抗反射硬掩膜组合物制造技术

本发明专利技术披露了一种抗反射硬掩膜组合物，其具有对于光刻工艺有用的抗反射性能。该硬掩膜组合物提供了优异的光学性能、优异的机械性能以及高的蚀刻选择性。另外，该硬掩膜组合物可以通过旋涂技术容易地施用。有利地，该硬掩膜组合物适用于短波长光刻工艺，并具有最小的剩余酸含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有抗反射性能的用于光刻工艺的硬掩膜组合物，更具体地，涉及包括含芳香环聚合物、并在短波长范围(例如，157 nm、 193 nm和248 nm )具有强吸收的石更掩月莫组合物。
技术介绍
人们不断要求降低微电子工业以及其他的相关工业中的结构型材的尺寸，包括显微结构的制造(例如，微机械、》兹阻磁头(magnetoresisthead)以及类似、物)。在樣吏电子工业中，存在着只于于降低微电子器件(或装置)尺寸的需要，以便在指定芯片尺寸上提 供多个电^各。高效的光刻技术对于获得结构型材尺寸的降低是必要的。从在 特定基底上直4妻成〗象图样以及产生通常用于这种成像的掩膜的角 度，光刻技术影响着显微结构的生产。典型的光刻工艺包括辐射壽文感抗蚀剂的朝图样方向曝光 (patternwise exposure )，进^f亍辐射成^f象，以开》成有图才羊4匕的4元々虫剂 层。之后，通过将曝光的抗蚀剂层与某种物质(通常，水溶性的碱 性显影溶液)相4妄触来显影该图像。然后，对在图样化的抗蚀剂的 空缺处存在的物质进行蚀刻，以便将图样转移至下面的材料。在转 移完成之后，将抗蚀剂层的剩余部分移除。对于在大多数光刻工艺中的更佳解决方案，使用了抗反射涂层(ARC)以便使成像层，例如辐射敏感抗蚀材料层，以及下面的层 之间的反射率最小化。然而，由于在形成图样之后的ARC蚀刻过 程中，移除了成^f象层的许多部分，因此在随后的蚀刻步骤中需要进 一步形成图样。也就是说，在一些光刻成像工艺中，所使用的抗蚀剂不会向随 后的蚀刻步骤提供足够的抵抗性，以达到足以有效地将所期望的图 样转移至抗蚀剂下面的层的程度。在实际的应用中(例如，在需要 超薄膜抗蚀剂层的情况下，要进行蚀刻的下面的材料是厚的，需要相当大的蚀刻深度，和/或在下面的材料中需要使用特定的蚀刻剂)。 使用了所谓的"硬掩膜层，，作为图样化的抗蚀剂层与可以通过从图样 化的抗蚀剂进行转移而被图样化的下面的材料之间的中间层。硬掩 膜层必须能够容纳(或适用于，accommodate )来自图样化的抗蚀 剂层的图样，以及4氐抗所需要的蚀刻，以4更将图样转移至下面的材料。
技术实现思路
技术问题尽管已知多种硬掩膜材料，但是对于改进的硬掩膜组合物仍存 在持续的需要。由于传统的硬掩膜材料难于施加至基底，因此需要4吏用化学及物理气相沉积、特定的溶剂、和/或高温烘烤。 一种优选 的硬掩膜组合物可以通过旋涂技术进行施加，而无需高温烘烤。另 一种优选的硬掩膜组合物能够以 一种容易的方式在下面的光敏抗 蚀剂中进行选择性蚀刻，同时，对于使下面的层，特别是下面的金 属层图样化必要的蚀刻具有抵抗力。另 一种优选的硬掩膜组合物提 供了优异的存储性能，并避免了与成像抗蚀剂层之间的不良相互作 6用(例如，来自硬掩膜的酸性污染)。另一种优选的硬掩膜组合物具有在更短波长(例如，157證、193 nm、和248 nm )处对抗成像 辐射的特定的光学性能。本专利技术的另 一个目的是提供一种使用硬掩膜组合物而使基底 上的下面的材料层图样化的方法。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种抗反射硬掩膜组合物，包括(a)具有由式1表示的结构单元的含芳香环聚合物其中，m和n是满足0^m〈 190, 0 = n < 190以及m + n = 190 关系的整凄t，条件是m和n两者均不等于零；1^和113它们可以相 同或不同，各自独立地选自氢原子、羟基基团(-OH)、 d-Cu)烷基 基团、CVdo芳基基团、烯丙基基团和卣素原子；R2和R4它们可以 相同或不同，各自独立地选自<formula>formula see original document page 8</formula>(其中，Rs选自氢原子、羟基基团(-OH)、 C广CK)烷基基团、 C6-d。芳基基团、烯丙基基团和卤素原子)，以及(b )有机溶剂。本专利技术的石更掩膜组合物可进一步包括(c)交联组分和(d)酸 寸生4崔4匕剂(或酸4崔4匕剂，acid catalyst )。