CN101802711A - 用于光刻法的可非共价交联的材料 - Google Patents

用于光刻法的可非共价交联的材料 Download PDF

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Abstract

本发明描述使用非共价交联的树脂涂层用于光刻应用的组合物和方法。这些材料设计用来在涂覆之后经历一种变化，从而提供耐溶剂性，以及为一些材料同时提供水基可溶性。非共价相互作用使得与共价交联的材料相比能够更容易地去除这些涂层。这些种类的材料非常适合于沟槽填充和缝隙填充应用，还适合于减反射涂层、旋涂碳层和蚀刻掩模。

Description

用于光刻法的可非共价交联的材料
相关申请
本申请要求2007年7月30日提交的序列号为60/952667的题为“用于光刻法的缝隙填充材料”的临时申请的优先权，该申请通过参考结合于此。
发明领域
本发明宽泛地涉及新颖的树脂组合物以及使用该树脂组合物形成非共价交联的组合物的方法，该非共价交联的组合物适用于形成用于光刻法的、可溶于含水碱性显影剂的缝隙填充材料、蚀刻掩模组合物、旋涂碳组合物和减反射涂层组合物。
发明背景
1.填充组合物
集成电路制造商一直试图尽可能增大基材晶片尺寸和尽可能减小器件特征元件尺度，从而提高产率、减小单元包装并增加芯片上计算能力。随着集成电路器件越来越小，对更小尺寸和特征元件集成度提高的多层互连的需求增加。镶嵌集成方案(damascene integration scheme)是使得能够随着设计规律继续缩小集成电路器件而增加基材上的芯片密度的一种方式。该镶嵌法不需要对提供互连的金属层进行蚀刻，允许存在更密集间隔的互连，而且不需要介电缝隙填充材料。
有两类基本的镶嵌法(damascene process)：单镶嵌和双重镶嵌。单镶嵌法通过形成透过介电层的导电塞来连接至下方导电层从而制造互连。然后形成另一个介电层，在该第二层中对实际互连金属化布线进行图案化。双重镶嵌法构成尺寸小于单镶嵌法的多层互连。在单介电层中形成通孔和沟槽图案，然后在一个步骤中用导电材料如金属填充。双重镶嵌法包括较少的步骤，获得较小、更复杂的集成电路器件，从而降低制造复杂性和成本。
虽然双重镶嵌法具有这些优点，但是双重镶嵌法使得图案化和蚀刻过程变得更为困难，原因在于特征元件形貌和更复杂的层叠层。已经开发了几种技术来解决这些问题，包括自对齐双重镶嵌、沟槽优先双重镶嵌和通孔优先双重镶嵌法。自对齐双重镶嵌的应用有限，因为该法要求厚的中间层作为减反射层、接近完美的沟槽和通孔的对齐、以及介电层和蚀刻停止层之间非常高的蚀刻选择性。沟槽优先双重镶嵌法包括首先掩蔽和蚀刻沟槽，然后将通孔图案与新蚀刻的沟槽对齐。成功的沟槽优先双重镶嵌法要求获得非常均匀的沟槽，并且对通孔保持严格的尺度控制，从而要求在介电层和蚀刻停止层之间具有高蚀刻选择性。使用蚀刻停止层也会增大该介电材料的介电常数，可能导致器件故障。
通孔优先双重镶嵌是一种比较简单的技术，因为通孔在全部层叠层的顶部形成。对通孔进行蚀刻，然后通过光刻法形成沟槽图案。通孔优先双重镶嵌要求一种能在沟槽蚀刻步骤期间保护通孔底部、并且能够平化该表面使得能够更容易地进行沟槽图案化的填充组合物。通常使用一种有机材料来部分或完全填充通孔或接触孔并且保护该底部和侧壁以免在沟槽蚀刻期间进一步受到蚀刻侵袭。在部分填充过程中，缝隙填充材料仅保护通孔的底部，要求连贯的覆盖和深度控制。在完全填充过程中，对通孔进行完全填充并对该层进行平化。这些有机填充材料还可作为底部减反射涂层(如以下讨论)从而减少或消除对沟槽层进行图案化时的图案劣化和线宽变化，前提是该填充材料覆盖介电层表面。填充过程之后，在顶层上进行蚀刻过程。
用缝隙填充材料填充这些结构之后，用有机减反射涂层涂覆该材料，然后是光刻胶层。对光刻胶进行成像，然后使用反应性离子蚀刻将该图案向下转移至基材中。在这个过程中，几乎总有残余的缝隙填充材料残留在介电层中的结构(通孔或沟槽)中，需要去除。三层法中也会发生这种现象，在三层法中，用旋涂碳材料涂覆基材，该旋涂碳材料而不是缝隙填充材料也填充通孔和沟槽。然后用无机硬掩模层涂覆该旋涂碳层，然后是光刻胶层。
从通孔和沟槽去除缝隙填充材料或旋涂碳材料的常规方法已有使用高功率氧等离子体，称为“灰法”，该法将这些材料基本燃烧去除。这种技术适合于较早的技术；但是，随着工业向着较低k电介质发展，可能出现问题。例如，这些低k电介质通常是有机物而非无机物，一些是多孔性的。因此，这些新介电材料非常容易发生蚀刻损坏，特别是受到氧灰法的损坏。一种问题是常规清除技术会导致该材料的介电常数增大，抵消了开始使用低k电介质的目的。
2.减反射涂层
在光刻胶图案化步骤过程中，必需通过使用减反射涂层控制来自下方材料的反射以防止光刻胶图案的扭曲。如果缝隙填充材料具有合适的光吸收性质，则也可作为减反射层。或者，可以在施用光刻胶之前在缝隙填充材料上施用减反射层。虽然减反射涂层能有效地防止或尽可能减小反射，但是它们的使用要求在该过程中增加额外的突破步骤以去除该涂层。这必然导致处理成本增加。
对这种问题的一个解决方案是使用可湿显影的减反射涂层。这种涂层能与光刻胶材料的已曝光区一起去除。即，使光刻胶层透过图案化的掩模曝光之后，光刻胶的已曝光区可湿显影，随后用含水显影剂去除，留下所需的沟槽和孔图案。可湿显影的底部减反射涂层通常使用可溶于碱性介质的聚酰胺酸作为聚合物粘结剂，从而使得底部减反射涂层可以在光刻胶显影时被去除。这些常规的可湿显影的底部减反射涂层利用热驱动的酰胺酸至酰亚胺的转化而变得不溶于光刻胶溶剂中。这个过程工作良好，但是具有两个局限性：(1)由于已固化层中的共价交联，所以底部减反射涂层保持不溶于有机溶剂但可溶于碱性显影剂中的烘焙温度窗口很窄(小于10℃)；和(2)湿显影过程是各向同性的，意味着垂直去除底部减反射涂层的速率等于水平去除的速率，导致对光刻胶线条造成底部消蚀。虽然这对较大的几何形状(大于0.2微米)并不成问题，但是它容易在较小的线条尺寸上导致线条抬升和线条塌陷。
因此，对于缝隙填充材料、蚀刻掩模组合物、旋涂碳组合物和减反射涂层组合物，要求能通过常规光刻胶显影剂去除，同时表现出优良的涂覆和光学性质。控制可湿显影的涂层在显影剂中的溶解速率也是一个重要因素，宽泛的烘焙窗口是有利的。还需要能避免常规清除方法的问题的缝隙填充和旋涂碳材料以及从通孔和沟槽去除这些材料的方法。
发明概述
本发明通过提供可用于光刻法中的新的可非共价交联的缝隙填充、蚀刻掩模、旋涂碳和减反射涂层组合物，克服了现有技术的问题。
更具体地说，提供了具有一个表面的基材、以及与该表面相邻的非共价交联的层的组合件。该层由包含溶解于或分散于溶剂体系中的聚合物的组合物形成。
