本发明专利技术提供了一种底部抗反射涂层形成用组合物，并且还提供了一种采用所述组合物的光致抗蚀剂图案形成方法。所述组合物提供了在制造半导体器件的光刻工艺中使用的底部抗反射涂层，并且所述涂层可以使用光致抗蚀剂用显影液进行显影。所述组合物含有溶剂、具有稠合多环芳香族基团的聚合物以及具有马来酰亚胺衍生物或马来酸酐衍生物的化合物。所述组合物可以进一步含有光酸产生剂或交联剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可显影的底部抗反射涂层形成用组合物
本专利技术涉及在使用光致抗蚀剂的光刻图案形成中采用的底部抗反射涂层形成用组合物，并且还涉及采用了该组合物的底部抗反射涂层形成方法。另外，本专利技术进一步涉及由该组合物形成的底部抗反射涂层。
技术介绍
在半导体器件的生产中，一般通过使用光致抗蚀剂根据光刻技术来进行微制造。微制造的工艺包含下列步骤：在半导体基片如硅晶圆上形成一薄的光致抗蚀剂层；使用对应于目标器件图案的掩模图案覆盖该层；通过该掩模图案将该层暴露于活性光线如UV光下；显影该经曝光的层以获得光致抗蚀剂图案；以及通过使用该光致抗蚀剂图案作为保护膜来蚀刻该基片，以形成对应于上述图案的精细凸纹。由于最近已增加了半导体器件的集成度，曝光步骤倾向于通过使用非常短波长的光来进行，例如KrF准分子激光(波长：248nm)、ArF准分子激光(波长：193nm)或极UV光(波长：13.5nm)。但是，上述的光刻工艺经常遭受光致抗蚀剂图案的尺寸精度降低的问题。尺寸精度降低是由于由基片反射的光的驻波和/或由于由基片的粗糙度引起的曝光的漫反射所造成的。另外，如果通过使用非常短波长的光如极UV光进行曝光，该抗蚀剂层可能受到由置于其下方的基片放出的气体的不良影响。为了解决那些问题，许多研究者正在研究提供在该光致抗蚀剂层和该基片之间的底部抗反射涂层。所述底部抗反射涂层需要具有各种性质。例如，优选该底部抗反射涂层能够大量吸收用于曝光光致抗蚀剂的辐射、防止漫反射等以便经曝光和显影的光致抗蚀剂能够具有垂直于基片表面的横截面，以及不溶于在光致抗蚀剂组合物中含有的溶剂中(即，不引起互混)。互混是尤其严重的，因为其经常给光致抗蚀剂层和底部抗反射涂层之间的界面带来不良影响。因此，互混容易使得难以控制光致抗蚀剂的图案或形状。底部抗反射涂层通常是由热交联性组合物形成的，从而防止与施用在其上的光致抗蚀剂互混。因此，所形成的涂层一般不溶于用来显影光致抗蚀剂的碱性显影液中。相应地，一般而言，在半导体基片的制造之前必须通过干蚀刻除去该抗反射涂层(参见例如专利文献1)。但是，当通过干蚀刻除去该涂层时，往往会与该涂层一起除去部分光致抗蚀剂。这使得光致抗蚀剂难以保持足够厚度来制造基片。鉴于此，需要开发一种可充分溶解于用于显影光致抗蚀剂的碱性显影液并因此能够与光致抗蚀剂一起显影和除去的底部抗反射涂层。为了满足这种需要，研究者已经研究了可与光致抗蚀剂一起显影并除去的底部抗反射涂层，其中在光致抗蚀剂和底部抗反射涂层中形成图案。例如，提议了这样的方法，其中利用二烯和亲二烯体之间的反应来形成可与光致抗蚀剂一起显影并除去的底部抗反射涂层(专利文献2～4)。然而，如果采用这些方法，通常的情况是当将光致抗蚀剂组合物涂抹在其上时，所述涂层仍然是未交联的，由此该涂层易于与光致抗蚀剂层互混。为了避免互混，必须选择光致抗蚀剂组合物的溶剂以免溶解底部抗反射涂层。相应地，由于可使用的光致抗蚀剂受到所选择的溶剂的限制，故存在缺乏通用性的问题。现有技术文献：[专利文献1]美国专利号6156479[专利文献2]日本专利特开2011-53652[专利文献3]日本专利特开2010-256859[专利文献4]日本专利特开2010-250280[专利文献5]日本专利特开2004-102203
