图案的抗蚀层和将要形成图案的基底之间的中间层来处理抗蚀下层膜。硬掩膜用来接收来自具有图案的抗蚀层的图案并且将图案转印到基底。用于处理抗蚀下层膜的硬掩膜层必须能够经受转印图案所需要的蚀刻过程。

例如，将抗蚀图案用作处理基底的掩膜，如氧化硅膜。然而，小型化使得抗蚀层厚度降低，抗蚀层对基底的掩护能力变差。因而，基本上不可能无损地处理氧化物膜。根据克服这些问题的方法，抗蚀图案被转印到用于处理氧化物膜的下层膜，然后以具有图案的下层膜作掩膜对氧化物膜进行干蚀刻。用于处理氧化物膜的下层膜指的是在增透膜下边形成的用作增透膜下层的膜层。因为在这个过程中抗蚀层的蚀刻速度与下层膜的蚀刻速度相似，所以有必要在抗蚀层和下层膜之间形成掩膜来处理下层膜。即，形成由氧化物膜、用于处理氧化物膜的下层膜、用于处理下层膜的掩膜和抗蚀层组成的多层结构。

用于处理下层膜的掩膜的折射率和吸光率随着用于处理氧化物膜的下层掩膜的折射率、吸光率和厚度而改变。

用于处理下层膜的掩膜必须要满足如下要求：(1)该掩膜必须能够形成没有缺陷的(如，卷边)抗蚀图案；(2)该掩膜必须与抗蚀层良好地粘结；和(3)在处理用于处理氧化物膜的下层膜时，该掩膜必须有足够的掩护特性。然而，满足所有这些要求的掩膜材料至今没有发现。特别地，因为用于处理下层膜的掩膜的折射率和吸光率不是最佳的，增透特性没有被有效利用，因此很难保证平版印刷工艺边缘。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的问题而提出的，本发明的一个目的在于提供一种含芳环的聚合物及含有该聚合物的新型硬掩膜组合物，该硬掩膜组合物将用于处理下层膜的硬掩膜的折射率和吸光率最优化，从而实现增透特性并且保证硬掩膜的平版印刷工艺边缘。

按照本发明的一个方面，提供了由式3表示的含芳环的聚合物：

其中，G选自和各个R₁选自-CH₂-、和各个R₂选自氢、羟基、C₁-C₁₀的烷基、C₆-C₁₀的芳基、烯丙基和卤素，1≤n＜750，并且2≤m+n＜750。

所述含芳环的聚合物的重均分子量优选为1000-30000。

根据本发明的另一方面，提供了一种增透硬掩膜组合物，该增透硬掩膜组合物含有含芳环的聚合物和有机溶剂，所述含芳环的聚合物如式3所示：

其中，G选自和各个R₁选自-CH₂-、和各个R₂选自氢、羟基、C₁-C₁₀的烷基、C₆-C₁₀的芳基、烯丙基和卤素，1≤n＜750，并且2≤m+n＜750。

以100重量份的有机溶剂为基准，所述含芳环的聚合物的优选含量为1-30重量份。

所述含芳环的聚合物的重均分子量优选为1000-30000。

本发明的组合物还可以含有交联剂和催化剂。

在这种情况下，所述硬掩膜组合物优选含有1-20重量％的含芳环的聚合物、0.1-5重量％的交联剂、0.001-0.05重量％的催化剂和75-98.8重量％的有机溶剂。