在另一种实施方式中，提供一种形成用于微型光刻法的结构的方法。本发明方法包括提供具有一个表面的基材，并将一种组合物施用于该表面的至少一部分。然后烘焙该组合物以形成非共价交联的层。
还提供减反射或填充组合物。该新颖组合物包含分散于或溶解于一种溶剂体系中的聚合物。该聚合物包含以下重复单体：
Figure GPA00001010761800041
在上式中，n是0-4，x∶y的摩尔比约为1∶3至3∶1。R1是保护基团，各R2独立地选自烷基、卤素、-OH、和多官能酚。
本发明还涉及具有一个表面的基材以及与该基材表面相邻的层的组合。这种层包含非共价交联的化合物，该化合物包含具有选自下式的连接：-OH---O、-OH---N、-NH---O、或-NH---N、以及以上的组合。
本发明还提供包含以下重复单体的本发明聚合物：
Figure GPA00001010761800042
在上式中，n是0-4，x∶y的摩尔比约为1∶3至3∶1。另外，R1选自以下基团：
Figure GPA00001010761800043
其中：R2独立地选自烷基、卤素、-OH、和多官能酚；R5选自烷基。
附图简要说明
图1说明实施例3中缝隙填充和显影过程的晶片。
图1(a)显示具有通孔的晶片的截面图，该通孔已经用本发明组合物涂覆并且经过烘焙以引发非共价交联；
图1(b)显示与显影剂接触60秒之后的已涂覆晶片的截面图；
图1(c)显示与显影剂接触100秒之后的已涂覆晶片的截面图；
图2说明实施例4中沟槽填充和显影过程的晶片；
图2(a)显示具有沟槽的晶片的截面图，该沟槽已经用本发明组合物涂覆并且经过烘焙以引发非共价交联；
图2(b)显示与显影剂接触60秒之后的已涂覆晶片的截面图；
图2(c)显示与显影剂接触100秒之后的已涂覆晶片的截面图；
图3说明实施例5中本发明湿去除过程的晶片；
图3(a)显示进行60秒CF4等离子体蚀刻之后的晶片的截面图；
图3(b)显示随后进行5秒O2等离子体蚀刻之后的晶片的截面图；
图3(c)显示进行蚀刻步骤并接着与显影剂接触120秒以从该结构去除该组合物之后的晶片的截面图；
图4是显示实施例10的已图案化层叠件的扫描电子显微镜(SEM)照片。
本发明优选实施方式
本发明宽泛地涉及适用于形成微型光刻结构例如双重镶嵌结构的新的可非共价交联的组合物。这些组合物包括减反射组合物，缝隙填充组合物，旋涂碳组合物和蚀刻掩模组合物。
更具体地说，本发明组合物可以是任何以非共价交联模式为基础的合适制剂。如本文所用，术语“非共价交联”、“非共价交联的”或“可非共价交联的”用于表示不象共价键合那样涉及密切分享电子对、而是涉及更分散的电磁相互作用变化形式的交联。非共价交联的优选例子包括氢键和静电分子间吸引。当共价键合至“给体”原子上的O、N或F的氢被吸引至“受体”原子上的电负性原子时，形成氢键。这种键合的一般例子包括-OH---N，-OH---O，-NH---O，和-NH---N。已经发现，可使用氢键对用于缝隙填充材料、减反射涂层、旋涂碳组合物和蚀刻掩模组合物的聚合物进行非共价交联，从而提供具有以前无法获得的性质的组合物。
例如，根据一种实施方式，这些非共价交联的组合物可湿显影(即，可溶于含水显影剂)。即，使用共价键(键能大于100千焦/摩尔)形成的常规已交联组合物一般有以下要求：进行第一反应以交联该组合物，使其不溶于常规的光刻胶溶剂；并进行第二热、化学或光化学反应以使该组合物可溶于显影剂。已经发现，较弱的非共价相互作用(键能小于100千焦/摩尔)能提供类似常规共价交联的耐溶剂性，但是这些键也会被溶解或去除该组合物的碱显影剂打断。因此，可以使这些非共价交联的组合物在单交联或固化步骤中同时具有耐溶剂性和可湿显影性。
还已经发现，某些非共价相互作用提供耐溶剂性，但是不可湿显影。即，它们不能通过常规含水显影剂去除；但是，不同于共价交联的组合物，它们可通过比常规含水显影剂更强、但侵蚀性小于常规剥除剂的化学剥除剂去除。有利的是，这些种类的中等强度剥除剂对低k介电材料使用安全。因此，这些组合物特别适合涉及低k介电材料、不希望使用可湿显影组合物的缝隙填充方法。原因在于，仍然可以使用这些侵蚀性较小的剥除剂从通孔和沟槽容易地去除残余材料，避免使用共价交联的组合物所需要的常规蚀刻清除过程。根据这个方面，优选的非共价交联涉及略强的键如静电键合。
不考虑该实施方式，本发明的组合物包含分散于或溶解于一种溶剂体系中的聚合物。优选的聚合物包括那些包含能促进所需非共价键合的官能团的聚合物。获得聚合物的优选方法是通过链聚合，更优选通过使用自由基引发剂。这些聚合物可以完全由能促进键合的单体构成，或者可以由键合和非键合单体的混合物构成。如果单体是氢键给体或受体，或者是离子性的，则认为该单体是键合单体。普通的氢键给体可包括任何具有共价键合至氧、氮、或氟原子的氢原子的官能团。优选的官能团包括但并不限于：酚，醇，伯胺和仲胺，酰胺，脲，硫醇脲，或任何包含邻近吸电子基团的质子的基团。普通的氢键受体可包括任何具有电负性作用力的基团。优选的受体基团包括但并不限于：叔胺，醚，硫醇酯，氰基，氧化膦，羰基，或磺酰基。优选聚合物中氢键给体与受体的摩尔比约为1∶3至3∶1，优选约为2∶3至3∶2，最优选约为1∶1。离子性官能团可包括各种能去质子化或质子化以形成离子的有机酸或碱。优选的离子性官能团的例子包括羧酸、磺酸和胺。
在一种优选的实施方式中，在键合对中的至少一个(给体或受体)上具有保护基团。这种保护基团尽可能减少处于溶液中时的键合，在烘焙/固化过程中去除这种保护基团，使得能够形成非共价交联。该保护基团可以是任何已知的保护基团，取决于键合对的对应官能团。它们优选是酸不稳定的。而且，虽然保护基团通常共价键合至键合对中的一个，但是它也可以是非共价键合的(如静电键合的)。优选的保护基团包括弱酸或挥发性酸如乙酸或吡啶，以及选自以下基团：
Figure GPA00001010761800071
其中R5选自烷基(优选C1-C6的，更优选C1-C4的)。
可仅通过热方式或者在催化剂的帮助下使该保护基团解离。一种示例的解保护机理如以下历程A以氨基甲酸叔丁酯保护基团为例所示。
Figure GPA00001010761800072
历程A
用于制造本发明组合物的优选聚合物包含选自以下基团的重复单体以及它们的组合：
Figure GPA00001010761800081
其中X选自-C-和-N-，R1是保护基团，例如选自以下：
Figure GPA00001010761800082
其中：R2独立地选自烷基(优选C1-C6的，更优选C1-C4的)、卤素、-OH、和多官能酚；R3选自H、烷基(优选C1-C5的，优选甲基)、-CN、-Br、和-Cl；R4选自烷基(优选C1-C6的烷基，更优选C1-C4的烷基)、