在这种情况下，本专利技术的石更掩膜组合物可以包括按重量计1至 20 %的含芳香环聚合物(a )、按重量计75至98.8 %的有机溶剂(b )、 按重量计0.1至5 %的交联组分(c )、以及按重量计0.001至0.05 % 的酸性催化剂(d)。含芳香环聚合物可具有l，OOO至30,000的重均分子量。如果需要的话，本专利技术的硬掩膜组合物可进一步包括表面活性剂。交联组分可以选自由醚化的氨基树脂类、N-曱氧基甲基-三聚 氰胺树脂类、N-丁氧基甲基-三聚氰胺树脂类、甲基化脲醛树脂类、 丁基化脲醛树脂类、甘脲衍生物类、2，6-双(羟曱基)对曱酚、双环氧 4匕合物类、以及它们的混合物构成的组。酸性催化剂可以选自由对曱苯石黄酸一水合物、对曱苯石黄酸吡"定鑰、2,4，4，6-四溴环己二烯酮、安息香曱苯磺酸酯、2-硝基节基曱苯 磺酸酯、以及有机石黄酸的烷基酯类构成的组。根据本专利技术的另 一个方面，提供了 一种使用硬掩膜组合物在基 底上形成图样化的材料层的方法。具体地，本专利技术的方法包括步骤(a)在基底上提供材料层， (b)使用硬掩膜组合物在材料层上形成抗反射硬掩膜层，(c)在 抗反射硬掩膜层上形成辐射敏感成像层，(d)将辐射敏感成像层朝 图才羊方向曝露于(patternwise exposing)辐射，以Y更在成^f象层上形 成辐射曝光区域的图样，(e )选择性地移除一部分辐射敏感成像层 和一部分抗反射石更掩膜层，以^更曝露材并+层的该部分，以及(f)蚀刻曝露的材料层的该部分，以便形成图样化的材料层。本专利技术的方法在步4繁(c)之前还可另外包4舌形成底部抗反射 涂层(BARC)的步骤。根据本专利技术的另 一个方面，提供了 一种使用该方法制成的半导 体集成电路器件(或装置)。具体实施例方式下面将详细描述本专利技术。本专利技术提供了 一种抗反射硬掩膜组合物，包括在短波长范围， 特别是在248 nm处具有强吸收的含芳香环聚合物。具体地，本专利技术的该抗反射硬掩膜组合物包括(a)具有由式1表示的结构单元的含芳香环聚合物- 」niL 」n(i)其中，m和n是满足0:m〈 190, 0 = n < 190以及m+n = 190 关系的整凄t,条件是m和n两者均不等于零；1^和113它们可以相 同或不同，各自独立地选自氢原子、羟基基团(-OH)、 C广do烷基 基团、C6-Q。芳基基团、烯丙基基团和囟素原子；R2和R4它们可以 相同或不同，各自独立地选自(其中，Rs选自氢原子、羟基基团(-OH)、 d-do烷基基团、 C6-do芳基基团、烯丙基基团和卤素原子)，以及(b )有机溶齐'J 。优选地，在本专利技术的硬掩膜组合物中使用的含芳香环聚合物 (a)的芳香族环存在于聚合物的骨架链上。此外，优选地，含芳 香环聚合物(a)包含多个能够与交联组分进行反应的活性位置， 并沿聚合物的骨架链分布。此外，含芳香环聚合物必须具有成膜特 性，其有助于通过传统的旋涂技术的层的形成。可以用于本专利技术的硬掩膜组合物中并满足上述要求的优选的含芳香环聚合物由式1表示<formula>formula see original document p本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗反射硬掩膜组合物，包括　（ａ）具有由式１表示的结构单元的含芳香环聚合物：　＊＊＊　（１）　其中，ｍ和ｎ是满足０＝ｍ＜１９０，０＝ｎ＜１９０以及ｍ＋ｎ＝１９０关系的整数，条件是ｍ和ｎ两者均不等于零；Ｒ↓［１］和Ｒ↓［ ３］可以相同或不同，它们各自独立地选自氢原子、羟基基团（－ＯＨ）、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］烷基基团、Ｃ↓［６］－Ｃ↓［１０］芳基基团、烯丙基基团和卤素原子；Ｒ↓［２］和Ｒ↓［４］可以相同或不同，它们各自独立地选自　＊＊＊　其中， Ｒ↓［５］选自氢原子、羟基基团（－ＯＨ）、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］烷基基团、Ｃ↓［６］－Ｃ↓［１０］芳基基团、烯丙基基团和卤素原子，以及　（ｂ）有机溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹熙灿，金相均，林相学，鱼东善，金钟涉，李镇国，吴昌一，金旼秀，邢敬熙，南伊纳，
申请(专利权)人：第一毛织株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]