[发明专利]有机减反射膜组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机减反射膜组合物，其在光刻工艺中防止在底层(underlying layer)上的反射，防止驻波，并且具有快的干法蚀刻速率，更具体而言，本发明涉及一种有机减反射膜组合物，其可以用于制备用于半导体超精细图形化的有机减反射膜。

背景技术

随着近来半导体元件的高度集成，需要用于生产超大规模集成电路(LSI)等的具有0.10微米或更小线宽的超精细图案。因此，用于曝光工艺的光的波长与常用的g-线或i-线的区域相比也已进一步缩短，并且对使用远红外辐射、KrF准分子激光和ArF准分子激光的光刻技术的研究越来越关注。

由于半导体元件的图形尺寸变得越来越小，只有在进行曝光工艺时使反射率最多保持小于1%，才能得到均匀的图形，因此可以得到适当的制程范围(process margin)，从而实现所需的产率。

因此，为了尽可能地降低反射率，对设置包含有机分子的有机减反射膜的技术给予了更多的关注，所述有机分子能够吸收光线，位于光刻胶的下面，并因此调节反射率，同时防止在底层上的反射并消除驻波。

因此，有机减反射膜组合物应该能够满足如下要求。

首先，为了防止在底层上的反射，所述组合物应该包含能够吸收曝光光源的波长范围内的光的物质。

其次，在层合减反射膜之后的层合光刻胶的工艺中，减反射膜不应该被光刻胶的溶剂溶解和破坏。为此，减反射膜应该被设计为具有可以被热固化的结构，并且在层合减反射膜的过程中，进行涂布后烘焙工序以实现固化。

第三，所述减反射膜应该比上部的光刻胶更快地蚀刻，以减少用于蚀刻底层的光刻胶的损失。

第四，减反射膜组合物应该不与上部的光刻胶反应。此外，化合物例如胺和酸不应该迁移到光刻胶层。这是因为可以引起光刻胶图形的形状改变，特别是基脚(footing)或咬边(undercut)。

第五，减反射膜组合物应该具有适合于涉及多种基板的多种曝光工艺的光学性能，即，适当的折射率和适当的消光系数，而且对基板和光刻胶应该具有良好的粘合力。

然而，在目前的情况下，还没有开发出在使用ArF光的超精细图形形成过程中令人满意的减反射膜。

因此，特别是为了防止在193nm波长的光下曝光时产生的驻波和反射，以及为了消除来自底层的背面衍射和反射光的影响，开发对特定波长具有高吸收的有机减反射物质是目前迫切的任务。

发明内容

为了解决例如上述的问题而完成了本发明，本发明的目的是提供有机减反射膜组合物，其可以吸收在需要形成精细图形的光刻工艺中，特别是在使用193-nm的准分子激光形成超精细图形的光刻工艺中，在曝光时产生的反射光。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种有机减反射膜组合物，其包含含两个或更多个硫醇基的单体和含两个或更多个乙烯基的单体作为交联剂。

根据本发明的一个实施方式，所述含两个或更多个硫醇基的单体可以为选自由下面的化学式(1)至化学式(4)表示的化合物中的任一化合物：

[化学式1]

HS-R₁-S-R₂-SH      (1)

其中，在化学式(1)中，R₁和R₂各自独立地表示含有1至30个碳原子的亚烷基、含有3至30个碳原子的亚环烷基、含有6至30个碳原子的亚芳基和含有2至30个碳原子的亚杂芳基；

[化学式2]

HS-R₃-SH     (2)

其中，在化学式(2)中，R₃表示含有1至30个碳原子的亚烷基、含有3至30个碳原子的亚环烷基、含有6至30个碳原子的亚芳基和含有2至30个碳原子的亚杂芳基；

[化学式3]

其中，在化学式(3)中，R₄、R₅、R₆和R₇各自独立地表示选自氢原子和含有1或10个碳原子的烷基中的任一种；R₄、R₅、R₆和R₇中的两个或更多个表示R₃₁和R₃₂各自独立地表示含有1至30个碳原子的亚烷基；a和b各自独立地表示0或1的整数；以及

[化学式4]