技术实现思路
本专利技术欲解决的问题考虑到上述问题，本专利技术的一个目的是提供一种底部抗反射涂层，其不与抗蚀剂层互混、可任选地溶于用于显影光致抗蚀剂的碱性显影液中，并且还提供了良好的光刻性能。此外，本专利技术的又一目的是提供用于形成所述底部抗反射涂层的组合物。专利技术概要本专利技术涉及一种底部抗反射涂层形成用组合物，其包含：溶剂，包含下式(1)的聚合物：-Am-Bn-(1)其中A和B分别是下式(A)和(B)表示的重复单元：其中每个R11和R12独立地是氢或烷基；L11是单键、COO或者含有一个或多个碳原子的直链或支链的亚烷基；Y是含有两个或更多个苯环的稠合多环芳香族基团，且Z是从由R3COOR4和R3OR4所构成的组中选出的基团，其中R3是单键、氧或者可以任选具有氟原子且含有一个或多个碳原子的直链或支链亚烷基，并且R4为氢或者取代或未取代的烃基；A和B可以通过无规或嵌段的方式组合；每个A和B可以是具有不同结构的两种或更多种重复单元的组合；且每个m和n是表示聚合度的数字，m不小于10且n不小于0；和包含马来酰亚胺或马来酸酐的化合物。进一步地，该化合物可以由任一下式(2)～(4)来表示：其中每个R21、R22和R23是独立地从由氢、烷基、芳基、卤素原子、烷氧基、硝基、醛、氰基、酰胺基、二烷基氨基、磺酰胺基、酰亚胺基、羧酸、羧酸酯、磺酸、磺酸酯、烷基氨基和芳基氨基构成的组中选出的基团；其中每个R31～R36是独立地从由氢、烷基、芳基、卤素、烷氧基、硝基、醛、氰基、酰胺基、二烷基氨基、磺酰胺基、酰亚胺基、羧酸、羧酸酯、磺酸、磺酸酯、烷基氨基和芳基氨基构成的组中选出的基团；且L31是亚烷基或亚芳基；和其中每个R41和R42是独立地从由氢、烷基、芳基、卤素原子、烷氧基、硝基、醛、氰基、酰胺基、二烷基氨基、磺酰胺基、酰亚胺基、羧酸、羧酸酯、磺酸、磺酸酯、烷基氨基和芳基氨基构成的组中选出的基团。本专利技术进一步涉及通过在基片上涂敷上述底部抗反射涂层形成用组合物后并进行加热所形成的底部抗反射涂层。本专利技术还涉及一种图案形成方法，其包含下列步骤：在半导体基片上涂敷上述底部抗反射涂层形成用组合物，然后对其进行加热，形成底部抗反射涂层；在该底部抗反射涂层上形成光致抗蚀剂层；将覆盖有该底部抗反射涂层和该光致抗蚀剂层的半导体基片暴露在辐射中；并且在该曝光后，通过使用从由碱性显影液和有机溶剂构成的组中选出的显影溶液进行显影。本专利技术的效果本专利技术所述的组合物能够防止与光致抗蚀剂组合物层的互混，并由此形成具有几乎垂直于基片表面的横截面的光致抗蚀剂图案。在一个实施方式中，通过使用本专利技术的底部抗反射涂层形成用组合物，能够形成下述底部抗反射涂层，其在固化后可以容易地溶解于用于显影光致抗蚀剂的碱性显影液中并因此能够与光致抗蚀剂一起显影并除去以形成图案。在另一个实施方式中，通过使用本专利技术的底部抗反射涂层形成用组合物，能够形成不溶于光致抗蚀剂的显影液的底部抗反射涂层。具体实施方式以下详细说明了本专利技术的实施方式。本专利技术的底部抗反射涂层形成用组合物含有具有芳香族环的聚合物；马来酰亚胺衍生物或马来酸酐衍生物；和溶剂，以及进一步根据需要的交联剂或光酸产生剂。下文按顺序说明了所述组合物的那些组分。(具有芳香族环的聚合物)本专利技术的底部抗反射涂层形成用组合物是通过特定的反应来固化的。但是，如果适合地选择组合物中使用的聚合物，由该组合物形成的涂层可以制成可通过显影去除的或对显影液耐受。