Figure GPA00001010761800083
R5选自烷基(优选C1-C6的，更优选C1-C4的)。
在该组合物不可湿显影的某些实施方式中，用于制备本发明组合物的优选聚合物包含选自以下的重复单体：
其中R3选自H、烷基(优选C1-C5的，优选甲基)、-CN、-Br、和-Cl；R4选自烷基(优选C1-C6的烷基，更优选C1-C4的烷基)、
Figure GPA00001010761800092
根据另一种优选的实施方式，本发明组合物包含一种聚合物，该聚合物是由以下化合物形成的共聚物：
Figure GPA00001010761800093
在上式中，n可以是0-4；R1是保护基团，例如选自以下：
Figure GPA00001010761800094
R2选自烷基(优选C1-C6的，更优选C1-C4的)、卤素、-OH、和多官能酚；R5选自烷基(优选C1-C6的，更优选C1-C4的)。优选聚合物中式(I)与式(II)的摩尔比约为1∶3至3∶1，优选约为2∶3至3∶2，最优选约为1∶1。优选这种实施方式中形成的组合物可湿显影。
不考虑该实施方式，通过以下方式形成组合物：将聚合物简单地分散或溶解在溶剂体系中，优选在环境条件下进行足够长的时间，以形成基本均相的分散体。以组合物中固体总重量为100重量％基准计，组合物中存在的聚合物的含量应当约为1-40重量％，较优选约为5-25重量％，甚至更优选约为5-15重量％。这种聚合物的重均分子量优选约为1000-1000000道尔顿，更优选约为10000-100000道尔顿。
使用该聚合物形成旋涂碳组合物时，应当提供足够含量的该聚合物，使得以该组合物中所有固体中的原子总数为100％基准计，该组合物中的碳含量至少约为75％碳原子，优选至少约为80％碳原子，甚至更优选约为80-95％碳原子。本领域技术人员能够容易地根据该组合物中包含的固体的化学结构计算这种百分比。或者，可使用已知的分析设备，包括x射线荧光光谱、俄歇能谱和二次离子质谱，分析和计算碳原子和总原子含量。要获得这些碳原子含量，以该组合物中固体总重量为100重量％基准计，通常该组合物中包含的该聚合物的含量约为3-15重量％，更优选约为5-10重量％。
优选的溶剂体系包含选自丙二醇甲基醚乙酸酯(“PGMEA”)、丙二醇甲基醚(“PGME”)、乳酸乙酯(“EL”)和它们的混合物的溶剂。该溶剂体系应当具有约50-250℃、更优选约150-200℃的沸点，以该组合物总重量为100重量％基准计，溶剂体系的用量应当约为60-99重量％、优选约75-95重量％、甚至更优选约85-92重量％。因此，以该组合物总重量为100重量％基准计，该组合物中固体的百分比将约为1-40重量％，优选约为5-25重量％，更优选约为8-15重量％。
还可通过向该组合物加入键合阻碍剂来控制键合程度。这种试剂通过键合至溶液中的键合对中的一个以及通过固化过程起作用，从而防止其与键合对中的另一个发生交联。通过改进加入组合物的键合阻碍剂的量，可容易地调节已固化组合物的显影速率。如果使用键合阻碍剂，则以组合物中固体总重量为100重量％基准计，在组合物中存在的键合阻碍剂的含量应当约为0.5-12重量％，优选约为1-7重量％。优选的键合阻碍剂是任何与该体系中键合对中一个的键合强度大于键合对中另一个的物质。这些键合阻碍剂可以是给质子物质例如氟化醇(如六氟异丙醇、三氟乙醇)和磺酰胺。优选的给质子物质还包括酸，例如-COOH、无机酸和磺酸。特别优选的酸选自对甲苯磺酸(“pTSA”)、甲磺酸(“MSA”)、樟脑磺酸(“CSA”)、和以上的混合物。
该键合阻碍剂还可以是质子接受物质，可用作键合阻碍剂并在解保护过程之后键合至键合对中的一个。优选的质子接受物质包括碱。适合用作键合阻碍剂的碱包括选自胺(如TMAH、三乙胺、吡啶、咪唑、哌啶)的碱。
将会理解，该组合物中还可包含一些其他任选成分。典型的任选成分包括表面活性剂、催化剂和增粘剂。
本发明方法包括向基材施用(例如通过旋涂)组合物，从而在该基材表面上形成该组合物的层。所用基材将优选包括几何形貌(如接触孔、通孔、凸起的特征元件、和沟槽)。这种几何形貌可直接包括在基材表面上，或者可包括在基材表面上形成的其他材料的一个或多个层中。基材可以是任何微电子基材。优选的基材包括选自以下的那些：硅、铝、钨、硅化钨、砷化镓、锗、钽、亚硝酸钽、硅锗、二氧化硅、氮化硅、氧化铝、玻璃、石英和低k电介质。低k介电层可直接在基材上形成，或者可在基材上已经先期形成的其他层上形成(如门层、接触层、蚀刻停止层)。根据常规方法形成介电层和任何其他层。
这种组合物可以以任何平均厚度施用于基材，该平均厚度取决于最终应用，但是开始时的施用厚度通常约为0.3-3000纳米。优选以足够的量将该组合物施用于基材，使该基材表面基本平化。然后烘焙该组合物层，形成非共价交联的(即固化的)层。烘焙温度和时间影响解保护程度和随后键合基团的非共价交联，因此最终影响将该组合物与显影剂接触之后残余的膜的量。优选烘焙之后的解保护程度至少约为75％完成，优选约为75-90％完成，更优选约为90-100％完成。一般通过在约30-120秒、更优选在约45-90秒时间内，在约130℃-300℃、优选约150℃-225℃的温度进行加热，完成这个步骤。解保护程度优选通过FTIR测量。非共价交联的层的平均厚度通常约为0.1-2000纳米，优选约为20-500纳米。
在一种优选的实施方式中，该非共价交联的层具有下式：
Figure GPA00001010761800121
其中：n是0-4；各R2独立地选自烷基(优选C1-C6的，更优选C1-C4的)、卤素、-OH、和多官能酚；各R6独立地选自-O-和-N-。
有利的是，该非共价交联的层基本不溶于常规的光刻胶溶剂中，例如乳酸乙酯、PGME或PGMEA。因此，当进行剥除测试时，该非共价交联的层将具有小于约5％、优选小于约1％、甚至更优选约0％的剥除百分比。该剥除测试包括首先确定该非共价交联的层的厚度(取5个不同位置的测量平均值)。这是开始时的平均膜厚度。接着将光刻胶溶剂在该已固化膜上搅拌约20秒，然后以约2500rpm旋转干燥约30秒以去除溶剂。在晶片上使用椭圆光度法在5个不同点再次测量厚度，确定这些测量的平均值。这是最终的平均膜厚度。
剥除的量是开始时和最终的平均膜厚度之间的差值。剥除百分比是：
Figure GPA00001010761800122
虽然根据优选的实施方式，非共价交联的层基本不溶于光刻胶溶剂中，但是该层基本可溶于光刻胶显影剂中。即，已固化层可湿显影，意味着该组合物可用常规含水显影剂如氢氧化四甲基铵去除(历程B)。
