能顯影的底部抗反射涂層的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及在使用光致抗蝕劑的光刻圖案形成中采用的交聯劑，還涉及含有所述 交聯劑并用于形成底部抗反射涂層的組合物以及，并且還涉及采用所述組合物的底部抗反 射涂層形成方法。另外，本發明進一步涉及由所述組合物形成的底部抗反射涂層。
【背景技術】
[0002] 在半導體器件的生產中，微加工一般是根據光刻技術通過使用光致抗蝕劑來進行 的。微加工的過程包含：在半導體基板如硅晶圓上形成一薄層光致抗蝕劑層；使用對應于 目標器件圖案的掩模圖案覆蓋所述層；通過所述掩模圖案將所述層暴露于活性光如UV光 下；將經曝光的層顯影以獲得光致抗蝕劑圖案；和通過使用光致抗蝕劑圖案作為保護膜對 基板進行蝕刻，以形成對應于上述圖案的微細凹凸。由于半導體器件的集成度近來一直在 加大，所述曝光往往是通過使用非常短波長的光來進行的，例如KrF準分子激光（波長： 248nm)、ArF準分子激光（波長：193nm)或極端UV光（波長：13. 5nm)。但是，上述光刻工 藝通常具有光致抗蝕劑圖案的尺寸精度降低的問題。所述尺寸精度降低是由從基板反射的 光的駐波和/或由于基板的粗糙度引起的曝光用光的漫反射所造成的。另外，如果使用非 常短波長的光如極端UV光來進行曝光時，抗蝕劑層可能受到置于其下方的基板釋放出的 氣體的不利影響。為了應對這些問題，許多研宄人員均在研宄提供在光致抗蝕劑層和基板 之間的底部抗反射涂層。底部抗反射涂層需要具有各種性能。例如，優選底部抗反射涂層 能夠在很大程度上吸收用于光致抗蝕劑曝光的輻射以防止漫反射等以便經曝光和顯影的 光致抗蝕劑能夠具有垂直于基板表面的橫截面，并且不溶于光致抗蝕劑組合物中含有的溶 劑（即，不引起互混）。互混是特別嚴重的，因為其經常給光致抗蝕劑層與底部抗反射涂層 之間的界面帶來不利影響。因此，互混容易使得難以控制光致抗蝕劑的圖案或形狀。
[0003] 底部抗反射涂層通常由熱交聯性組合物形成，由此防止與施加于其上的光致抗蝕 劑互混。因此，所形成的涂層一般不溶于用來顯影光致抗蝕劑的顯影溶液。因此，一般而言， 在半導體基板的加工之前，必須通過干蝕刻來去除抗反射涂層（參見，例如，專利文獻1)。
[0004] 然而，當通過干蝕刻來去除所述涂層時，光致抗蝕劑往往與所述涂層一起被部分 地去除。這使得難以維持足夠厚度的光致抗蝕劑以加工基板。
[0005] 有鑒于此，期望提供一種底部抗反射涂層，其充分地溶解于用來顯影光致抗蝕劑 的顯影溶液并因此能夠與光致抗蝕劑一起顯影和去除。為了滿足這種需求，研宄人員已經 研宄了能夠與光致抗蝕劑一起顯影和去除的底部抗反射涂層。
[0006] 例如，已經研宄使羥基或羧酸與乙烯基醚的反應從而形成可與光致抗蝕劑一起顯 影和去除的底部抗反射涂層（專利文獻2)。但是，這種方法在圖案形成中具有由底部抗反 射涂層形成的浮渣的問題。
[0007] 現有技術文獻
[0008] [專利文獻1]美國專利號6156479
[0009][專利文獻2]日本未審專利申請公開號（特表）2008-501985
【發明內容】
[0010] 本發明要解決的問題
[0011] 考慮到上述問題，本發明的目的是提供一種交聯劑，其能夠防止浮渣從底部抗反 射涂層形成。另外，本發明的另一個目的是提供一種能夠形成底部抗反射涂層而較少形成 浮渣的組合物。
[0012] 解決所述問題的方法
[0013] 本發明涉及一種由下式（1)表示的交聯劑：
【主權項】
1. 一種由下式⑴表不的奪滕劑！
其中 E1~E 3各自獨立地選自于由碳原子和氮原子組成的組，但是它們中的至少一個是氮原 子； F1~F 3各自獨立地選自于由氧原子和硫原子組成的組； G1~G 3各自獨立地選自于由乙烯氧基、N-甲氧基甲基酰胺基團和氫原子組成的組，但 是它們中的至少一個是乙烯氧基或N-甲氧基甲基酰胺基團；并且 P1~P 3各自獨立地選自于包括〇的整數，但是它們中的至少任何兩個至少為1或大于 1〇
