CN102741753A - 抗反射组合物及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了新型抗反射涂料组合物，所述抗反射涂料组合物包含a）式1的化合物，b）热酸产生剂，（c）至少一种聚合物，（式1）（I），其中U1和U2独立地是C1-C10亚烷基；V选自C1-C10亚烷基、亚芳基和芳族亚烷基；W选自H、C1-C10烷基、芳基、烷芳基和V-OH；Y选自H、W和U3C（O）OW，其中U3独立地是C1-C10亚烷基，m是1-10。还提供了使用所述组合物作为光刻方法中的基材的抗反射涂料的方法。
Description
技术领域
本发明涉及包含至少一种聚合物树脂，作为高折射率（n）提高剂的化合物，和热酸产生剂的新型抗反射组合物。本发明还涉及使用此种高折射率组合物在光刻方法中作为抗反射基材涂料的方法。光刻法是形成光致抗蚀剂图案的光化学方法，该光致抗蚀剂图案然后可以通过蚀刻转印至基材上。此种光化学方法用来制备集成电路和计算机芯片。集成电路由已知称为基材的硅晶片制成，该硅晶片具有结合在其表面上的完整电子电路。浸渍光刻是用来延伸深紫外线光刻成像的分辨率限度的技术。而不是如干光刻成像中进行的那样在透镜和晶片平面之间使用空气或某种其它的低折射率气体，浸渍光刻将流体分配在物镜和晶片之间，从而允许更高阶的光参与在晶片平面处的图像形成。浸渍光刻方法在“Immersion liquids for lithography in deepultraviolet”Switkes等人，第5040卷，第690-699页，Proceedingsof SPIE中进行了描述。
背景技术
通常，在此种缩微光刻方法中，用薄光敏膜（已知称为光致抗蚀剂）涂覆基材。然后，烘烤该光致抗蚀剂涂覆的基材以使该光致抗蚀剂组合物中的任何溶剂蒸发并将涂层固定到基材上。随后让该基材的被烘烤的光致抗蚀剂涂覆表面经历对辐射的成像式曝光。
在辐射曝光时，经涂覆表面的曝光区域经历化学转变。常用于缩微光刻方法（包括浸渍光刻）的辐射的形式包括可见光、紫外（UV）光、电子束、极紫外线（euv）和X射线辐射能量。通常，辐射曝光通过用具有所选波长的光经由图案化掩模辐射所述膜来完成。经曝光的光致抗蚀剂描绘转印至基材，并最终结合到集成电路中的图案。在这种成像式曝光之后，用显影剂溶液处理已涂覆的基材以溶解和除去光致抗蚀剂的已辐射曝光或未曝光的区域。
集成电路（IC）随着光刻方法变得越来越小，所述方法产生尺寸是亚微米，例如大约二分之一微米的电路元件。然而，在光刻法的曝光步骤期间从基材反射掉的散射光干扰所需曝光分布型，从而干扰获得亚微米IC元件。
精确曝光程序对将亚微米设计特征转印至光致抗蚀剂是必要的，包括递送正确剂量的辐射和转移正确的图案，以精确地控制亚微米I C元件尺寸。曝光程序的精度受从基材反射掉并穿过光致抗蚀剂传播回的光不利地影响。此种反射光可以传播穿过此前未曝光的光致抗蚀剂并有效改变被转印的图案。当反射光传播回穿过经曝光的光致抗蚀剂并干扰正被递送的辐射以改变光致抗蚀剂中吸收的辐射剂量时，另一种不利效果可能发生。
所产生的干扰可能使需要用来显影光致抗蚀剂的辐射剂量随光致抗蚀剂厚度变化而改变。抵抗厚度的敏感度在更短的波长下被突出，其要求达到亚微米设计特征。反射光的有害影响被称为干涉效应。这些干涉效应可见为非垂直光致抗蚀剂分布型、临界线宽度尺寸的改变和反射缺口。
吸收性抗反射涂料在光刻法中用于减少由光从高度反射基材的背反射引起的问题。抗反射涂料的实例描述在美国专利号7,553,905和美国专利申请公开号20090246691、20090274974、20090280435中，它们在此全文引入作为参考。
涂在光致抗蚀剂下方且在反射基材上面的抗反射涂层在光致抗蚀剂的光刻性能方面提供相当大的改进。此种抗反射涂层被称为底部抗反射涂层（BARC）。通常，将底部抗反射涂层涂覆到基材上，然后将光致抗蚀剂的层涂覆在抗反射涂层的上面。将抗反射涂层烘烤（固化）以防止抗反射涂层和光致抗蚀剂之间的掺混。将光致抗蚀剂成像式曝光并显影。然后通常使用各种蚀刻气体干蚀刻曝光区域中的抗反射涂层，从而将光致抗蚀剂图案转印至基材上。
除了抗反射性能之外，高级底部抗反射涂层还为基材提供增强的图案转印性能。如美国专利号7,416,834中所述，当单层图案转印光刻方法，高蚀刻速率底部抗反射涂层维持光致抗蚀剂膜厚度时，则它可以充当在将图像转印至基材时的较厚的掩模。
希望高折射率（n）抗反射化合物和包含此种高n化合物，具有高蚀刻速率的高折射率涂层来达到在浸渍光刻方法中转印至基材的图案的最佳分辨率和分布型。