Figure GPA00001010761800131
历程B
因此，根据本发明方法的一个方面，在已固化层上搅拌显影剂，从而去除该层的至少一部分(使这些部分凹进)。从已固化层去除显影剂(如通过旋转除去)，进一步按照其预期最终应用的需要加工该层结构。更具体地说，在该层上搅拌显影剂，优选使显影剂与该层接触约30-90秒、较优选约45-80秒、甚至更优选约55-65秒的时间。然后从基材去除显影剂，优选通过用水冲洗并以约1500-2500rpm的速度旋转约20-40秒进行。显影剂优选是商业获得的含碱的显影剂水溶液，使该组合物“解交联”，使组合物可溶于显影剂中。特别优选的显影剂包括选自以下的那些：氢氧化四甲基铵(上文所示)、氢氧化钾、氢氧化钠、和它们的混合物。
将接触显影剂之前的层厚度与接触显影剂之后的层厚度相比，可以看到，接触显影剂导致该层至少部分去除或凹进。因此，用光刻胶显影分析仪测量时，接触显影剂优选以约1-500埃厚度/秒、较优选约10-300埃厚度/秒、甚至更优选约20-200埃厚度/秒的显影剂接触速率(即显影速率)去除该组合物或使该组合物凹进。凹进的量可以大于、等于或小于通孔的上部边缘，取决于应用。如果材料凹进至通孔上部边缘之上的位置，则剩余的膜可以其第一或第二反射最小厚度用作减反射层。如果该材料凹进至等于或低于通孔上部边缘的水平，则该材料仅可用作缝隙填充材料，优选施涂另一个减反射涂层以抑制来自基材的光反射。使材料凹进至部分填充通孔是有利的，因为必须蚀刻较少的底部减反射涂层。
尽可能减少通孔中必须蚀刻的材料导致沟槽蚀刻之后形成的围栏状物或皇冠状物减少。围栏状物或皇冠状物是沟槽蚀刻之后因为通孔填充、底部减反射涂层和夹层电介质之间的蚀刻选择性较差而残留的底部减反射涂层或电介质。
本发明方法可用于部分填充(即，用该组合物填充孔深度的约35-65％)和全部填充(即，用该组合物填充孔深度的至少约95％、优选约100％)应用。
而且，将会理解，本发明方法可用于形成具有不同于以前获得的性质的双重镶嵌结构。例如，根据本发明方法制备的结构将具有低偏离，即使是对于非常薄的组合物层也是如此。具体地说，本发明方法将获得偏离小于约20纳米、优选小于约10纳米、较优选约为0-5纳米的层，甚至平均膜厚度小于约200纳米的时候也能获得此种程度的偏离。
如本文所用，通过用椭圆计进行测量确定层的平均厚度(除了确定偏离时)。这些测量在晶片(或如本文定义的其他区域)上重复3次，对测量值取平均，以确定层的平均厚度。为了偏离目的而测定厚度时，使用SEM照片和成像程序(ImageJ)。使用SEM中的比例尺对测量进行校正，对每个区域(隔离或密集的)上的3次测量取平均值。
通过从隔离区域上的平均层厚度减去密集区域上的平均层厚度确定偏离。密集区域限定为表面面积的至少约50％被通孔孔占据的基材部分，而隔离区域限定为表面面积的小于约20％被通孔孔占据的基材部分。
然后可以将光刻胶层施用于凹进的组合物(或者施用于中间层例如在凹进的组合物上施用的减反射涂层，或者当该组合物用作旋涂碳时在其上施用的硬掩模)，根据常规方法(例如曝射于相关波长的活化辐射，使已曝光光刻胶显影，蚀刻转移该图案)对光刻胶层进行图案化。由于本发明方法特别适合用于通孔优先方法，所以这种图案化操作通常包括对所需沟槽进行图案化，然后将这些沟槽蚀刻(例如等离子体蚀刻)进基材中。将会理解，与现有技术相比这种方法是特别有利的，因为这种方法能适应含铜的电路，并能避免要求蚀刻铜的方法通常会遇到的问题。
本发明组合物还适合用作三层层叠件中的旋涂碳层。将其施用于基材之后，该组合物不会凹进回退至介电表面。而是有一层组合物保留在基材表面上，并覆盖通孔。然后将无机硬掩模施用于该组合物，随后施用光刻胶。本发明组合物还可用作硬掩模或图案转移层，将该图案转移至基材中。在这种实施方式中，优选在施用光刻胶之前，将标准有机或无机减反射涂层施用于该硬掩模。
不考虑该实施方式，根据本发明形成的非共价交联的层优选具有约为1.2-2.0、优选约为1.5-1.9、甚至更优选约为1.78的n值(即，复合折射率的实分量)，以及约为0-1、优选约为0.1-0.9、甚至更优选约为0.85的k值(即，该复合折射率的虚分量)。
最后，在该组合物并非缝隙填充组合物的实施方式中，这些层的蚀刻速率优选等于或小于基材(如电介质)。即，基材蚀刻速率与本发明组合物的蚀刻速率之比约为1-5，当使用如CF4的蚀刻剂时更优选约为1-4。优选该组合物的蚀刻速率还大于Si硬掩模。因此，本发明组合物的蚀刻速率与Si硬掩模的蚀刻速率之比至少约为5，当使用O2作为蚀刻剂时优选至少约为10。
不考虑该实施方式，本发明提供以下优点：在使用蚀刻法将图案转移至基材之后，可以容易地从基材结构(即，通孔、沟槽)去除这些组合物。因此，不同于需要氧灰法的现有技术组合物，可使用新颖的湿清除方法去除本发明的组合物。根据本发明的方法，简单地将晶片浸入普通含水显影剂或化学剥除剂如
Figure GPA00001010761800151
EZSTRIPTM 601去除剂(从空气产品公司(Air Products)获得，使用制造商建议的时间和温度)中，然后用溶剂冲洗。然后将该晶片在100℃烘焙60秒以从该基材表面去除任何残余的溶剂。有利的是，从该结构基本完全地去除残余材料。优选的化学剥除剂具有中等强度，并且能安全地用于低k介电材料。合适的冲洗溶剂包括乳酸乙酯、PGME、PGMEA、和以上的混合物。
实施例
以下实施例提出根据本发明的优选方法。但是应该理解，这些实施例通过举例说明方式提供，不应将其中任何内容看作对本发明总体范围的限制。
实施例1
用于通过改变单体比例控制显影速率的组合物的制备
1.共聚物的制备
通过向100毫升圆底烧瓶加入4-乙烯基吡啶(“4-VPY”，从希格玛-艾尔德里奇公司(Sigma-Aldrich Co.)获得)、叔丁基4-乙烯基苯基碳酸酯(“TBSM”，从杜邦公司(DuPont)获得)、丙二醇单甲基醚(“PGME”，从哈克洛斯公司(Harcross Corp.)获得)、和2，2′-偶氮二(2-甲基丙腈)自由基引发剂(“AIBN”，从希格玛-艾尔德里奇公司获得)制备聚合物母液。密封该烧瓶并用氮吹扫，搅拌该混合物直至TBSM和AIBN溶于溶液。
用变化的单体浓度制备5种不同的聚合物母液。下表1中提供了各母液的成分。
表1
  聚合物母液  4-VPY(克)   TBSM(克)   PGME(克)   AIBN(克)
  1A   1.26   6.17   66.87   0.33
  1B   1.68   5.29   62.73   0.33
  1C   2.10   4.40   58.50   0.33
