[发明专利]金属硬掩膜组合物

说明书

相关申请的引用

本申请要求2012年3月6日提交的美国临时申请61/607,035的优先权。

技术领域

本申请涉及金属硬掩膜组合物。

背景技术

随着临界尺寸(CD)和间隔(193nm浸没式光刻)的不断减小，硬掩膜材料由于其突出的刻蚀选择性，在集成电路(IC)生产的某些层中的应用变得很受欢迎。在近些年的不同硬掩膜应用中，用化学气相沉积(CVD)将金属硬掩膜，例如TiN硬掩膜，施涂在处理过的晶片上。通过CVD或旋涂技术施涂的无定形碳硬掩膜，和硅硬掩膜(或硅抗反射涂层或SiARC)为IC生产中传统的技术。现在旋涂混合金属硬掩膜(SOMMH)在IC工业中得到关注，部分原因在于试图取代CVD金属硬掩膜以降低成本和简化生产工艺。从生产的观点来看，SOMMH也被认为能够取代IC生产方案中的SiARC，特别地当欲转移图案至其上的基板为氧化硅介电材料时。

近些年，杂化金属(或有机金属化合物)纳米颗粒越来越受欢迎。这些有机金属化合物纳米颗粒用于聚合物基质中以便获得某些物理/化学性能，包括增加的折射率和增强的热稳定性。在这些应用中，Chen早在2004年首先讨论了用于抗反射涂层的倍半硅氧烷-钛酸盐杂化聚合物体系(参见Chen等，Material Chemistry and Physics，83(2004)，71-77)。在美国专利5,100,503中描述了倍半硅氧烷基质中的非结合钛酸盐。在WO2007/053396中公开了尺寸少于或等于5nm的结合了钛酸盐的倍半硅氧烷基质。然而，仍然需要新的硬掩膜组合物，其能够用来形成具有高交联密度和突出的耐溶剂性的SOMMH膜。这些需求和其他需求通过下述发明得以满足。

发明内容

本发明提供一种组合物，至少包含下述A和B：

A)聚合物，其包含聚合形式的至少一种“含有至少一个羟基基团的单体”，和

B)有机金属化合物，其包含至少一种金属，选自Ti，Zr，Hf，Co，Mn，Zn或其组合，和其中所述有机金属化合物基于A和B的总重量以大于5重量％的量存在。

附图说明

图1A和1B描述了，在不同固化温度下，在PGMEA剥离(90秒单一胶状物(single puddle))之前和之后的膜厚度，以及在剥离后烘焙之后的膜厚度(实施例1显示在1A中，和实施例2显示在1B中)。在图1A和图1B中，对于每组试条，在每个固化温度下，从左到右的每个试条如下：初始，剥离后，和剥离后烘焙。

图2描述了实施例1和实施例2的“折射率-固化温度”。在图2中，对于每组试条，在每个固化温度下，从左到右的每个试条如下：实施例1和实施例2。

图3描述了实施例3的在两个不同固化温度下，在PGMEA剥离(90秒单一胶状物)之前和之后的膜厚度，以及在剥离后烘焙之后的膜厚度。在图3中，对于每组试条，在每个固化温度下，从左到右的每个试条如下：初始，剥离后，和剥离后烘焙。

图4描述了实施例3的在两个不同固化温度下，在PGMEA剥离(90秒单一胶状物)之前，和在剥离后烘焙之后的膜厚度。在工艺流程中插入105℃下的涂覆后烘焙。在图4中，对于每组试条，在每个固化温度下，从左到右的每个试条如下：初始，和剥离后烘焙。

图5A-5C描述了，在不同固化温度下，溶剂剥离之前和之后以及剥离烘焙之后的膜厚度。图5A-实施例10，图5B-实施例11和图5C-实施例12。在图5A-5C中，对于每组试条，在每个固化温度下，从左到右的每个试条如下：剥离前，剥离后和剥离后烘焙。

图6描述了在不同固化温度下固化膜(实施例10)的折射率。

图7描述了在不同有机金属化合物(TYZOR AA-105)含量下固化膜的折射率。

图8描述了初始双层BARC叠层体(stack)和具有实施例11的金属掩膜的叠层体的“CD通过剂量”覆盖图。

图9描述了初始双层BARC(顶部)的“CD通过剂量”和具有实施例11作为底部BARC的叠层体(底部)的“CD通过剂量”。

图10描述了“42nm/84nm”间距线。左边：具有初始双层BRAC的叠层体。右边：具有实施例11作为底部BARC的叠层体。

具体实施方式

如上述所讨论的，本发明提供一种组合物，其至少包含下述A和B：

A)聚合物，其包含聚合形式的至少一种“含有至少一个羟基基团的单体”，和