因此，对于成像方法的改进的光刻性能需要更好的抗反射组合物以有效地达到图案向基材的转印以致线和空白图案没有缺陷例如驻波、底脚和浮渣。
发明内容
本发明申请人已经制备更有效的底部抗反射涂料。该抗反射涂料组合物包含折射率提高剂化合物。改进的抗反射基材涂料在光刻方法（特别是浸渍光刻）中达到高蚀刻速率。
本发明提供包含具有式1的化合物（高折射率（n）提高剂化合物）、热酸产生剂、至少一种聚合物和任选的交联剂的组合物。本发明还提供使用所述组合物作为光刻方法中的基材用的抗反射涂料的方法，其中使用所提供的抗反射组合物达到高蚀刻速率。
附图说明
图1示出了可用来形成高n提高剂化合物结构的单体。
图2示出了高n提高剂产物结构的实例。
图3示出了高折射率（n）聚合物产物的实例。
发明概述
本发明涉及包含至少一种聚合物树脂、式1的化合物（其是高折射率“n”提高剂）和热酸产生剂的新型抗反射组合物。所述组合物可以另外包含交联剂或不含附加的交联剂。本发明还涉及使用此种组合物作为光刻方法中的抗反射基材涂料的方法。
本发明涉及抗反射涂料组合物，包含a）式1的化合物，b）热酸产生剂，（c）至少一种聚合物，
其中U1和U2独立地是C1-C10亚烷基；V选自C1-C10亚烷基、亚芳基和芳族亚烷基；W选自H、C1-C10烷基、芳基、烷芳基和V-OH；Y选自H、W和U3C（O）OW，其中U3独立地是C1-C10亚烷基，m是1-10。本发明还涉及使用所述组合物作为光刻方法中的基材用的抗反射涂料。
发明详述
本发明涉及包含至少一种聚合物、本文中称作“高折射率（n）提高剂”的化合物、热酸产生剂和任选的交联剂的新型抗反射组合物。所述组合物可以包含所述交联剂或不含所述交联剂。所述组合物能够交联。所述组合物的折射率可以是1.7或以上。在一个实施方案中，所述抗反射组合物的折射率优化到1.9或以上。本发明还涉及使涂覆有所述新型抗反射涂层的光致抗蚀剂层成像的方法。在一个实施方案中，使用所提供的抗反射组合物达到高蚀刻速率和1.9或更大的折射率，其中所述抗反射涂膜的蚀刻速率比涂覆在所述抗反射膜上面的光致抗蚀剂膜的蚀刻速率高至少1.5倍。
本发明涉及包含a）式1的提高剂化合物、b）热酸产生剂、（c）至少一种聚合物和d）任选的交联剂的抗反射涂料组合物，其中式1由以下式表示，
其中U1和U2独立地是C1-C10亚烷基；V选自C1-C10亚烷基、亚芳基和芳族亚烷基；W选自H、C1-C10烷基、芳基、烷芳基和V-OH；Y选自H、W和U3C（O）OW，其中U3独立地是C1-C10亚烷基，m是1-10。在一个实施方案中，m是1-5，其中m是1成5中任一个或它们的混合物。在一个实施方案中，m=1或2。在一个实施方案中，m=1。
本文中在整个本申请中：亚烷基可以是直链亚烷基、支链亚烷基、亚环烷基、非芳族不饱和等价物；烷基可以是直链烷基、支链烷基、环烷基或非芳族不饱和等价物；芳族亚烷基是包含芳族和亚烷基基团的混合物的基团,其中所述芳族基团可以在亚烷基链中，或其中所述芳族基团可以从所述亚烷基链侧挂或其中所述芳族基团可以与所述亚烷基链连接和与主结构连接。
在另一个实施方案中，式1的化合物的实例是式2
其中R1独立地选自氢（H）、C1-C10烷基、芳基、烷芳基和羟烷基、R2是V-OH，V、Y、U1和U2如本文所述。在一个实施方案中，R1选自氢；烷基例如甲基、乙基、丙基、叔丁基；羟烷基例如羟乙基、羟丙基、羟丁烯、羟丁炔和类似物。R2选自羟烷基例如羟乙基、羟丙基、羟丁烯和羟丁炔。
在另一个实施方案中，式1的化合物的实例是式3
其中R1独立地选自氢（H）、C1-C10烷基、芳基、烷芳基和羟烷基，R2是V-OH，并且V、Y、U1和U2如本文所述。在一个实施方案中，R1选自氢；烷基例如甲基、乙基、丙基、叔丁基；羟烷基例如羟乙基、羟丙基、羟丁烯、羟丁炔和类似物。R2选自羟烷基例如羟乙基、羟丙基、羟丁烯和羟丁炔。
在另一个实施方案中，式1的化合物的实例是式4
其中R1和R3独立地选自氢（H）、C1-C10烷基、芳基、烷芳基和羟烷基，R2是V-OH，并且V、U1、U2和U3如上所述。在一个实施方案中，R1和R3独立地选自氢，烷基或羟烷基例如甲基、乙基、丙基、叔丁基、羟乙基、羟丙基、羟丁烯、羟丁炔和类似物。R2选自羟烷基例如羟乙基、羟丙基、羟丁烯和羟丁炔。在一个实施方案中，R1和R3中仅一个是氢。在另一个实施方案中，R1和R3都不是氢。
在另一个实施方案中，式1的化合物的实例是式5
其中R1和R3独立地选自氢（H）、C1-C10烷基、芳基、烷芳基和羟烷基，R2是V-OH，并且V如上。在一个实施方案中，R1和R3独立地选自氢，烷基和羟烷基例如甲基、乙基、丙基、叔丁基、羟乙基、羟丙基、羟丁烯、羟丁炔和类似物。R2选自羟烷基例如羟乙基、羟丙基、羟丁烯和羟丁炔。
