[發明專利]用于抗反射涂層的有機聚合物和其制備方法

無效

• 申請號: 00131746.6
• 申請日: 2000-09-07
• 公開（公告）號: CN1288902A
• 公開（公告）日: 2001-03-28
• 發明（設計）人: 鄭載昌;孔根圭;鄭旼鎬;洪圣恩;李根守;白基鎬
• 申請（專利權）人: 現代電子產業株式會社
• 主分類號: C08F20/00
• 分類號: C08F20/00;G03F7/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 過曉東

本發明涉及適合用于超微平版印刷的抗反射薄膜組合物。更具體地，本發明涉及含有在適用于超微平版印刷的波長下具有高吸收的生色團，由此使得穩定形成適用于高集成半導體元件的超細圖形的有機抗反射薄膜組合物。本發明還涉及用該有機抗反射薄膜組合物形成超細圖形的方法。

在超微平版印刷方法中，由于涂于硅片上的底層的光學性能，和涂于其上的光刻膠膜的厚度變化和因來自低層的衍射和反射光造成的CD(臨界尺寸)變化，因此不可避免地出現駐波和光波的反射刻痕。為解決這些問題，人們已提出將抗反射層加入光刻膠薄膜的底層部分，所述抗反射層由對適用于超微平版印刷的波長的光吸收性高的材料制成。

在不存在該反射層的情況下，當來自紫外線光源的光照射到光刻膠薄膜上時，該光滲入光刻膠薄膜中，并反射回來，或從其底層或半導體硅片的底層散射。因此加入抗反射層防止直接影響光刻膠的超微平版印刷的反射或光散射。

根據使用的材料屬于無機物還是有機物，在機理上通常將抗反射薄膜分為吸收抗反射薄膜和干擾抗反射薄膜。

對于使用I-線(365nm)作為光源的超微平版印刷，通常使用無機抗反射薄膜。其中，吸收的抗反射層主要由TiN或無定形碳制成，而干擾抗反射層主要基于SiON。這些基于SiON的抗反射薄膜也用于形成超細圖形，其中使用KrF(248nm)作為光源。

對于波長比上述兩種光源短的ArF，還未針對超微平版印刷開發一種利用短波長光的優點的抗反射薄膜。未提出控制ArF波長(即193nm)處的干擾的無機抗反射薄膜。最近，已進行了廣泛深入研究，并相繼開發出有機抗反射薄膜，該薄膜適用于采用ArF光的超微平版印刷。

下面是對有機抗反射層的基本要求：

首先，當進行平版印刷時，應不發生因溶于有機抗反射層的溶劑中造成的光刻膠層剝離。為此，設計有機抗反射材料，以使其固化薄膜具有不生成副產品的交聯結構。

其次，應沒有化學物質遷移，如酸或胺滲入或滲出反射層。若酸從反射層遷移入正性光刻膠的未曝光區域，則感光圖形顯影不足，同時堿如胺流出，造成鑲邊現象。

再其次，與在上層感光薄膜中相比，在抗反射層中應實現更快的刻蝕速度，使刻蝕過程平穩進行，其中感光薄膜起到掩蔽的作用。

最后，有機抗反射層應盡可能薄，同時具有優異的防止光反射的性能。

本發明人經廣泛深入地研究，開發出一種抗反射樹脂，該樹脂滿足上述要求并適用于通過采用ArF光形成超細圖形，從而得到本發明。

因此，本發明目的在于克服現有技術中遇到的上述問題，并提供一種新的有機化合物，該化合物可用作使用ArF激光器(193nm)的超微平版印刷的抗反射材料。

本發明另一目的是提供一種制備有機化合物的方法，該有機化合物可在超微平版印刷中防止因曝光造成的散射和反射。

本發明另一目的是提供一種含該有機防散射/反射化合物的抗反射組合物，和制備該組合物的方法。

本發明再一目的是提供一種在半導體元件上形成圖形的方法，當使用ArF激光器進行超微平版印刷時，該圖形大大降低了駐波的影響。

本發明又一目的是提供一種半導體元件，在該元件上通過超微平版印刷由所述抗反射組合物形成圖形。

附圖1是一張本發明的照片，該照片表示由有機抗反射薄膜組合物形成的清晰的正交圖形。

根據本發明實施方案，提供一種含如下化學通式11的化合物作為交聯劑和如下化學通式12的化合物以及熱酸生成劑和有機溶劑的有機抗反射組合物。

式11

其中：

a，b和c為摩爾數，其滿足條件：比例a∶b為0.1-1.0∶0.1-1.0和c為1；

R′和R″獨立地為氫或甲基；

R₁、R₂和R₄為相同或不同的，各自表示含1-5個碳原子的取代或未取代的線性或支化烷基；和

R₃為氫或含1-5個碳原子的取代或未取代的線性或支化烷基。

適用于本發明的抗反射薄膜組合物的溶劑選自3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、2-庚酮、四氫呋喃和其混合物。基于化學通式11或12的化合物重量，有機溶劑的用量優選為2，000至4，000wt％。

在一個實施方案中，基于化學通式11和12的化合物的總重量，適用于抗反射薄膜組合物的熱酸生成劑的用量優選為0.1-10wt％，該熱酸生成劑為選自如下化學通式7至10的化合物：