  1D   2.52   3.52   54.36   0.33
  1E   2.94   2.64   50.22   0.33
各试剂溶于溶液之后，在硅油浴中加热该混合物，使其在60℃反应16小时。16小时之后，将该聚合物溶液(历程C)冷却至室温并装瓶。
Figure GPA00001010761800161
历程C
2.组合物的制备
然后使用以上制备的各聚合物母液制备组合物。通过以下方式制备组合物：将各聚合物溶液以下表2中所示的量与丙二醇正丙基醚(“PnP”)和对甲苯磺酸(“pTSA”)混和。搅拌各成分，过滤通过0.1微米终点过滤器，并装瓶。各组合物具有相同的配方，区别在于用于制备各制剂的聚合物母液不同。
表2
  制剂   重量百分比a
  聚合物母液(表1)   20.00％
  丙二醇正丙基醚(PnP)   79.96％
  对甲苯磺酸(pTSA)   0.04％
a以组合物中所有成分总重量为100重量％基准计。
3.组合物测试
然后确定各组合物的耐溶剂性(剥除，以埃为单位)和膜显影速率。对于各测试，以1500rpm将本发明组合物在100毫米硅晶片上旋涂60秒。然后使用接触热板以205℃烘焙该晶片60秒，以引发组合物的解保护和非共价交联(历程D)。
Figure GPA00001010761800171
历程D
使用椭圆计测量制得膜的厚度。然后通过以下方式进行耐溶剂性测试：向该膜施用普通光刻胶溶剂(即乳酸乙酯)20秒，然后以2500rpm旋转干燥30秒。
然后使用光刻胶显影分析仪(RDA型号790，Litho Tech Japan)测量膜显影速率。对于该测试，再次用各组合物涂覆硅晶片，如上所述烘焙以引发非共价交联。然后将各晶片浸入氢氧化四甲基铵(“TMAH”)，标准碱显影剂，同时该分析仪测量去除该膜的速率。下表3中提供了根据聚合物母液进行鉴别的对于各组合物的显影速率。
表3
  组合物   显影速率(纳米/秒)
  聚合物母液1A   6.3
  聚合物母液1B   2.2
  聚合物母液1C   1.6
  聚合物母液1D   2.5
  聚合物母液1E   3.2
这种测试之后对晶片进行检查，显示没有留下残余物，表明该显影剂完全去除各种制剂。因此，这些组合物是耐溶剂的，同时能溶解在光刻胶显影剂中。
实施例2
用于通过加入键合阻碍剂控制显影速率的组合物的制备
1.组合物的制备
在这个实施例中，使用以上实施例1的聚合物母液1C来制备本发明组合物。通过掺混聚合物母液和PnP以及作为键合阻碍剂的酸，制备各制剂，其中所述酸的量逐渐增加。下表4中列出用于各制剂的成分和量，以组合物中所有成分总量为100重量％基准计的重量百分比表示。使用三种不同的酸(即键合阻碍剂)分3次制备5种制剂：pTSA、甲磺酸(“MSA”，希格玛-艾尔德里奇公司)、和樟脑磺酸(“CSA”，希格玛-艾尔德里奇公司希格玛-艾尔德里奇公司)，共计15种组合物。
表4
  制剂   键合阻碍剂A   聚合物母液(1C)   PnP
  2A   0.04％   20.0％   79.94％
  2B   0.08％   20.0％   79.92
  2C   0.12％   20.0％   79.88％
  2D   0.16％   20.0％   79.84％
  2E   0.20％   20.0％   79.80％
ApTSA、MSA或CSA
然后使用与以上实施例1所述相同的方法确定各组合物的耐溶剂性和膜显影速率。下表中显示耐溶剂性测试的结果。
表5
  制剂   以pTSA作为酸的剥除(埃)  以MSA作为酸的剥除(埃)   以CSA作为酸的剥除(埃)
  2A   1   6   2
  2B   4   4   1
  2C   4   10   1
  2D   8   9   1
  2E   8   7   3
下表6中提供各制剂的膜显影速率。
表6
  制剂   以pTSA作为酸的显影速率(纳米/秒)   以MSA作为酸的显影速率(纳米/秒)   以CSA作为酸的显影速率(纳米/秒)
  2A   1.6   2.0   2.0
  2B   5.1   5.6   6.0
  2C   12   13   12
  2D   26   19   47
  2E   73   35   156
实施例3
缝隙填充组合物的制备
1.共聚物的制备
为了制备聚合物母液，在500毫升圆底烧瓶中加入14.01克4-VPY、29.28克TBSM、105克PGME、和1.75克AIBN。密封该烧瓶并用氮气吹扫，搅拌该混合物直至TBSM和AIBN溶于溶液。然后在硅油浴中加热该混合物，使其在75℃反应16小时。16小时之后，将该聚合物溶液冷却至室温并装瓶。该溶液含有30％的固体。
2.组合物的制备
通过混合6.40克以上制备的聚合物溶液(1.92克聚合物固体和4.48克PGME)与7.53克PGME、6.00克丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)和0.078克pTSA，制备缝隙填充组合物。该组合物混合物的总重量为20.01克，含10％的固体。
3.用组合物填充缝隙
以1500rpm的转速将该组合物在晶片基材上旋涂60秒，该基材具有尺寸为0.13-0.3微米的通孔。然后在接触热板上以205℃烘焙该已涂覆晶片60秒，以引发该组合物的解保护和非共价交联。
该基材上膜的厚度为150-390纳米，取决于基材表面上存在的几何形貌(通孔的尺寸和形状)。对一种已涂覆晶片在乳酸乙酯中的剥除进行测试。开始时的膜厚度为390纳米，剥除之后的厚度为389纳米(0.26％损失)。然后对一些已涂覆晶片横截切开，使用SEM照像。
使剩余的已涂覆晶片与显影剂接触。在已涂覆晶片的已交联层上对标准0.26N的TMAH显影剂进行60秒或100秒的搅拌。然后以500rpm的转速用去离子(DI)水冲洗晶片5秒，随后以2500rpm的转速旋转干燥60秒，在100℃烘焙10秒，以从基材表面去除任何残余水。取已显影晶片横截切开，使用SEM照像。将这些图象与用本发明填充组合物涂覆的未显影晶片的横截面进行比较。
图1说明显影过程之前和之后的已涂覆晶片。已成像的晶片基材包括直径为0.22微米、深度为1.0微米的通孔。图1(a)显示用本发明组合物涂覆并且在205℃烘焙60秒但是未显影的晶片。由图1(a)可看出，在将该组合物旋涂在基材上并烘焙之后，通孔孔完全平化。图1(b)显示经过涂覆并且在205℃烘焙60秒、随后如上所述显影60秒的晶片的截面图。由图1(b)可看出，膜组合物湿凹进至通孔表面(以实现完全填充)。图1(c)显示在205℃烘焙60秒、然后显影100秒的晶片的截面图。由图1(c)可看出，膜组合物湿凹进至低于通孔的上部边缘(以实现部分填充)。