在一个实施方案中，式1的化合物的实例可以由以下结构6例示：
其中R选自氢；C1-C10烷基和羟烷基，例如甲基、乙基、丙基、叔丁基、羟乙基和羟丙基和羟丁烯、羟丁炔和类似物；和m是1-5，但是可以更大，即最高至10。不同m值的式6化合物的混合物可以存在于所述组合物中，其中m=1-10或其中m=1-5。
在另一个实施方案中，式1的化合物的实例可以由以下结构7例示：
其中R选自氢，C1-C10烷基和羟烷基，例如甲基、乙基、丙基、叔丁基，羟烷基例如羟乙基或羟丙基；和m是1-5中任一个，但是可以更大，即最高至10。不同m值的式7的混合物可以存在于所述组合物中，其中m=1-10或m=1-5。
可用来形成合成中使用的高n提高剂化合物结构的单体的实例示于图1中，但是不限于此。高n提高剂产物结构的实例示于图2中，但是不限于此。高折射率（n）聚合物产物的实例示于图3中，但是不限于此。抗反射涂料组合物中的具有式1的化合物可以是含一个或多个羟基的分子、低聚物或聚合物。式1可以通过使多羟基化合物与具有以下结构之一的化合物（8或9）反应获得。
其中U1、U2和U3各自独立地是C1-C10亚烷基，R21、R22和R24各自代表羧酸或酸酯基，R23是氢或C1-C10烷基或C1-C10不饱和烷基。在一些情形下，可以通过使环氧化合物与化合物（8或9）反应获得具有式1的化合物。反应通常在催化剂，例如苄基三乙基氯化铵存在下进行。多羟基化合物的浓度可以变化以控制式1中的m的值。
本文所使用的术语“烷基”是指直链、支链或环状链烃。烷基的代表性实例包括但不限于，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、正庚基、正辛基、正壬基和正癸基。烷基还可以是指包含不饱和双键或三键，但是是非芳族的烷基。环状烷基可以是单环或多环的。单环烷基的适合的实例包括取代的环戊基、环己基和环庚基。取代基可以是这里描述的任何无环烷基。除非另有说明，烷基是指1-10个碳原子的结构部分。
亚烷基是衍生自上文提及的任何烷基的二价烷基。当涉及亚烷基时，它们包括在亚烷基主碳链中被（C1-C6）烷基取代的亚烷基链。亚烷基还可以在亚烷基结构部分中包括一个或多个烯烃或炔烃基团，其中烯烃和炔烃分别是指双键和三键。亚烷基实质上是二价烃基作为骨架。因此，二价无环基团可以是亚甲基，1,1-或1,2-亚乙基，1,1-、1,2-或1,3-亚丙基，2,5-二甲基-己烯，2,5-二甲基-己-3-炔等。相似地，二价环状烷基可以是1,2-或1,3-亚环戊基，1,2-、1,3-或1,4-亚环己基和类似物。二价三环烷基可以是本文上面提及的任何三环烷基。本发明中尤其有用的三环烷基是4,8-双（亚甲基）-三环[5.2.1.0.2,6]癸烷。除非另有说明，烷基是指1-10个碳原子的结构部分。
本文所使用的术语“芳基”是指通过消去一个氢原子而衍生自芳族烃并且可以是取代或未取代的基团。亚芳基是二价芳族基团。
本文所使用的术语“烷氧基”是指烷基-O-的基团，其中烷基如本文所定义。烷氧基的代表性实例包括，但不限于：甲氧基、乙氧基、丙氧基、2-丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、戊氧基和己氧基。
本文所使用的术语“芳氧基”是指芳基-O-的基团，其中芳基如本文所定义。
用于形成提高剂的多羟基（超过2个羟基）或环氧化合物可以由以下物质例示：乙二醇、二乙二醇、丙二醇、新戊二醇、聚乙二醇、苯乙烯二醇、环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丁烷、己二醇、丁二醇、丁烷二醇、丁炔二醇、1-苯基-1,2-乙二醇、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇、2-甲基-2-硝基-1,3-丙二醇、双（羟甲基）丙二酸二乙基酯、氢醌和3,6-二硫杂-1,8-辛二醇。芳族二醇的其它实例是（2,2-双（4-羟苯基）丙烷）、4,4'-异丙叉基双（2,6-二甲基苯酚）、双（4-羟苯基）甲烷、4,4'-磺酰基二苯酚（depheno l）、4,4'-（1,3-亚苯基二异丙叉基）双酚、4,4'-（1,4-亚苯基二异丙叉基）双酚、4,4'-环己叉基双酚、4,4'-（1-苯基乙叉基）双酚、4,4'-乙叉基双酚、2,2-双（4-羟基-3-叔丁基苯基）丙烷；2,2-双（4-羟基-3-甲基苯基）丙烷、1,1-双（4-羟苯基）乙烷；1,1-双（4-羟苯基）异丁烷；双（2-羟基-1-萘基）甲烷；1,5-二羟萘；1,1-双（4-羟基-3-烷基苯基）乙烷、2,2-双（3-仲丁基-4-羟苯基）丙烷、2,2-双（4-羟基-3-异丙基苯基）丙烷、2,2-双（4-羟苯基）丁烷、α,α'-双（4-羟基-3,5-二甲基苯基）-1,4-二异丙基苯、2,6-双（羟甲基）-对甲酚和2,2'-（1,2-亚苯基二氧基）-二乙醇、1,4-苯二甲醇、2-苄氧基-1,3-丙二醇、3-苯氧基-1,2-丙二醇、2,2'-联苯二甲醇、4-羟苄基醇、1,2-苯二甲醇、2,2'-（邻亚苯基二氧基）二乙醇、1,7-二羟基-萘、1,5-萘二醇、9,10-蒽二醇、9,10-蒽二甲醇、2,7,9-蒽三醇、其它萘基二醇及其它蒽基二醇。
