CN101556433A - 光吸收剂及含有光吸收剂的有机抗反射涂层组合物 - Google Patents

光吸收剂及含有光吸收剂的有机抗反射涂层组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于有机抗反射涂层结构的光吸收剂，和含有光吸收剂的有机抗反射膜合成物。所述光吸收剂是右下化学式(1a)、(1b)的化合物，其混合物，或化学式(2)的化合物。其中在化学式(1a)和(1b)中，X选自取代或非取代的具有1到20个碳原子的环状化合物、芳基、二芳基醚、二芳基硫化物、二芳基亚砜和二芳基酮；且R1是氢原子，取代或非取代的含有1到10个碳原子的烷基，或是含有1到14个碳原子的芳基。

Description

光吸收剂及含有光吸收剂的有机抗反射涂层组合物
技术领域
本发明涉及一种有机抗反射涂层组合物，其能用于防止在内涂层上的反射且能防止在光刻过程中的驻波，并具有高的干蚀刻率，还涉及包含在上述组合物中的新型光吸收剂。更具体地说，本发明涉及一种可以被用在有机抗反射涂层生产中的新型光吸收剂和含有所述新型光吸收剂的有机抗反射涂层组合物，其中有机抗反射涂层有助于利用KrF准分子激光器进行半导体超细图形化。
本发明还涉及利用上述有机抗反射涂层来图形化半导体装置的方法。
背景技术
近来高集成的半导体装置在超-LST等的生产中需要线宽为0.10微米或更细的超细图形，而且也需要利用具有比现有在g-射线或i-射线区域中所使用的用于曝光的光波长更小的波长的光的光刻工艺。因此，利用KrF准分子激光器或ArF准分子激光器的微光刻工艺当前被应用在用于生产半导体装置的过程中。
随着半导体装置的图形尺寸变得越来越小，只有当在曝光工艺的进程中反射率被维持在最大值小于1％的时候，才能获取均匀的图形，才能得到合适的工艺效益和期望的产率。
因此，为了尽可能降低反射率和控制反射率以防止在内涂层中的反射来去除驻波，在光刻胶下布置能够吸光的含有有机分子的有机抗反射涂层变得重要。
因此，有机抗反射涂层组合物必须满足下列条件。
第一，有机抗反射涂层组合物应该含有在曝光光源的波长区域中能吸收光的材料，防止在内涂层中的反射。
第二，抗反射涂层在层压有机抗反射涂层和层压光刻胶的过程中不被光刻胶的溶剂所溶解和腐蚀。因此，抗反射涂层必须设计成为具有可热固化的结构，在层压抗反射涂层的过程中进行涂层后实施烘焙过程可以加速其固化。
第三，抗反射涂层比上部的光刻胶能被更快地蚀刻，降低由于内涂层蚀刻而引起的光刻胶损失。
第四，抗反射涂层组合物不应与上部的光刻胶反应。而且，化合物例如胺或酸应能迁移到光刻胶层中，因为这些化合物在光刻胶图形中能够引起变形，特别是例如基脚或内涂层。
第五，抗反射涂层组合物应该具有适合于与各种基底相关的各种曝光工艺的光学特性，即，适当的折射指数和吸收系数，且应具有与各种基底和光刻胶较强的粘结性。
发明内容
为了解决如上所述的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用作可吸收反射光的有机抗反射涂层的新型光吸收剂和含有所述材料的有机抗反射涂层组合物，所述反射光是在使用具有波长为248nm的KrF准分子激光器进行超细图形化光刻过程中曝光产生的。
根据本发明的另外一个方面，为了将反射涂层的基本结构设计为能加速有机抗反射涂层的蚀刻率的化学结构，制备基于上述结构的聚合物，本发明提供了一种基于所述聚合物制造有机抗反射涂层的方法，可以加速蚀刻过程。而且，根据本发明的另外一个方面，提供了一种利用上述有机抗反射涂层组合物来图形化半导体装置的方法，上述方法能消除咬边、基脚等，且能达到极好的超细图形化效果。
附图说明
图1是根据合成实施例1得到的共聚物的1H-NMR光谱；
图2是根据合成实施例6得到的共聚物的1H-NMR光谱；以及
图3是根据合成实施例7得到的共聚物的1H-NMR光谱。