实施例4
沟槽填充应用
以1500rpm的转速将实施例3的组合物在晶片基材上旋涂60秒，该基材包括宽度为120-500纳米的已图案化沟槽。然后在接触热板上以205℃的温度将已涂覆晶片烘焙60秒，以引发该组合物的非共价交联。取一些这类未显影晶片横截切开，使用SEM照像。
然后通过以下方式使用标准0.26N的TMAH显影剂使剩余的晶片显影：将该显影剂在该膜上搅拌50秒，随后以2500rpm的转速旋转干燥60秒。以500rpm的转速用去离子(DI)水冲洗晶片5秒，随后以2500rpm的转速旋转干燥60秒，以100℃的温度烘焙10秒，以从该基材表面去除任何残余水。取已显影晶片横截切开，使用SEM照像。将这些图象与用本发明膜组合物涂覆的未显影晶片的横截面进行比较。
图2(a)中显示未显影晶片的横截面，图2(b)显示已显影晶片的横截面。由图2(a)可看出，将该组合物旋涂在基材上并烘焙之后，该基材表面完全平化。在图2(b)中可以看出，组合物湿凹进至沟槽表面(实现完全填充)。
实施例5
在等离子体蚀刻之后从结构湿去除缝隙填充组合物
以1500rpm的转速将实施例3的缝隙填充组合物在晶片基材上旋涂60秒，该基材具有尺寸为0.22-0.25微米的通孔。然后在接触热板上将已涂覆晶片烘焙60秒，以引发该组合物的非共价交联。
在将组合物旋涂在基材上并烘焙之后，对通孔进行完全平化。基材上膜的厚度为150-390纳米，取决于基材表面上存在的几何形貌(通孔的尺寸和形状)。
然后通过以下方式使膜湿凹进至通孔表面：在晶片的膜上将标准0.26N的TMAH显影剂搅拌60秒，随后以2500rpm的转速旋转干燥60秒。然后以500rpm的转速用去离子(DI)水将晶片冲洗5秒，随后以2500rpm的转速旋转干燥60秒，在100℃烘焙10秒，以从基材表面去除任何残余的水。
图3说明湿去除过程中通孔填充的SEM照片。对该基材进行60秒CF4等离子体蚀刻(图3(a))，随后是5秒O2等离子体蚀刻(图3(b))。蚀刻之后，在通孔基材上将显影剂(PD523AD，从摩斯湖工业有限公司(Moses LakeIndustries，Inc.)获得)搅拌120秒，以从基材去除该缝隙填充组合物(图3(c))。等离子体蚀刻之后，该缝隙填充组合物保持相同的显影速率。
实施例6
包含非交联单体的组合物的制备
1.共聚物的制备
为了制备聚合物母液，向100毫升圆底烧瓶加入1.35克4-VPY、2.83克TBSM、1.67克甲基丙烯酸羟基丙酯(“HPMA”，希格玛-艾尔德里奇公司)、24.0克PGME、和0.15克AIBN。密封该烧瓶并用氮吹扫，搅拌该混合物直至TBSM和AIBN溶于溶液。然后在硅油浴中加热该混合物，使其在75℃反应16小时。16小时之后，将聚合物溶液冷却至室温并装瓶。该溶液包含20％的固体。
Figure GPA00001010761800211
HPMA单体
2.组合物的制备
为了制备本发明的组合物，将10克以上制备的聚合物溶液(2.0克聚合物固体和8.0克PGME)与10克乳酸乙酯混合。该组合物混合物的总固体为20.0克，包含10％的固体。
3.测试
确定该组合物的耐溶剂性和膜显影速率。对于各测试，以1500rpm的转速将组合物在100毫米硅晶片上旋涂60秒。使用接触热板以205℃烘焙已涂覆晶片60秒，以引发该组合物的非共价交联。使用椭圆计测量所得膜(已固化层)的厚度。然后通过以下方式进行耐溶剂性测试：向该膜施用1∶1的PGME和PGMEA的溶液20秒，随后以2500rpm旋转干燥30秒。随后在椭圆计上进行膜厚度的测量，以确定膜损失。该组合物显示耐溶剂性，仅观察到1纳米的剥除。
然后使用光刻胶显影分析仪测量膜显影速率。再次用该组合物涂覆硅晶片并如上所述进行烘焙。将该晶片浸入TMAH中，同时用分析仪测量去除膜的速率。该组合物在TMAH中的显影速率为12纳米/秒。
以下反应历程显示聚合物制备以及随后引发的非共价交联。
Figure GPA00001010761800221
实施例7
具有非交联单体和强氢键受体的组合物的制备
1.共聚物的制备
为了制备聚合物母液，向100毫升圆底烧瓶加入0.94克4-VPY、4.4克TBSM、2.16克HPMA、0.785克甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(“DMAEMA”，希格玛-艾尔德里奇公司)、41.3克PGME、和0.41克AIBN。密封该烧瓶并用氮吹扫，搅拌该混合物直至TBSM和AIBN溶于溶液。然后在硅油浴中加热该混合物，使其在70℃反应18小时。18小时之后，将聚合物溶液冷却至室温，过滤通过0.1微米终点过滤器并装瓶。
Figure GPA00001010761800231
DMAEMA单体
使用未稀释聚合物母液作为组合物，并旋涂在硅晶片上。
然后确定该组合物的耐溶剂性和膜显影速率。对于各测试，以1500rpm的转速将该组合物在100毫米硅晶片上旋涂60秒。使用接触热板在205℃将该晶片烘焙60秒，以引发该组合物的非共价交联。使用椭圆计测量所得膜的厚度。
然后通过以下方式进行耐溶剂性测试：将普通光刻胶溶剂(即乳酸乙酯)施用于膜20秒，随后以2500rpm的转速旋转干燥30秒。随后在椭圆计上进行膜厚度的测量，以确定如下表中显示的膜损失。
表7
  开始时的厚度(埃)   溶剂冲洗之后的厚度(埃)   剥除％
  3754   3717   1.0
该组合物表现出对乳酸乙酯的耐受性。
然后使用光刻胶显影分析仪测量膜显影速率。用该组合物再次涂覆硅晶片，并如上所述进行烘焙。将该晶片浸入TMAH中，同时用分析仪测量去除膜的速率。该组合物的显影速率为19.5纳米/秒。
以下反应历程显示聚合物制备以及随后引发的非共价交联。
Figure GPA00001010761800241
实施例8
使用乙烯基咪唑作为氢键受体的组合物的制备
1.共聚物的制备
为了制备聚合物母液，向100毫升圆底烧瓶加入1.41克乙烯基咪唑、4.4克TBSM、1.50克甲基丙烯酸甲酯(“MMA”，希格玛-艾尔德里奇公司)、42.3克PGME、和0.41克AIBN。密封该烧瓶并用氮吹扫，搅拌该混合物直至TBSM和AIBN溶于溶液。然后在硅油浴中加热该混合物，使其在70℃反应22小时。22小时之后，将该聚合物溶液冷却至室温并装瓶。该溶液包含15.44％的固体。
Figure GPA00001010761800242
乙烯基咪唑单体                   MMA单体
2.组合物的制备