芳族氧化物的实例包括，但不限于，氧化苯乙烯、1,2-环氧基-苯氧基丙烷、缩水甘油基-2-甲基苯基醚、（2,3-环氧基丙基）苯、1-苯基环氧丙烷、氧化均二苯乙烯、2-（或3-或4-）卤代（氯代、氟代、溴代、碘代）氧化均二苯乙烯、苄基缩水甘油醚、C1-10直链或支链烷基（例如，甲基、乙基、丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基和类似物等）苯基缩水甘油醚、4-卤代（氯代、氟代、溴代、碘代）苯基缩水甘油醚，缩水甘油基4-C1-10直链或支链烷氧基（例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己氧基、庚氧基和类似物等）苯基醚、2,6-二卤代（氯代、氟代、溴代、碘代）苄基甲基醚、3,4-二苄氧基苄基卤（氯、氟、溴、碘）、2-（或4-）甲氧基联苯、3,3'-（或4,4'-）二C1-10直链或支链烷氧基（例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己氧基、庚氧基和类似物等）联苯、4,4'-二甲氧基八氟联苯、1-（或2-）C1-10直链或支链烷氧基（例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己氧基、庚氧基和类似物等）萘、2-卤代（氯代、氟代、溴代、碘代）-6-甲氧基萘、2,6-二C1-10直链或支链烷氧基（例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己氧基、庚氧基和类似物等）萘、2,7-二C1-10直链或支链烷氧基（例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己氧基、庚氧基和类似物等）萘、1,2,3,4,5,6-六卤代（氯代、氟代、溴代、碘代）-7-C10直链或支链烷氧基（例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己氧基、庚氧基和类似物等）萘、9,10-双（4-C1-10直链或支链烷氧基（例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己氧基、庚氧基和类似物等）苯基）蒽、2-C1-10直链或支链烷基（例如，甲基、乙基、丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基和类似物等）-9,10-二C1-10直链或支链烷氧基（例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己氧基、庚氧基和类似物等）蒽、9,10-双（4-C1-10直链或支链烷氧基（例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、己氧基、庚氧基和类似物等）苯基）-2-卤代（氯代、氟代、溴代、碘代）蒽、2,3,6,7,10,11-六甲氧基苯并（9,10）菲、缩水甘油基-3-（十五碳二烯基）苯基醚、4-叔丁基苯基缩水甘油醚、三羟苯基甲烷三缩水甘油基醚、[（4-（1-庚基-8-[3-（环氧烷基甲氧基）苯基]-辛基）苯氧基）甲基]环氧乙烷、四羟苯基乙烷四-缩水甘油醚、羟基苯酚二缩水甘油醚等。
脂族氧化物的实例包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷（包括1,1-二甲基环氧乙烷、1,2-环氧丁烷和2,3-环氧丁烷）、环氧戊烷、氧化环己烯、癸基缩水甘油醚和十二烷基缩水甘油醚。
可以反应的化合物（8和9）的非限制性实例公开在图1中。
提高剂的重均分子量可以为大约250-大约3,000。提高剂的重均分子量可以为大约300-大约2,000。提高剂的重均分子量可以为大约300-大约1,000。在一个实施方案中，组合物中的式1的提高剂可以是m=1和m=2的混合物。
