[發(fā)明專利]有機抗反射涂層聚合物、含該聚合物的抗反射涂層組合物及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01123295.1
• 申請日: 2001-06-30
• 公開（公告）號: CN1331254A
• 公開（公告）日: 2002-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪圣恩;鄭旼鎬;鄭載昌;李根守;白基鎬
• 申請（專利權(quán)）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: C08F20/10
• 分類號: C08F20/10;C09D133/08
• 代理公司: 柳沈知識產(chǎn)權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 黃益芬

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有機抗反射聚合物及其制備方法。在使用248nm?KrF和193nm?ArF激光光源制造超細圖案的平板印刷方法中，本發(fā)明的有機抗反射聚合物避免底部膜層的回射并消除由光刻膠的厚度變化和光而產(chǎn)生的駐波。更具體地說，本發(fā)明的有機抗反射聚合物用于制造64M，256M，1G和4G?DRAM半導體器件的超細圖案。本發(fā)明還提供一種含有該有機抗反射聚合物的組合物，由其制備的抗反射涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

用于制備半導體器件的超細圖案的制造方法中，由于晶片底部膜層的光學性質(zhì)以及由于光刻膠薄膜厚度的變化，駐波和反射蝕刻不可避免地發(fā)生。另外，還存在另一問題，即來自底部膜層的衍射和反射光所產(chǎn)生的CD(臨界尺寸)變化。因此，建議引入抗反射涂層，通過引入在作為光源使用的光波范圍內(nèi)表現(xiàn)出高吸光度的有機材料，使之避免底部膜層的回射。

依照所使用的材料，抗反射涂層分成無機和有機抗反射涂層，或基于工作原理，分成吸收和干涉抗反射涂層。對于使用I-線(365nm波長)輻射的微刻術(shù)來說，大部分使用無機抗反射涂層，同時使用TiN和無定形碳作為吸收體系，SiON作為干涉體系。

在使用KrF激光的超細圖案的制造方法中，SiON主要用作無機抗反射膜。然而，在無機抗反射膜的情況下，尚未知道有材料能控制193nm，即光源波長處的干涉。因此，已作了很大的努力，使用有機化合物作為抗反射涂層。

為了成為一個好的有機抗反射涂層，必須滿足下列條件：

(1)當進行平板印刷加工時，不能發(fā)生光刻膠層由于在溶劑中溶解而剝離。為了達到這一目標，必須設(shè)計模制的涂層形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，而沒有產(chǎn)生任何作為副產(chǎn)物的化學物質(zhì)。

(2)化學物質(zhì)諸如酸或胺不能進入或從抗反射涂層中逸出。這是因為當酸從抗反射涂層中遷出時，圖案的下部產(chǎn)生刻痕(undercutting)，而當堿如胺遷移時，會產(chǎn)生沉渣(footing)。

(3)抗反射涂層的蝕刻速度應(yīng)比上方的光敏薄膜要快，以便借助使用光敏薄膜充當掩膜片來加速蝕刻過程。

(4)因此，抗反射涂層必須盡可能薄到有效地起抗反射涂層作用的程度。

現(xiàn)有的有機抗反射涂層材料主要分成兩類，即(1)含有發(fā)色團的聚合物，交聯(lián)聚合物的交聯(lián)劑(單一分子)和添加劑(熱可變的氧化劑)，和(2)能自身交聯(lián)且含有發(fā)色團的聚合物和添加劑(熱可變的氧化劑)。但這兩種類型的抗反射材料有一問題，即，幾乎不可能控制k值，因為發(fā)色團的含量是根據(jù)聚合反應(yīng)時刻最初設(shè)計的比例來確定的，因此，若需要改變k值，則必須重新合成。

發(fā)明概述

因此，本發(fā)明的目的是提供一種新的用于抗反射涂層的有機聚合物及其制備方法。

本發(fā)明的另一目的是提供一種包括前述聚合物的抗反射涂層組合物及其制備方法。

本發(fā)明的再一目的是提供一種半導體器件，它是由該抗反射涂層用亞微刻術(shù)在所述的半導體器件上形成圖案。

發(fā)明詳述

根據(jù)本發(fā)明，具有式1和2的下述化合物，分別可提供用作抗反射涂層。

式1

式2

上述結(jié)構(gòu)式1的聚合物從下述式10的化合物合成。

式10

在上述式1-3中：

R^a-R^c各自是氫或甲基；

R_a-R_d和R₁-R₉各自是-H，-OH，-OCOCH₃，-COOH，-CH₂OH或具有1-5個碳原子的取代或未取代的、或直鏈或支化的烷基或烷氧烷基；

l，m和n各自表示選自1，2，3，4和5的整數(shù)；

x，y和z各自表示0.01-0.99的摩爾分數(shù)；

R₁₀-R₁₁各自是直鏈或支化的取代C_1-10烷氧基；和

R₁₂是氫或甲基；

式2中的化合物由(甲基)丙烯醛聚合獲得聚(甲基)丙烯醛，接著使所獲得的聚合物產(chǎn)品與支化或直鏈的含有1-10個碳原子的烷基醇反應(yīng)而制備。

更具體地，(甲基)丙烯醛首先溶解在有機溶劑中，并向其中加入聚合引發(fā)劑，在60-70℃下抽真空進行4-6小時的聚合反應(yīng)，然后，所獲得的聚合物產(chǎn)品與支化或直鏈的含有1-10個碳原子的烷基醇在作為催化劑的三氟甲基磺酸存在下，在室溫下反應(yīng)20-30小時。