图1所示光谱的观测条件是：
标准1H观察；脉冲序列：s2pul；溶剂：丙酮；环境温度；汞-300BB“锦湖-NMR300”；释放、延迟1.000秒；脉冲36度；采集时间：1.995秒；宽度：4506.5赫兹；32次重复观察H1.300.0656671兆赫兹；数据处理；FT大小32768；总时间1分47秒。
具体实施方式
根据本发明的用于有机抗反射涂层结构的光吸收剂是下列化学式(1a)的化合物，下列化学式(1b)的化合物，化学式(1a)和(1b)化合物的混合物，或下列化学式(2)的化合物：
[化学式1a]
Figure A20081018245100071
[化学式1b]
Figure A20081018245100072
其中在化学式(1a)和(1b)中，X是选自取代或非取代的具有1到20个碳原子的环状化合物、芳基、二芳基醚、二芳基硫化物、二芳基亚砜和二芳基酮；R1是氢原子、取代或非取代含有1到10个碳原子的烷基、或含有1到14个碳原子的芳基；
[化学式2]
其中在化学式(2)中，X是选自取代或非取代具有1到20个碳原子的环状化合物、芳基、二芳基醚、二芳基硫化物、二芳基亚砜和二芳基酮；R1是氢原子、取代或非取代的含有1到10个碳原子的烷基、或含有1到14个碳原子的芳基。
包含在上述有机抗反射涂层中的光吸收剂可存在于所述抗反射涂层中，或上述光吸收剂与不能吸收光的聚合物互相独立地存在。通常，单独地使用光吸收剂，因此光吸收化学种类的数量可以控制。在本发明示例性实施例中使用的上述化学式(1a)、(1b)和化学式(2)的光吸收剂通过由下列化学式(3)所代表的取代或非取代的蒽醇化合物与各种二酐化合物在碱存在下反应，然后用酸中和在反应中使用的碱得到：
[化学式3]
Figure A20081018245100081
其中在化学式(3)中，R1是氢原子、取代或非取代的含有1到10个碳原子烷基、或含有1到14个碳原子的芳基。
同时，由化学式(3)的化合物与二酐化合物反应得到的本发明光吸收剂的实施例的例子包括下列化学式(4)到(7)的化合物和其混合物：
[化学式4a]
Figure A20081018245100082
[化学式4b]
Figure A20081018245100091
其中在化学式(4a)和(4b)中，R1和R2，其可以相同或不同，分别独立地代表-H，-OH，-OCOCH3，-COOH，CH2OH，或取代或非取代的、直链的或支链的含有1到5个碳原子的烷基或烷氧基烷基；R3是氢原子、取代或非取代的含有1到10个碳原子的烷基、或含有1到14个碳原子的芳基。
[化学式5a]
Figure A20081018245100092
[化学式5b]
Figure A20081018245100101
其中在化学式(5a)和(5b)中，R1表示酮基、氧原子、硫原子或含有1到5个碳原子的烷基；R2表示氢原子、取代或非取代的含有1到10个碳原子的烷基、或含有1到14个碳原子的芳基。
[化学式6]
Figure A20081018245100102
其中在化学式(6)中，R1和R2，可以相同或不同，分别独立地代表-H，-OH，-OCOCH3，-COOH，-CH2OH，或取代或非取代、直链或支链含有1到5个碳原子的烷基或烷氧基烷基；R3是氢原子，取代或非取代的含有1到10个碳原子的烷基，或是含有1到14个碳原子的芳基。
[化学式7]
Figure A20081018245100103
其中在化学式(7)中，R1表示酮基、氧原子、硫原子或含有1到5个碳原子的烷基；R2表示氢原子、取代或非取代的含有1到10个碳原子的烷基、或含有1到14个碳原子的芳基。
前述的光吸收剂包括蒽发色团，和含有能允许热固化的官能团。
特别是，由于上述蒽发色团衍生物具有根据结构而广泛不同的蚀刻特性，具有不同结构的那些衍生物被应用到有机抗反射涂层组合物中。