在该混合物中，其中m=1:m=2的提高剂混合物的比例可以为大约10:1-大约1:1，或其中m=1:m=2的提高剂混合物的比例可以为大约4:1-大约1:1。在一个实施方案中，提高剂可以包含其中m=3-10的组分的混合物。
本发明的抗反射涂料是通过将所述高n提高剂化合物与至少一种聚合物连同溶剂和热酸产生剂共混配制的。本发明的抗反射涂料组合物包含：（a）高n提高剂，（b）至少一种聚合物，（c）热酸产生剂，和（d）溶剂，和（e）任选的交联剂。抗反射涂料组合物的聚合物（b）可以是交联剂聚合物或可交联聚合物。所述聚合物当烘烤时交联而变得不溶于光致抗蚀剂的涂覆溶剂。在一个实施方案中，所述组合物包含（a）高n提高剂，（b）至少一种交联剂聚合物，（c）热酸产生剂和（d）溶剂，（e）任选的交联剂和（f）任选的可交联聚合物。在一个实施方案中，所述组合物包含（a）高n提高剂，（b）至少一种交联剂聚合物，（c）热酸产生剂和（d）溶剂，（e）任选的交联剂，并没有可交联聚合物。在一个实施方案中，所述组合物包含（a）高n提高剂，（b）至少一种可交联聚合物，（c）热酸产生剂和（d）溶剂，（e）任选的交联剂，和（f）任选的交联剂聚合物，但是存在（e）或（f）中至少一种。当可交联聚合物存在于所述组合物中时，存在可以是单体、低聚物或聚合物型的交联剂，以形成固化涂层。可以在不采用交联剂的情况下将交联剂聚合物固化而形成固化涂层。
很多交联剂或交联性试剂可以用于本发明的组合物中。可以使用在酸的存在下将聚合物交联的任何适合的交联剂。此类交联剂的实例是但不限于含蜜胺的树脂、羟甲基化物、甘脲、聚合物型甘脲、苯并胍胺、脲、羟基烷基酰胺、环氧树脂和环氧胺树脂、封闭异氰酸酯和二乙烯基单体。可以使用单体蜜胺如六甲氧基甲基蜜胺；甘脲如四（甲氧基甲基）甘脲；和芳族羟甲基化物如2,6-双羟基甲基对甲酚。
通常，交联剂聚合物是可以充当亲电试剂的化合物并且可以单独或在酸存在下形成碳阳离子。因此，含基团例如醇、醚、酯、烯烃、甲氧基甲基氨基、甲氧基甲基苯基的化合物及其它含多个亲电位点的分子能够交联。交联剂聚合物能够自交联。还可以使用聚合物型交联剂，例如甘脲的聚合物和多元醇。所述交联剂可以选自，但不限于，蜜胺、羟甲基化物、甘脲、聚合物型甘脲、羟基烷基酰胺、环氧树脂和环氧胺树脂、封闭异氰酸酯、聚合物型交联剂和二乙烯基单体。可以使用US 2006/0058468中公开的并在此通过引用并入本文的交联剂，其中该交联剂是通过使至少一种甘脲化合物与至少一种含至少一个羟基和/或至少一个酸基的反应性化合物反应而得到的聚合物。
当用于组合物中时，交联剂聚合物可以按占总固体的大约5wt%-大约95wt%存在。
在一个实施方案中，交联剂聚合物由甘脲与含羟基和/或酸基的反应性共聚单体的缩合反应形成。在一个实施方案中，至少两个反应性基团（羟基和/或酸）应该是在与甘脲反应的共聚单体中可获得的。聚合反应可以用酸催化。在另一个实施方案中，甘脲化合物可以与本身或与另外的多元醇、多元酸或杂化化合物缩合，并且此外，将含一个羟基和/或一个酸基的化合物结合到聚合物中。因此，在一个实施方案中，所述聚合物包含衍生自甘脲和含羟基和/或酸基的混合物的反应性化合物的单体单元。
在另一个实施方案中，抗反射涂料组合物的聚合物（b）可以是与交联剂聚合物或交联剂例如本文描述的那些交联的可交联聚合物。可交联的聚合物包括但不限于，多羟基苯乙烯的共聚物，例如聚（羟基苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯）；聚丙烯酸酯；聚酯和聚酰亚胺，其中该聚合物具有交联性官能团例如羟基、羧基、酰胺或酰亚胺基团。所述聚合物可以衍生自共聚单体，该共聚单体是丙烯酸或其酯、甲基丙烯酸或其酯、马来酸酐、乙酸乙烯酯、乙烯基醚、丙烯酰胺、乙烯基羧酸、乙烯醇或乙烯基磺酸。这些单体中一种或多种可以结合到所述聚合物中。用来形成丙烯酸酯聚合物的某种类型的丙烯酸酯单体是丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）。可以使用下面专利和专利申请中描述的任何可交联聚合物：US 7638262、US20060058468A1和US 20100009297A1。