用于每种类型的涂层的聚合物如下所述。在本专利技术的组合物中使用的聚合物由式(1)表示：-Am-Bn-(1)。在式(1)中，A和B分别是由下式(A)和(B)表示的重复单元：在式(a)和(b)中，每个R11和R12独立地是氢或烷基，优选氢或甲基；L11是单键、COO或者含有一个或多个碳原子的直链或支链的亚烷基，优选COO；Y是含有两个或更多个苯环的稠合多环芳香族基团。该芳香族环可以是其中苯环中的一个可以被奎宁环(quininering)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种底部抗反射涂层形成用组合物，其包含：溶剂；由下式(1)表示的聚合物：‑Am‑Bn‑ (1)其中A和B分别是由下式(A)和(B)表示的重复单元：其中每个R11和R12独立地为氢或烷基；L11是单键、COO或含有一个或多个碳原子的直链或支链亚烷基；Y是含有两个或更多个苯环的稠合多环芳香族基团；且Z是从由R3COOR4和R3OR4构成的组中选出的基团，其中R3是单键、氧或者可以具有氟原子且具有一个或多个碳原子的直链或支链亚烷基，R4为氢或者取代或未取代的烃基；每个m和n是表示聚合度的数字，m不小于10且n不小于0；和，包含马来酰亚胺或酸酐的化合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.15 US 13/327,0301.一种底部抗反射涂层形成用组合物，其包含：溶剂；由下式(1)表示的聚合物：-Am-Bn-(1)其中A和B分别是由下式(A)和(B)表示的重复单元：其中每个R11和R12独立地为氢或烷基；L11是单键、COO或含有一个或多个碳原子的直链或支链亚烷基；Y是含有两个或更多个苯环的稠合多环芳香族基团，其中，苯环中的一个被奎宁环所替换，并且该稠合多环芳香族基团可以任选地具有从由烷基、芳基、卤素、烷氧基、硝基、醛、氰基、酰胺基、二烷基氨基、磺酰胺基、酰亚胺基、羧基、羧酸酯、磺基、磺酸酯、烷基氨基和芳基氨基构成的组中选出的取代基；且Z是从由R3COOR4和R3OR4构成的组中选出的基团，其中R3是单键、氧或者可以具有氟原子且具有一个或多个碳原子的直链或支链亚烷基，R4为氢或者取代或未取代的烃基；每个m和n是表示聚合度的数字，m不小于10且n不小于0；和由下式(3)表示的化合物：其中每个R31～R36是独立地从由氢、烷基、芳基、卤素、烷氧基、硝基、醛、氰基、酰胺基、二烷基氨基、磺酰胺基、酰亚胺基、羧酸、羧酸酯、磺酸、磺酸酯、烷基氨基和芳基氨基构成的组中选出的基团；且L31是亚烷基或亚芳基；并且该组合物进一步包含光酸产生剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其进一步包含交联剂。3.根据权利要求1所述的组合物，其中每个R11和R12独立地是氢或甲基，L11是COO，且Z是R3COOR4，其中R3是单键或者具有1～6个碳原子的直链亚烷基，且R4是氢或者具有1～10个碳原子的支链烷基。4.一种底部抗反射涂层，其为将权利要求1的组合物形成在基片上，然后加热而形成的底部抗反射涂层。5.根据权利要求4所述的底...
【专利技术属性】
技术研发人员：中杉茂正，山本和磨，秋山靖，宫崎真治，M·帕德马纳班，S·查克拉帕尼，
申请(专利权)人：AZ电子材料IP日本株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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