关于上述光吸收剂和随后描述的聚合物即可热固化化合物之间的反应，与醇化合物开环反应生成的光吸收剂的羧酸官能团与可热固化化合物的官能团例如乙缩醛、环氧或半缩醛等反应形成交联结构。
各种二酐极易与乙醇反应，且具有四个反应官能团。因此，二酐具有优势因为化合物具有一个或两个引进的发色团，且在随后的过程中仍然具有交联位置。所述光吸收剂可通过常规合成方法合成，但是本发明中的利用碱的合成方法从化合物的反应性方面来说是最优的。
可以被用做碱的例子包括二甲氨基吡啶、吡啶、1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1，5-二氮杂双环[4.3.0]壬烷、三乙胺、2，6-二叔丁基吡啶、二异丙基乙胺、二氮杂双环十一烯和四甲基乙二胺等，且对碱没有特别的限制。
对于合成所用的溶剂，可以使用选自苯、甲苯、二甲苯、卤代苯、二乙醚、四氢呋喃、酯、醚、内酯、酮和酰胺的一种或多种。
上述化合物的合成温度可根据使用的溶剂选择，处于5℃到200℃的区间内，优选20℃到100℃之内。
下文中将对含有根据本发明的光吸收剂的有机抗反射涂层组合物进行更具体地说明。
根据本发明另一实施例的有机抗反射涂层组合物包括光吸收剂、聚合物、热酸生成剂、交联剂和溶剂。
上述光吸收剂选自化学式(1a)所代表的化合物、化学式(1b)所代表的化合物、化学式(1a)和(1b)所代表的化合物的混合物、和化学式(2)所代表的化合物中。包含在本发明中的有机抗反射涂层组合物中的聚合物通过聚合丙烯酸酯基单体、马来酸酐基单体、酚醛树脂单体或酯基单体得到，而且没有特别限制，只要聚合物是在主链末端或侧链末端具有可交联位置的直链或支链高分子。
使用聚合物的有机抗反射涂层施涂到基底后，在烘焙过程中进行固化，在溶剂中保持不溶。
因此，在层压抗反射涂层后的光敏剂涂层期间，上述抗反射涂层在光敏剂的溶剂中被溶解的现象不会发生，且能达到很好的稳定性。
进一步，本发明的有机抗反射涂层组合物也可以含有添加剂以加速光吸收剂和聚合物的固化，且能增强其性能。添加剂的例子包括交联剂和热酸生成剂。
首先，上述交联剂是具有至少两个能交联的官能团的化合物，这样的例子包括氨基塑料化合物，多官能环氧树脂、二酐混合物等。
上述氨基塑料化合物可以是二甲氧基甲基甘脲、二乙氧基甲基甘脲、二乙基二甲基甲基甘脲、四甲氧基甲基甘脲、六甲氧基甲基蜜胺树脂及其混合物等。
对于多官能环氧树脂化合物，优选使用例如，MY720、CY179MA、DENACOL等和与其类似的产品。
然后，优选使用热酸生成剂作为催化剂加速固化反应。对于包含在本发明中的热酸生成剂，优选使用下列化学式(8)和(9)的化合物，且除上述两种外，甲苯磺酸、甲苯磺酸的胺盐或吡啶盐、烷基磺酸、烷基磺酸的胺盐或吡啶盐等也可以使用。
对于使用在本发明的有机抗反射涂层涂层组合物中的有机溶剂，优选选自丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单醚醋酸酯(PGMEA)、环己酮、乳酸乙酯、丙二醇正丙醚、二甲基甲酰胺(DMF)、γ-丁内酯、乙氧基乙醇、甲氧乙醇、3-甲氧基丙酸甲酯(MMP)和3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)的一种或多种。
根据本发明的另外一个实施例的有机抗反射涂层组合物包括由化学式(1a)、(1b)或(2)所代表的占组合物总重量的0.1％到40％、更优选为0.1％到15％的光吸收剂。聚合物占组合物总重量的0.1％到20％。上述交联剂占总合成物重量的0.01％到15％，热酸生成剂占组合物总重量的0.01％到20％、优选0.01％到15％重量。
同时，当含有如上所述构成组分的有机抗反射涂层组合物按上述比例施涂到晶片上，进行热处理例如烘焙时，酸从上述热酸生成剂中产生出来，且在生成的酸存在下，发生在由上述化学式(1a)、(1b)或(2)所代表的光吸收剂，聚合物和用做添加剂的上述交联剂之间的交联反应得到促进。因此，形成不溶于有机溶剂的有机抗反射涂层。这样的有机抗反射涂层吸收已经穿过光刻胶且到达涂层的远紫外线，因此能防止在光刻胶内涂层上的漫反射发生。