各种其它可交联聚合物可用来采用交联剂交联。可交联聚合物的实例是含单体单元的聚合物，该单体单元包括但不限于，含羟基的丙烯酸酯单体，例如，丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟基乙基己酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟基异癸酯、丙烯酸羟基月桂酯、二乙二醇单丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯等，和对应于上述丙烯酸酯的含羟基的甲基丙烯酸酯单体，例如，甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟基乙基己基酯、甲基丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟基异癸基酯、甲基丙烯酸羟基月桂酯、二乙二醇单甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙基酯等；烯丙基类单体，例如烯丙醇、甲代烯丙醇、烯丙醇和甲代烯丙醇与环氧乙烷、环氧丙烷等的烷氧基化产物，和它们的混合物，其实例包括烯丙醇单丙氧基化物和烯丙醇单乙氧基化物；苯乙烯衍生物例如对羟基苯乙烯、间羟基苯乙烯、邻羟基苯乙烯、α-甲基-对羟基苯乙烯、4-羟基-2-甲基苯乙烯、4-羟基-3-甲基苯乙烯、3-羟基-2-甲基苯乙烯、3-羟基-4-甲基苯乙烯、3-羟基-5-甲基苯乙烯；氨基取代的单体包括丙烯酸氨乙酯、甲基丙烯酸叔丁基氨乙酯、丙烯酸氨乙酯、甲基丙烯酸氨乙酯、甲基丙烯酸2-甲基氨乙酯、甲基丙烯酸3-氨基丙酯、甲基丙烯酸4-氨基环己基酯和4-氨基苯乙烯等；羧酸基取代的单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、乙烯基乙酸和类似物等；磺酸基取代的单体包括乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基苄基磺酸、甲代烯丙基磺酸和类似物等，以及相应的磺酰胺和类似物等。
可以聚合到聚合物中，并用于本发明抗反射涂料组合物中的单体包括，但不限于，芳族乙烯基化合物，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、4-乙酰氧基苯乙烯、4-羧基苯乙烯、4-氨基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基萘和类似物等；苯乙烯和甲基丙烯酸酯的聚合物，例如聚对-羟基苯乙烯-共聚-甲基丙烯酸甲酯、聚对羟基苯乙烯或聚乙酰乙酸2-（甲基丙烯酰氧基）乙酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯；甲基丙烯酸烷基酯例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯等；乙烯基醚例如乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、辛基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚、乙氧基乙基乙烯基醚、羟乙基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、四氢糠基乙烯基醚、苯基乙烯基醚、甲苯基乙烯基醚和类似物等；丙烯酸烷基酯例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸十二烷酯等；甲基丙烯酸芳基酯或甲基丙烯酸烷芳基酯例如甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苄基酯；丙烯酸芳基酯或丙烯酸烷芳基酯例如丙烯酸苯基酯、丙烯酸苄酯；乙烯基醚和酯等。可以使用通常用于制备用于抗反射组合物的聚合物的任何其它聚合物。抗反射涂料组合物的聚合物按占固体材料的总重量的大约5%-大约95%存在。不同可交联聚合物或交联剂聚合物的混合物可以存在于新型组合物中。
本发明的热酸产生剂是当加热到温度大于90℃且小于300℃时产生酸的化合物。所述酸催化所述组合物中的交联反应，例如聚合物或交联剂的交联。在热处理后，抗反射涂层变得不溶于用于涂覆光致抗蚀剂的溶剂，另外，也不溶于用于使光致抗蚀剂成像的碱性显影剂。在一个实施方案中，交联在150℃或更高，或200℃或更高下进行。将抗反射膜加热足以使涂层交联的时间。
热酸产生剂可以是能够在加热时产生强酸的热酸产生剂。用于本发明的热酸产生剂（TAG）可以是在加热时产生酸的任一种或多种TAG，该酸可以与所述可交联聚合物反应并传播本发明中存在的聚合物的交联，尤其优选是强酸例如磺酸。热酸产生剂的非限制性实例是不含金属的锍盐和碘
盐，例如强的非亲核酸的三芳基锍、二烷基芳基锍和二芳基烷基锍盐，强的非亲核酸的烷芳基碘
二芳基碘