通过将7克以上制备的聚合物溶液(1.07克聚合物固体和5.93克PGME)与3克PGMEA混合，制备本发明的组合物。所得组合物的总重量为10克，包含10.7％的固体。
3.组合物测试
然后确定该组合物的耐溶剂性和膜显影速率。对于各测试，以1500rpm的转速将该组合物在100毫米硅晶片上旋涂60秒。然后使用接触热板以205℃的温度烘焙晶片60秒，以引发该组合物的非共价交联。使用椭圆计测量所得膜的厚度。
然后通过以下方式进行耐溶剂性测试：将普通光刻胶溶剂(即乳酸乙酯)施用于该膜20秒，随后以2500rpm的转速旋转干燥30秒。随后在椭圆计上进行膜厚度的测量，以确定如下表所示的膜损失。
表8
  开始时的厚度(埃)   溶剂冲洗之后的厚度(埃)   剥除％
  3068   3026   1.37
该组合物显示对乳酸乙酯的耐受性。
然后使用光刻胶显影分析仪测量膜显影速率。用该组合物再次涂覆硅晶片并如上所述进行烘焙。将该晶片浸入TMAH中，同时用分析仪测量去除该膜的速率。该组合物的显影速率为7.8纳米/秒。
以下反应历程显示聚合物制备以及随后引发的非共价交联。
Figure GPA00001010761800251
实施例9
具有静电键合的组合物的制备
为了制备聚合物母液，向100毫升圆底烧瓶加入4.75克甲基丙烯酸叔丁酯、5.25克DMAEMA、40.0克PGME、和0.25克AIBN。密封该烧瓶并用氮气吹扫，搅拌该混合物直至AIBN溶于溶液。然后在硅油浴中加热该混合物，使其在60℃反应16小时。16小时之后，将该聚合物溶液冷却至室温并装瓶。所得聚合物具有以下结构：
2.组合物的制备
通过将5.0克以上制备的聚合物溶液(1.02克聚合物固体和3.98克PGME)与5.0克PGME和0.02克pTSA混合，制备组合物。
3.组合物测试
然后确定该组合物的耐溶剂性和膜显影速率。对于各测试，以1500rpm的转速将该组合物在硅晶片上旋涂60秒并在250℃烘焙60秒。使用椭圆计测量所得膜的厚度。然后通过以下方式进行耐溶剂性测试：向该膜施用普通光刻胶溶剂(即乳酸乙酯)20秒，随后以2500rpm的转速旋转干燥30秒。随后在椭圆计上进行膜厚度的测量，以确定膜损失。
该组合物不溶于乳酸乙酯或TMAH显影剂。
以下反应历程显示引发的非共价交联。
Figure GPA00001010761800271
实施例10
使用缝隙填充组合物作为用于三层光刻法的旋涂碳层
以1500rpm的转速将实施例3的缝隙填充组合物在晶片基材上旋涂60秒。然后在接触热板上在205℃烘焙已涂覆晶片60秒，以引发该组合物的非共价交联。
然后以1500rpm的转速将含硅硬掩模材料(以BSI.M06099B的名称从布鲁尔科学有限公司(Brewer Science，Inc.)获得)在之前层的顶部旋涂60秒，并在热板上在205℃烘焙60秒以提供40纳米厚度的层。然后在该硬掩模的顶部涂覆120纳米的193纳米光刻胶(ARX3001JN，从JSR获得)，完成该三层层叠件。
使用Amphibian XIS干涉曝光装置(从艾姆非扁系统公司(AmphibianSystems)获得)对该三层层叠件进行光刻，使用水作为浸没流体。图4说明在光刻胶中图案化的45纳米密集线条的SEM照片。
还使用Plasmalab 80+(从奥克斯福德公司(Oxford)获得)反应性离子蚀刻机测定相对蚀刻速率。该蚀刻机设定为100瓦功率、50毫托气压、和50sccm气流速率。下表中显示蚀刻速率选择性值。
表9
  蚀刻气体   蚀刻速率选择性(缝隙填充对硬掩模)
  CF4   1.25
  O2   17.5
实施例11
具有非共价键合的保护基团的组合物的制备
通过混合1.07克聚(羟基苯乙烯)(艾尔德瑞奇公司(Aldrich)，Mw＝8000)、0.93克聚(4-乙烯基吡啶)(艾尔德瑞奇公司，Mw＝60000)、7.13克乙酸、16.65克PGME、7.21克EL、和7.13克甲醇，制备本发明的组合物。
然后确定该组合物的耐溶剂性。对于各测试，以1500rpm的转速将该组合物在硅晶片上旋涂60秒，并在205℃烘焙60秒。使用椭圆计测量所得膜的厚度。通过以下方式进行耐溶剂性测试：向该膜施用乳酸乙酯20秒，随后以2500rpm的转速旋转干燥30秒。随后在椭圆计上进行膜厚度的测量，以确定膜损失。
表10
  开始时的厚度(纳米)   溶剂冲洗之后的厚度(纳米)   剥除％
  924   923   0.03

Claims (38)

1.一种组合件，其包括：
具有表面的基材；和
与所述表面相邻的非共价交联的层，所述层由包含溶解或分散在溶剂体系中的聚合物的组合物形成。
2.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述聚合物包含选自以下的重复单体和它们的组合：
Figure FPA00001010761700011
其中：
m是0-1；
n是0-4；
X选自-C-和-N-；
R1是保护基团；
各R2独立地选自烷基、卤素、-OH、和多官能酚；
R3选自H、烷基、-CN、-Br、和-Cl；和
R4选自烷基、
Figure FPA00001010761700021
其中p是0-2。
3.如权利要求2所述的组合件，其特征在于，R1选自以下基团：
Figure FPA00001010761700022
其中R5选自烷基。
4.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述聚合物包含以下重复单体：
Figure FPA00001010761700023
其中：
R1是保护基团；
n是0-4；和
各R2独立地选自烷基、卤素、-OH、和多官能酚。
5.如权利要求4所述的组合件，其特征在于，x∶y的摩尔比约为1∶3至3∶1。
6.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述非共价交联的层包含具有选自以下的结构式的交联的聚合物：
Figure FPA00001010761700031
其中：
n是0-4；
各R2独立地选自烷基、卤素、-OH、和多官能酚；和
各R6独立地选自-O-和-N-；和
7.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述基材具有包括许多几何形貌特征元件的表面，所述几何形貌特征元件在所述基材上形成密集区域和隔离区域。
8.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述聚合物是由至少两种不同的重复单体组成的共聚物，其中至少一种所述单体包含选自以下的官能团：醇、羧基、酚、伯胺和仲胺、酰胺、脲和硫醇脲基团，另一种所述单体包含选自以下的官能团：叔胺、醚、硫醇酯、氰基、氧化膦、羰基、或磺酰基。