利用上述有机抗反射涂层来图形化半导体装置的方法包括将上述有机抗反射涂层组合物施涂到要被蚀刻的层上部；通过烘焙法来固化上述被施涂的组合物，形成交联结构以形成有机抗反射涂层；将光刻胶施涂在所述有机抗反射涂层的上部，连续曝光和显象使所述光刻胶图形化；和使用所述光刻胶图形作为蚀刻掩膜来蚀刻所述有机抗反射涂层，然后蚀刻所述要被蚀刻的层使所述要被蚀刻的层图形化。
在根据本发明的上述有机抗反射涂层的层压过程中，上述烘焙过程在150℃到250℃的温度中持续0.5到5分钟。
而且，在根据本发明的图形化方法中，烘焙过程可在施涂硬模后进行，然后在层压前或层压后，在旋压碳硬模的上部形成抗反射涂层或聚硅氧烷抗反射涂层的有机或无机组合物。上述烘焙过程优选在70℃到200℃的温度下进行。
发明效果
如上所述，根据本发明的上述有机抗反射涂层组合物具有优良的粘合性和存储稳定性，和在C/H型和L/S型中杰出的溶解性。且，本发明的图形化方法具有极好的操作窗口，无论基底的种类都能获取优秀的图形轮廓。
当使用有机抗反射涂层组合物进行图形化时，上述抗反射涂层利用248nm光源在超细图形化过程中可以被迅速地蚀刻，且因此可以对促进高度集成的半导体装置的积极发展做出贡献。
实施例
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述和其他方面的特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。但应该注意的是，本发明并不只局限于这些实施例。
合成实施例1)用于有机抗反射涂层的光吸收剂合成
在540g的1，4-二噁烷中溶解70g的双环[2.2.2]辛烷[2.3.5.6]四羧酸二酐、147g蒽甲醇、46g吡啶和0.6g二甲基氨基吡啶，将混合物在50℃下反应24小时。反应完成后，将蚁酸滴加到上述反应溶液中以用来中和反应溶液。将反应物加到水中得到沉淀物，过滤，然后用蒸馏水多次洗涤，然后进行干燥以来获取172.8g需要的化合物(产率＝80％)。合成实施例1的共聚物的1H-NMR光谱如图1所示。
合成实施例2)用于有机抗反射涂层的光吸收剂合成
在540g的1，4-二噁烷中溶解70g的二环[2.2.2]辛烷[2.3.5.6]四羧酸二酐、147g蒽甲醇、46g吡啶和0.6g二甲基氨基吡啶，混合物在50℃下反应24小时。反应完成后，将蚁酸滴加到上述反应溶液中以用来中和上述反应溶液。上述反应物用乙酸乙酯进行稀释，且用水进行提取，然后将乙酸乙酯层真空干燥得到170.64g需要的化合物(产率＝79％)。
合成实施例3)用于有机抗反射涂层的光吸收剂合成
在540g的1，4-二噁烷中溶解70g的双环[2.2.2]辛烷[2.3.5.6]四羧酸二酐、147g蒽甲醇、57g三乙胺和0.6g二甲基氨基吡啶，混合物在50℃下反应24小时。反应完成后，将蚁酸滴加到上述反应溶液中以用来中和反应溶液。将反应物加到水中得到沉淀，过滤，然后用蒸馏水进行多次洗涤，然后进行干燥，得到172.8g需要的化合物(产率＝80％)。
合成实施例4)用于有机抗反射涂层的光吸收剂合成
在540g的1，4-二噁烷中溶解70g二环[2.2.2]辛烷[2.3.5.6]四羧酸二酐、147g蒽甲醇和7.3g二异丙基乙胺，混合物在50℃下进行反应16小时。反应完成后，将蚁酸滴加到上述反应溶液中以用来中和反应溶液。将反应物加到水中得到沉淀，过滤，然后用蒸馏水进行多次洗涤，然后进行干燥以来获取172.8g需要的化合物(产率＝80％)。
合成实施例5)用于有机抗反射涂层的光吸收剂合成