盐；和强的非亲核酸的铵、烷基铵、二烷基铵、三烷基铵、四烷基铵盐。共价热酸产生剂也设想是可用的添加剂，例如烷基或芳基磺酸的2-硝基苄基酯及热分解产生游离磺酸的其它磺酸酯。实例包括全氟烷基磺酸二芳基碘
三（氟代烷基磺酰基）甲基化二芳基碘
双（氟代烷基磺酰基）甲基化二芳基碘
双（氟代烷基磺酰基）亚胺二芳基碘
全氟烷基磺酸二芳基碘
季铵。不稳定酯的实例包括甲苯磺酸2-硝基苄基酯、甲苯磺酸2，4-二硝基苄基酯、甲苯磺酸2，6-二硝基苄基酯、甲苯磺酸4-硝基苄基酯；苯磺酸酯，例如4-氯苯磺酸2-三氟甲基-6-硝基苄基酯、4-硝基苯磺酸2-三氟甲基-6-硝基苄基酯；酚类磺酸酯，如苯基、4-甲氧基苯磺酸酯；三（氟代烷基磺酰基）甲基化季铵和双（氟代烷基磺酰基）酰亚胺季烷基铵、有机酸的烷基铵盐，例如10-樟脑磺酸的三乙铵盐。多种芳族（蒽、萘或苯衍生物）磺酸胺盐可以用作TAG，包括，美国专利号3,474,054、4,200,729、4,251,665和5,187,019中公开的那些。优选地，TAG将在170-220℃之间的温度下具有非常低的挥发性。TAG的实例是King Industries以Nacure和CDX品名销售的那些。此类TAG是Nacure 5225和CDX-2168E，该CDX-2168E是由King Industries,Norwalk,Conn.06852,USA以在丙二醇甲基醚中25-30%活度供应的十二烷基苯磺酸胺盐。另一种TAG可以是1-九氟丁烷磺酸的胺盐，或对甲苯磺酸。通常，热酸产生剂按占组合物的干组分总重量大约0.1-大约10%，优选大约0.1-7.0%，更优选占组合物的干组分总重量的大约0.1-5.0%的浓度存在于抗反射配混物中。
抗反射涂料组合物的溶剂的实例包括醇、酯、甘醇二甲醚、醚、二醇醚、二醇醚酯、酮、内酯、环酮和它们的混合物。此类溶剂的实例包括，但不限于，丙二醇甲醚（PGME）、丙二醇甲醚乙酸酯（PGMEA）、环己酮、2-庚酮、3-乙氧基-丙酸乙酯、乳酸乙酯、γ戊内酯、3-甲氧基丙酸甲酯、α-羟基异丁酸甲酯和它们的混合物。溶剂通常按大约40-大约99wt%的量存在。在某些情况下，内酯溶剂的添加可用于帮助抗反射涂料组合物当用于层状体系时的流动特性。当存在时，内酯溶剂占溶剂体系的大约1%-大约10%。γ-戊内酯是可用的内酯溶剂。
使用为本领域技术人员熟知的技术，如旋涂、浸涂或喷涂，将抗反射涂料组合物涂覆在基材上。膜厚度为大约0.005微米-大约1微米。更厚的抗反射涂层（最高至10微米）可以用于具有表面形貌的基材的平面化。在热板或对流烘箱上将抗反射涂层进一步加热以除去任何残留溶剂和使抗反射膜变得不可溶。
涂覆在抗反射涂层上的光致抗蚀剂可以是用于半导体工业的任何类型，条件是光致抗蚀剂和抗反射涂层中的光活性化合物在用于成像方法的曝光波长下显著地吸收。光致抗蚀剂可以使用各种技术以提供成像式曝光，例如在450nm-10nm范围内的辐射，其包括248nm、193nm和13.4nm。
存在两类光致抗蚀剂组合物，负作用和正作用型。当负作用光致抗蚀剂组合物在辐射下成像式曝光时，该抗蚀剂组合物的暴露在辐射下的区域变得较不可溶于显影剂溶液（例如发生交联反应），而该光致抗蚀剂涂层的未曝光区域保持相对可溶于此种溶液。因此，用显影剂对曝光过的负作用抗蚀剂的处理引起光致抗蚀剂涂层的未曝光区域的除去并在该涂层中产生负像。由此，露出其上沉积了光致抗蚀剂组合物的底层基材表面的所需部分。
另一方面，当正作用光致抗蚀剂组合物在辐射下成像式曝光时，该光致抗蚀剂组合物受辐射曝光的那些区域变得更加可溶于显影剂溶液，而没有曝光的那些区域保持相对不溶于该显影剂溶液。因此，用显影剂对经曝光的正作用光致抗蚀剂的处理使得涂层的曝光区域被除去并在光致抗蚀剂涂层中产生正像。再次露出底层表面的所需部分。
正作用光致抗蚀剂组合物目前优于负作用抗蚀剂，原因在于前者通常具有更好的分辨能力。光致抗蚀剂分辨率定义为在曝光和显影之后该抗蚀剂组合物可以在高的图像边缘锐度下从光掩膜转印到基材的最小特征。在目前的许多制造应用中，数量级小于1微米的抗蚀剂分辨率是必要的。此外，几乎总是希望已显影的光致抗蚀剂壁面轮廓接近垂直于基材。抗蚀剂涂层已显影和未显影区域之间的这样的分界转化成掩模图像到基材上的精确图案转印。随着朝着小型化的驱动降低器件的临界尺寸，这变得更加关键。
包括酚醛清漆树脂和醌-二叠氮化合物作为光活性化合物的正作用光致抗蚀剂在本领域中是公知的。酚醛清漆树脂典型地通过在酸催化剂（例如草酸）的存在下将甲醛和一种或多种多取代的酚缩合来制备。光活性化合物通常通过多羟基酚类化合物与萘醌二叠氮化物酸类或它们的衍生物反应来获得。这些类型的抗蚀剂的感光度通常为大约300nm-440nm。