9.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述聚合物包含氢给体和氢受体。
10.如权利要求9所述的组合件，其特征在于，所述聚合物中氢给体与氢受体的摩尔比约为1∶3至3∶1。
11.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述基材是微电子基材。
12.如权利要求11所述的组合件，其特征在于，所述基材选自硅、铝、钨、硅化钨、砷化镓、锗、钽、亚硝酸钽、硅锗、二氧化硅、氮化硅、氧化铝、玻璃、石英、和低k电介质。
13.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述层基本不溶于光刻胶溶剂。
14.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述层基本可溶于光刻胶显影剂。
15.如权利要求2所述的组合件，其特征在于，所述聚合物包含选自以下的重复单体：
Figure FPA00001010761700041
其中：
R3选自H、烷基、-CN、-Br、和-Cl；和
R4选自烷基、
Figure FPA00001010761700042
其中所述组合物不可湿显影。
16.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述组合物是旋涂碳组合物。
17.如权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述组合物是硬掩模。
18.一种形成用于微型光刻法中的结构的方法，该方法包括：
提供具有表面的基材；
向所述表面的至少一部分施用组合物；
烘焙所述组合物以获得非共价交联的层。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括使所述层与显影剂接触，从而去除至少一部分所述组合物，其中所述显影剂是含碱的水溶液。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，
所述基材进一步包括限定孔的结构，所述结构包括侧壁和底壁；和
所述施用步骤包括向至少一部分所述孔的侧壁和底壁施用该组合物。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述施用步骤包括施用足以使所述基材表面平化的量的所述组合物。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述施用步骤之后所述孔的至少约95％被所述组合物填充。
23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述限定孔的结构在所述基材表面包括上边界，所述接触步骤包括去除所述组合物至所述上边界以下的位置。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括将选自减反射涂层和光刻胶层的层施加到所述组合物上。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述层是光刻胶层，进一步包括：
在所述光刻胶层上形成图案；和
将所述图案转移至所述基材。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
使所述组合物与含碱的含水显影剂接触，其中从所述孔侧壁和底壁基本完全去除所述组合物。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，
所述在光刻胶层上形成图案的步骤包括使一部分所述光刻胶层选择性地曝光于活化辐射并使所述已曝光的光刻胶显影；和
所述将图案转移至基材的步骤包括在所述基材中蚀刻所述图案。
28.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述限定孔的结构在所述基材表面包括上边界，所述接触步骤包括去除一部分所述组合物，同时在所述基材表面上和所述上边界上保留一层所述组合物。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括向所述组合物层施用硬掩模。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括向所述硬掩模施用光刻胶。
31.如权利要求19所述的方法，其特征在于，
所述基材包括在所述基材上形成密集区域和隔离区域的许多几何形貌特征元件；和
所述施用步骤包括向所述几何形貌特征元件的至少一部分施用该组合物。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述组合物在所述几何形貌特征元件上为层的形式，平均厚度小于约0.1-2000纳米。
33.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述组合物在所述几何形貌特征元件上为层的形式，偏离小于约20纳米。
34.一种减反射或填充组合物，该组合物包含分散或溶解在溶剂体系中的聚合物，所述聚合物包含以下重复单体：
Figure FPA00001010761700061
其中：
n是0-4；
x∶y的摩尔比约为1∶3至3∶1；
R1是保护基团；和
各R2独立地选自烷基、卤素、-OH、和多官能酚。
35.如权利要求34所述的组合，其特征在于，R1选自以下基团：
Figure FPA00001010761700071
其中R5选自烷基。
36.一种组合件，其包括：
具有表面的基材；和
与所述基材相邻的层，所述层包含非共价交联的化合物，该化合物包含具有选自下式的连接：
-OH---O、-OH---N、-NH---O、或-NH---N、和以上的组合。
37.如权利要求36所述的组合件，其特征在于，所述基材选自硅、铝、钨、硅化钨、砷化镓、锗、钽、亚硝酸钽、硅锗、二氧化硅、氮化硅、氧化铝、玻璃、石英和低k电介质。
38.一种聚合物，其包含以下重复单体：
Figure FPA00001010761700072
其中：
n是0-4；
x∶y的摩尔比约为1∶3至3∶1；
R1选自以下基团：
其中R5选自烷基；和
R2独立地选自烷基、卤素、-OH、和多官能酚。
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