在540g的1，4-二噁烷中溶解109g的二苯甲酮四羧酸二酐、140g蒽甲醇和7.3g二异丙基乙胺，混合物在50℃下进行反应16小时。反应完成后，将蚁酸滴加到上述反应溶液中以用来中和上述反应溶液。将反应物加到水中得到沉淀，过滤，然后用蒸馏水进行多次洗涤，然后进行干燥，得到172.8g需要的化合物(产率＝70％)。
合成实施例6)用于有机抗反射涂层的光吸收剂合成
在540g的1，4-二噁烷中溶解75g的4，4′-氧联苯二甲酸酐(oxydiphthalicanhydride)、100g蒽甲醇和7.3g二异丙基乙胺，混合物在50℃下进行反应16小时。反应完成后，将蚁酸滴加到上述反应溶液中以用来中和上述反应溶液。将反应物加到水中得到沉淀物，过滤，然后用蒸馏水进行多次洗涤，然后进行干燥，得到172.8g需要的化合物(产率＝95％)。根据合成实施例6得到的共聚物的1H-NMR光谱如图2所示。
合成实施例7)用于有机抗反射涂层的光吸收剂合成
在540g的1，4-二噁烷中溶解75g的4，4′-氧联苯二甲酸酐、100g的1，2，10-蒽三醇和7.3g二异丙基乙胺，混合物在50℃下进行反应16小时。反应完成后，将蚁酸滴加到反应溶液中以用来中和上述反应溶液。将反应物加到水中得到沉淀，过滤，然后用蒸馏水进行多次洗涤，然后进行干燥，得到86.4g需要的化合物(产率＝48％)。
合成实施例8)用于有机抗反射涂层的光吸收剂合成
在300g的1，4-二噁烷中溶解75g的4，4′-氧联苯二甲酸酐、50g的蒽甲醇和3.65g的二异丙基乙胺，混合物在50℃下进行反应16小时。反应完成后，将蚁酸滴加到上述反应溶液中以用来中和上述反应溶液。将反应物加到水中得到沉淀，过滤，然后用蒸馏水进行多次洗涤，然后干燥得到63g需要的化合物(产率＝50.4％)。
合成实施例9)用于有机抗反射涂层的光吸收剂合成
在120g的1，4-二噁烷中溶解29.4g马来酸酐、30g甲基丙烯酸甲酯和2.97g的AIBN，混合物在70℃下进行聚合反应12小时。反应完成后，将反应物加到甲醇得到沉淀，过滤，然后真空干燥(Mw＝47,100，PDI＝2.17，产率＝58％)。将72g上述真空干燥聚合物和0.55g的对甲苯磺酸单水合物与725g甲醇进行混合，然后混合物在70℃下进行反应48小时。反应完成后，将反应液添加到蒸馏水中得到沉淀物，进行过滤，然后用蒸馏水进行多次洗涤，真空干燥(产率＝58％)。
实施例1)有机抗反射涂层组合物A的制备
将合成实施例1中得到的用于有机抗反射涂层的光吸收剂7g，成实施例9中得到的聚合物6g，9g四甲氧基甲基甘脲和1g对甲苯磺酸吡啶鎓溶解在966g的丙二醇单甲醚醋酸酯中，然后通过孔径大小为0.2μm的膜滤器过滤，得到有机抗反射涂层组合物A。
实施例2)有机抗反射涂层组合物B的制备
将合成实施例5中得到的用于有机抗反射涂层的光吸收剂7g，合成实施例9得到的聚合物17g，8g四甲氧基甲基甘脲和3g具有化学式8结构的热酸生成剂溶解在964g的乳酸乙酯中，然后通过孔径大小为0.2μm的膜滤器过滤，得到有机抗反射涂层组合物B。
实施例3)有机抗反射涂层组合物C的制备
将合成实施例6得到的用于有机抗反射涂层的光吸收剂8g，合成实施例9得到的聚合物10g，9g四甲氧基甲基甘脲和4g对甲苯磺酸吡啶鎓溶解在970g丙二醇单甲醚醋酸酯中，然后通过孔径大小为0.2μm的膜滤器来进行过滤，得到有机抗反射涂层组合物C。
实施例4)有机抗反射涂层组合物D的制备
将合成实施例1得到的用于有机抗反射涂层的光吸收剂7g，合成实施例9得到的聚合物6g，9g二乙氧基二甲氧基甘脲和1g对甲苯磺酸吡啶鎓溶解在966g丙二醇单甲醚醋酸酯中，然后通过孔径大小为0.2μm的膜滤器来进行过滤，得到有机抗反射涂层组合物D。
实施例5)有机抗反射涂层组合物E的制备
将合成实施例7得到的用于有机抗反射涂层的光吸收剂8g，合成实施例9得到的聚合物10g，9g四甲氧基甲基甘脲和4g对甲苯磺酸吡啶鎓溶解在970g丙二醇单甲醚醋酸酯中，然后通过孔径大小为0.2μm的膜滤器来进行过滤，得到有机抗反射涂层组合物E。
