[发明专利]新型吸光剂及含有它的用于形成有机抗反射膜的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及利用光刻法形成图案的过程中能够吸收曝光时所产生的反射光的新型吸光剂及含有它的有机抗反射膜组合物。

背景技术

近来，随着半导体元件的高集成化，在制造超LSI(Large scale integrated circuit)等时，要求0.10微米以下的超微细图案。因此，曝光波长也从常规使用的g线或i线区域变得更短波长化，而对利用远紫外线、KrF准分子激光、ArF准分子激光的光刻法的研究备受关注。

随着半导体元件的图案尺寸变小，在进行曝光工艺的过程中，反射率最低保持小于1%才能够形成均匀的图案，此外，获得适当的工艺余量可达到理想的收率。

因此，为了尽可能降低反射率，使含有能够吸光的有机分子的有机抗反射膜位于光致抗蚀剂下以防止下部膜层反射从而消除驻波的技术变得重要。

通常，有机抗反射膜需要满足以下要求。

第一、为了防止下部膜层反射，需要含有能够吸收曝光光源波长区域的光的物质，并且由于工艺上的特性，需要具有低折射率。

第二、在层叠有机抗反射膜之后层叠光致抗蚀剂的过程中，有机抗反射膜不能被光致抗蚀剂的溶剂溶解而破坏。为此，有机抗反射膜应设计成由热固化的结构。此时，所述固化在涂布用于形成有机抗反射膜的组合物之后通过烘烤工艺而进行。

第三、有机抗反射膜要比上部的光致抗蚀剂更快被蚀刻，从而能够减少用于蚀刻下部膜层的光致抗蚀剂的损失。

第四、有机抗反射膜不能与上部的光致抗蚀剂反应。此外，有机抗反射膜中的胺或酸等化合物不应向光致抗蚀剂层迁移(migration)。这可能导致光致抗蚀剂图案的形状、特别是造成基脚(footing)或底切(undercut)。

第五、具有适合不同基板的各种曝光工艺的光学性能，即，应具有适当折射率和吸光系数，应对基板和光致抗蚀剂的粘合强度良好。

然而，到目前为止，还没有开发出能够满足使用KrF光形成超微细图案工艺的抗反射膜。因此，迫切需要开发出有机抗反射膜形成用物质，作为抗反射膜特别是能够防止曝光波长为248nm时所发生的驻波和反射,并且为了消除从下部层返回衍射及反射光的影响，对特定波长吸收率大而低折射率的抗反射膜。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：韩国特许公开第2004-7002371号(2004.05.06公开)

专利文献2：韩国特许公开第2009-7008230号(2009.06.03公开)

发明内容

本发明的目的在于，提供一种新型吸光剂及含有它的用于形成有机抗反射膜的组合物，该吸光剂在需要形成微细图案的光刻过程中，特别是利用248nmKrF准分子激光形成超微细图案的光刻过程中，能够吸收曝光时所产生的反射光，并具有低折射率。

本发明的又另一目的在于，提供一种利用所述有机抗反射膜组合物形成图案的方法。

为了实现所述目的，本发明的一实施例涉及的吸光剂具有下列化学式1结构的化合物，

化学式1

在上述化学式1中，

A为单键结合，或者选自由取代或未取代的碳原子数为1至10的亚烷基、取代或未取代的碳原子数为3至30的环亚烷基及它们的组合所组成的组中，

B₁及B₂各自独立地为选自由氢原子、取代或未取代的碳原子数为1至10的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至30的环烷基及它们的组合所组成的组中，或者可以相互连接而与所述A形成烃环，

Ra至Rd各自独立地为氢原子或者碳原子数为1至10的取代或未取代的烷基，或者Ra和Rb及Rc和Rd中的至少一个可以相互连接而形成烃环，

R₁至R₄各自独立地为具有下列化学式2a或2b结构的官能团，或者所述R₁和R₂及R₃和R₄中的任一个相互连接而形成二氢-2,5-呋喃二酮(dihydro-2,5-furandione)结构，但是，R₁至R₄中的任一个是具有下列化学式2b结构的官能团，

化学式2a

化学式2b

在上述化学式2a和2b中，R₅为氢原子或者取代或未取代的碳原子数为1至5的烷基，