[發明專利]具有抗反射性能的硬掩模組合物及用其圖案化材料的方法

有效

• 申請號: 200780052470.0
• 申請日: 2007-12-31
• 公開（公告）號: CN101641390A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 金旼秀;魚東善;吳昌一;尹敬皓;邢敬熙;李鎮國;金鐘涉;田桓承;南伊納;納塔利婭·托克列娃
• 申請（專利權）人: 第一毛織株式會社
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 吳貴明;張 英

技術領域

本發明涉及一種具有適合于光刻的抗反射性能的硬掩模組合 物。更具體地，本發明涉及一種包括一種或多種在短波長區域(例 如，157nm、193nm和248nm)中具有強吸收的包含芳香環的聚 合物的硬掩模組合物。

背景技術

在微電子工業和其他相關工業中，包括顯微結構(如，微電機 和磁阻頭(magneto-resist?heads))的制造，存在減小結構形狀的 大小(尺寸)的持續需要。在微電子工業中，存在降低微電子器件 的大小的需要，以便提供大量給定的芯片尺寸的電路。

有效的光刻技術對獲得結構形狀的大小減小來說是必要的。從 圖案在特定基板上的直接成像和通常用于這樣的成像的掩模的生 產的觀點來看，光刻影響顯微結構(微觀結構)的制造。

典型的光刻工藝涉及將輻射敏感的抗蝕劑以圖案方式 (patternwise)暴露于成像輻射以形成圖案化的抗蝕劑層。其后， 通過使暴露的抗蝕劑層與一定物質(典型地，含水堿性顯影溶液(顯 影液))接觸而使圖像顯影。然后，在圖案化的抗蝕劑層的開口 (openings)中存在的材料被蝕刻以將圖案轉移至下面的材料 (underlying?material)。在完成轉移后，去除抗蝕劑層的殘留部分。

為了在大多數光刻工藝中更好的分辨率，抗反射涂層(ARC) 被用于最小化成像層(如輻射敏感的抗蝕劑材料層)與下面的層 (underlying?layer)之間的反射率。然而，由于在圖案化后ARC的 蝕刻期間成像層的許多部分被去除，因此在隨后的蝕刻步驟中可能 進一步需要圖案化。

換句話說，在一些光刻成像工藝中，抗蝕劑并不提供對于隨后 的蝕刻步驟的抵抗到足以有效地將期望的圖案轉移至抗蝕劑下面 的層的程度。在實際應用中(例如，在以下情況中：需要極薄的抗 蝕劑層、待蝕刻的下面的材料較厚、需要較大的蝕刻深度、和/或依 賴于下面的材料的類型需要使用特定的蝕刻劑)，所謂的“硬掩模 層”被用作圖案化的抗蝕劑層與可以通過從圖案化的抗蝕劑轉移而 被圖案化的下面的材料之間的中間層。硬掩模層必須能夠接收來自 圖案化的抗蝕劑層的圖案并經受將圖案轉移至下面的材料所需的 蝕刻。

雖然大量的硬掩模材料是已知的，但是對于改善的硬掩模組合 物存在持續的需求。由于傳統的硬掩模材料難以應用于基板，所以 可能需要使用化學和物理氣相沉積、特種溶劑(special?solvents)、 和/或高溫烘焙。因此，可以通過旋涂技術被施加而不需要高溫烘焙 的硬掩模組合物將是期望的。這樣的硬掩模組合物也將是期望的， 其可以利用上面的(overlying)光致抗蝕劑層作為掩模以容易的方 式被選擇性蝕刻，同時對于利用硬掩模層作為掩模來圖案化下面的 金屬層所必需的蝕刻是抵抗的。提供優異的儲存性能并避免與成像 抗蝕劑層不需要的相互作用(例如，來自硬掩模的酸污染)的硬掩 模組合物將是進一步期望的。在較短波長(例如，157nm、193nm 和248nm)處具有針對成像輻射的特定光學性能的硬掩模組合物也 將是期望的。

發明內容

技術問題

在致力于解決現有技術的問題中產生了本發明，并且本發明的 一個目的是提供一種適于用在光刻工藝中的新型硬掩模組合物，其 表現出高蝕刻選擇性、足以抵抗多重蝕刻(multiple?etching)、并 最小化抗蝕劑層與下面的層之間的反射率。

本發明的另一目的是提供一種通過利用該硬掩模組合物來在 基板上圖案化下面的材料層的方法。

技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種由化學式1表示的含芳香 環的聚合物：

其中R₁選自氫、羥基(-OH)、C₁-C₁₀烷基、C₆-C₁₀芳基、烯丙 基和鹵素，R₂選自羥基(-OH)、氨基(-NH₂)、-OR(R為C₁-C₁₀烷基 或C₆-C₁₀芳基)和-NRR’(R和R’獨立地為C₁-C₁₀烷基或C₆-C₁₀芳 基)，R₃選自：