实施例6)有机抗反射涂层组合物F的制备
将合成示例8中得到的用于有机抗反射涂层的光吸收剂8g，合成示例9得到的聚合物10g，9g四甲氧基甲基甘脲和4g对甲苯磺酸吡啶鎓被溶解在970g的丙二醇甲醚醋酸酯中，然后通过孔径大小为0.2μm的膜滤器来进行过滤，得到有机抗反射涂层组合物F。
有机抗反射涂层特性的测量和光刻胶图形的结果
1)剥离试验
将实施例1-6得到的每种有机抗反射涂层合成物A、B、C、D、E和F旋转地喷涂在硅圆片上，在板上加热到230℃的烘焙1分钟，形成有机抗反射涂层。测量层压在上述圆片上的每种有机抗反射涂层的厚度，将有机抗反射涂层层压的上述圆片浸入到乳酸乙酯中1分钟。然后，乳酸乙酯被完全除去，将带有抗反射涂层的上述圆片在板上加热到100℃烘焙1分钟。然后，再次测量上述有机抗反射涂层的厚度。根据测量的结果，在乳酸乙酯处理之前的涂层厚度和乳酸乙酯处理之后的涂层厚度没有任何变化。即，可以确认，在上述烘焙过程中有机抗反射涂层组合物完全固化，因此与光刻胶混杂的情况在平板印刷的过程中不会发生。
2)折射指数(n)和消光系数的测量
将实施例1-6中得到的每种有机抗反射涂层组合物A、B、C、D、E和F旋转地喷涂在硅圆片上，在板上加热到230℃烘焙1分钟，形成交联的有机抗反射涂层。上述有机抗反射涂层在248nm下利用光谱型椭偏仪来分别测量折射指数(n)和消光系数(k)。作为测量的结果，有机抗反射涂层组合物A的折射指数(n)是1.457，消光系数(k)是0.43。有机抗反射涂层组合物B的折射率(n)是1.456，消光系数(k)是0.420。有机抗反射涂层组合物C的折射指数(n)是1.457，消光系数(k)是0.425。有机抗反射涂层组合物D的折射指数(n)是1.455，消光系数(k)是0.418。有机抗反射涂层组合物E的折射指数(n)是1.542，消光系数(k)是0.423。有机抗反射涂层组合物F的折射指数(n)是1.545，消光系数(k)是0.420。
3)有机抗反射涂层和光刻胶的图形化
将实施例1-6得到的每种有机抗反射涂层组合物A、B、C、D、E和F旋转地喷涂在硅圆片上，然后在板上加热到230℃烘焙1分钟，形成有机抗反射涂层。然后，将KrF光刻胶施涂到抗反射涂层的上部，随后将涂层的圆片在110℃下烘焙90秒钟。烘焙后，利用扫描仪进行曝光，然后使上述被涂层的圆片在110℃下再烘焙90秒钟。被曝光的圆片利用含有TMAN2.38％重量的显影溶液进行显影，得到最终的光刻胶图形。得到具有150μm大小的接触孔(C/H：Contact Hole)的图形。
使用有机抗反射涂层组合物A的光刻胶图形是一很好的竖直图形，且具有大约为18％的能量裕度(energy margin)和大约为0.5μm的焦深裕度。使用有机抗反射涂层组合物B的光刻胶图形是一很好的竖直图形，且具有大约为17％的能量裕度和大约为0.45μm的焦深裕度。使用有机抗反射涂层组合物C的光刻胶图形是一很好的竖直图形，且具有大约为17％的能量裕度和大约为0.5μm的焦深裕度。使用有机抗反射涂层组合物D的光刻胶图形是一很好的竖直图形，且具有大约为19％的能量裕度和大约为0.5μm的焦深裕度。使用有机抗反射涂层组合物E的光刻胶图形是一很好的竖直图形，且具有大约为17％的能量裕度和大约为0.4μm的焦深裕度。使用上述有机抗反射涂层组合物F的光刻胶图形是一很好的竖直图形，且具有大约为16％的能量裕度和大约为0.4μm的焦深裕度。
因此，根据如上所述结果，可以看出从本发明的有机抗反射涂层组合物得到的抗反射涂层提供了足够广泛的能量裕度和焦深裕度。且，上述抗反射涂层组合物可以提供极好的竖直图形，而不会观察到咬边或基脚。

Claims (14)

1、一种用于有机抗反射涂层结构的光吸收剂，包括下列化学式(1a)的化合物，下列化学式(1b)的化合物，或化学式(1a)和(1b)化合物的混合物：