2. 根據權利要求1所述的交聯劑，其中E 1~E 3均為氮原子。
3. -種用于制備根據權利要求1所述的交聯劑的方法，其特征在于， 使由下式（2)表示的化合物和由下式（3)表示的化合物與堿性化合物反應，
其中E1~E3各自獨立地選自于由碳原子和氮原子組成的組，但是它們中的至少一個是 氮原子；且F1~F 3各自獨立地選自于由氧原子和硫原子組成的組；
其中X選自于由氯原子、溴原子和碘原子組成的組；G為乙烯氧基或N-甲氧基甲基酰 胺基團；且P為〇以上的整數。
4. 一種用于形成底部抗反射涂層的組合物，其包含： 溶劑， 根據權利要求1或2所述的交聯劑，和 由下式（4)表示的聚合物： 其中，A和B分別是由下式（A)和（B)表示的重復單元；
其中，R1和R2各自獨立地是從由氫原子和烷基組成的組中選擇的基團； L是從由單鍵、具有一個以上碳原子的直鏈及支鏈亞烷基、和COO組成的組中選擇的連 接基團； Y是含有一個以上苯環的芳香族基團，但是該芳香族基團可以具有或不具有從由烷基、 芳基、鹵素原子、烷氧基、硝基、醛、氰基、酰胺、二烷基氨基、磺酰胺、酰亞胺基、羧基、羧酸 酯、磺基、磺酸酯、烷基氨基和芳基氨基組成的組中選擇的取代基，并且所述芳香族基團中 含有的苯環之一可以被替換為醌環；并且 Z是從由R3COOR4和R 3OR4組成的組中選擇的基團，其中R 3是從由單鍵、氧原子、芳香環 和具有一個以上碳原子且可以被氟原子取代的直鏈及支鏈亞烷基組成的組中選擇的基團， 并且其中R4是從由氫原子、取代的烴基和非取代的烴基組成的組中選擇的基團； 所述重復單元A和B可以無規連接或形成嵌段， 所述重復單元A和B各自可以是兩種以上具有不同結構的重復單元的組合，并且 m和η是表示聚合度的數字并且分別為10以上的數和0以上的數。
5. 根據權利要求4所述的用于形成底部抗反射涂層的組合物，進一步包含光酸產生 劑。
6. -種底部抗反射涂層，其是通過將權利要求4所述的用于形成底部抗反射涂層的組 合物澆鑄在基板上并且加熱來形成的。
7. -種圖案形成方法，包括： 將權利要求4所述的用于形成底部抗反射涂層的組合物澆鑄在半導體基板上，然后對 其進行焙燒以形成底部抗反射涂層； 在底部抗反射涂層上形成光致抗蝕劑層； 將覆蓋有底部抗反射涂層和光致抗蝕劑層的半導體基板曝光；和 使用顯影溶液對經曝光的基板進行顯影。
8. 根據權利要求7所述的圖案形成方法，其中所述曝光是通過使用13. 5~248nm波長 范圍內的光來進行的。
【專利摘要】本發明提供一種能夠防止浮渣從底部抗反射涂層形成的交聯劑，并且還提供了一種用于形成含有所述交聯劑的底部抗反射涂層的組合物。所述交聯劑是具有至少一個乙烯氧基或N-甲氧基甲基酰胺基團的含氮芳香族化合物，并且所述組合物含有所述交聯劑。E1～E3各自獨立地選自于由碳原子和氮原子組成的組，但是它們中的至少一個是氮原子；F1～F3各自獨立地選自于由氧原子和硫原子組成的組；G1～G3各自獨立地選自于由乙烯氧基、N-甲氧基甲基酰胺基團和氫原子組成的組，但是它們中的至少一個是乙烯氧基或N-甲氧基甲基酰胺基團；并且p1～p3各自獨立地選自于包括0的整數，但是它們中的至少任何兩個至少為1或大于1。
【IPC分類】C07D251-38, G03F7-09, C07D251-30, C09D139-04
【公開號】CN104736523
【申請號】CN201380049311
【發明人】中杉茂正, 宮崎真治, M·帕德馬納班, A·D·迪奧塞斯
【申請人】Az電子材料（盧森堡）有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年9月26日
【公告號】EP2895468A2, US8900797, US20140087311, WO2014049420A2, WO2014049420A3