[化学式1a]
Figure A2008101824510002C1
[化学式1b]
Figure A2008101824510002C2
其中在化学式(1a)和(1b)中，X是选自由取代或非取代的具有1到20个碳原子的环状化合物、芳基、二芳基醚、二芳基硫化物、二芳基亚砜和二芳基酮所构成的组中的化合物；且R1是氢原子、取代或非取代的含有1到10个碳原子的烷基、或者含有1到14个碳原子的芳基。
2、一种用于有机抗反射涂层结构的光吸收剂，包括下列化学式(2)的化合物：
[化学式2]
Figure A2008101824510003C1
其中在化学式(2)中，X是选自由取代或非取代的具有1到20个碳原子的环状化合物、芳基、二芳基醚、二芳基硫化物、二芳基亚砜和二芳基酮所构成的组中的化合物；且R1是氢原子，取代或非取代的含有1到10个碳原子的烷基、或者含有1到14个碳原子的芳基。
3、如权利要求1或2所述的用于有机抗反射涂层结构的光吸收剂，其中上述化学式(1a)的化合物、上述化学式(1b)的化合物或化学式(2)的化合物是在碱性环境下反应得到的。
4、如权利要求3所述的用于有机抗反射涂层结构的光吸收剂，其中所述碱是选自由二甲基氨基吡啶、吡啶、1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1，5-二氮杂双环[4.3.0]壬烷、三乙胺、2，6-二叔丁基吡啶、二异丙基乙胺、二氮杂双环十一烯和四甲基乙二胺所构成的组中的化合物。
5、一种有机抗反射涂层组合物，包括权利要求1或2所述的光吸收剂、聚合物、热酸生成剂、交联剂和溶剂。
6、如权利要求5所述的有机抗反射涂层组合物，其中所述组合物含有0.1％至40％重量的所述光吸收剂、0.1％至20％重量的所述聚合物、0.01％至20％重量的热酸生成剂和0.01％至15％重量的所述交联剂。
7、如权利要求5或6所述的有机抗反射涂层组合物，其中所述聚合物是在主链端和侧链端上具有可交联位置的树脂。
8、如权利要求5或6所述的有机抗反射涂层组合物，其中所述交联剂是氨基塑料化合物、多官能环氧树脂、二酐或其混合物。
9、如权利要求5或6所述的有机抗反射涂层组合物，其中所述热酸生成剂是甲苯磺酸、甲苯磺酸的胺盐或甲苯磺酸的吡啶盐、烷基磺酸、烷基磺酸的胺盐或烷基磺酸的吡啶盐。
10、如权利要求5或6所述的有机抗反射涂层组合物，其中所述溶剂是选自由丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚醋酸酯(PGMEA)、环己酮、乳酸乙酯、丙二醇正丙醚、二甲基甲酰胺(DMF)、γ-丁内酯、乙氧基乙醇、甲氧基乙醇、3-甲氧基丙酸甲酯(MMP)和3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)所构成的组中的一种或多种。
11、一种用于图形化半导体装置的方法，上述方法包括：
将根据权利要求5或6所述的有机抗涂层组合物施涂到要被蚀刻的层上部；
通过烘焙法来固化上述被施涂的组合物，形成交联结构以形成有机抗反射涂层；
将光刻胶施涂在所述有机抗反射涂层的上部，依次进行曝光和显影，使光刻胶图形化；和
用光刻胶图形作为蚀刻掩膜来蚀刻所述有机抗反射涂层，然后蚀刻所述要被蚀刻的层使所述要被蚀刻的层图形化。
12、如权利要求11所述的用于图形化半导体装置的方法，其中固化被施涂的组合物的烘焙过程在150℃到250℃的温度中持续0.5到5分钟。
13、如权利要求11或12所述的用于图形化半导体装置的方法，进一步包括在进行曝光使所述光刻胶图形化之前或之后的第二烘焙过程。
14、一种按照权利要求11所述的用于图形化半导体装置的方法而制造的半导体装置。
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