高分辨率、化学放大的、深紫外线（100-300nm）正和负色调光致抗蚀剂可用来将具有小于四分之一微米几何结构的图像形成图案。存在两种主要的在小型化中已经提供显著进步的深紫外线（uv）曝光技术，并且这些技术是在248nm和193nm下发射辐射的激光器。此类光致抗蚀剂的实例给出在以下专利中并引入本文供参考，美国专利号4,491,628、5,350,660、5,843,624、5,998,099和6,132,926。用于248nm的光致抗蚀剂通常基于取代的聚羟基苯乙烯和其共聚物。另一方面，193nm曝光的光致抗蚀剂要求非芳族聚合物，因为芳族化合物在该波长下是不透明的。通常，将脂环烃引入该聚合物以补偿由于消除芳族官能团而损失的耐蚀刻性。另外，在更低的波长下，从基材的反射变得越来越不利于光致抗蚀剂的光刻性能。因此，在这些波长下，抗反射涂层变得关键。本发明组合物尤其可用于euv或193nm或248nm成像。
本发明方法还包括用新型抗反射涂料组合物涂覆基材，接着在热板或对流烘箱上在足够高的温度下加热足够长的时间以使涂层不溶解以致不可溶于光致抗蚀剂的涂覆溶剂或用于显影光致抗蚀剂的含水碱性显影剂。可以使用本领域已知的各种基材，例如是平面的，具有表面形貌的或具有孔的那些。优选的温度范围是大约70℃-大约250℃，优选大约130℃-大约225℃。如果该温度低于70℃，则发生不足够的溶剂损失或不足够的不溶解程度，并且在大于250℃的温度下，该聚合物可能变得化学上不稳定。待使用的精确温度由特定应用决定。然后在抗反射涂层的上面涂覆光敏性材料（光致抗蚀剂）的膜并加以烘烤以基本上除去光致抗蚀剂溶剂。将该光致抗蚀剂成像式曝光并在含水显影剂中显影以除去经处理的抗蚀剂。在显影之前和曝光之后，可以将任选的加热步骤引入该方法。光致抗蚀剂的涂覆和成像方法是为本领域技术人员所熟知的并且为所使用的特定类型的光致抗蚀剂而进行优化。然后干蚀刻该图案化基材。可以在适合的蚀刻室中进行蚀刻以除去抗反射膜的曝光部分，而残留的光致抗蚀剂充当蚀刻掩模。本发明还提供使用所述组合物作为浸渍光刻方法中的基材的抗反射涂料的方法，其中使用所提供的抗反射组合物达到高蚀刻速率。可以包括任选的加热步骤来优化所述蚀刻方法。可以使用本领域中已知的各种蚀刻技术。
在涂覆过程之后，将光致抗蚀剂成像式曝光。可以使用典型的曝光设备进行曝光。然后在含水显影剂中将经曝光的光致抗蚀剂显影以除去经处理的光致抗蚀剂。显影剂优选是含例如氢氧化四甲基铵（TMAH）的碱性水溶液。显影剂可以进一步包含一种或多种表面活性剂。显影剂可以是2.38wt%TMAH水溶液。显影时间可以是60秒。在显影之前和曝光之后，可以将任选的加热步骤引入该方法。
光致抗蚀剂的涂覆和成像方法是为本领域技术人员所熟知的并且为所使用的特定类型的光致抗蚀剂而进行优化。然后可以在适合的蚀刻室中，采用蚀刻气体或气体的混合物将图案化基材干蚀刻，以除去抗反射膜或抗反射涂料的多个层的曝光部分。其中残留的光致抗蚀剂充当蚀刻掩模。各种蚀刻气体在本领域中已知用于蚀刻有机抗反射涂层，例如含O2、CF4、CHF3、Cl2、HBr、SO2、CO等的那些。
所述新型组合物的吸收参数（k）当使用椭偏测量术测量时为大约0.1-大约1.0，或大约0.15-大约0.7，或大约0.2-大约0.5。还优化抗反射涂层的折射率（n）。在一个实施方案中，在193nm的折射率（n值）接近2。在另一个实施方案中，n值在大约1.94-大约1.97的范围内。抗反射涂料组合物的折射率值可以优化到1.9或以上。在一个实施方案中，抗反射涂料组合物的折射率值被优化到大约1.91或以上。在另一个实施方案中，抗反射涂料组合物的折射率值被优化到大约1.92或以上。在另一个实施方案中，抗反射涂料组合物的折射率值被优化到大约1.93或以上。在一个实施方案中，抗反射涂料组合物的折射率值被优化到大约1.94或以上。在另一个实施方案中，抗反射涂料组合物的折射率值被优化到大约1.95或以上。在又一个实施方案中，抗反射涂料组合物的折射率值被优化到大约1.96或以上。在另一个实施方案中，抗反射涂料组合物的折射率值被优化到大约1.97或以上。在另一个实施方案中，抗反射涂料组合物的折射率值被优化到大约1.98或以上。
在一个实施方案中，所述组合物的折射率可以是等于1.70或大于1.70。所述提高剂可以用作抗反射组合物的添加剂，其中所述组合物的折射率大于1.7。
可以使用椭率计，例如J.A.Woollam WVASE VU-302TM椭率计计算n和k值。k和n的最佳范围的精确值取决于所使用的曝光波长和应用类型。通常，对于193nm，k的优选的范围是0.1-0.75，或0.2-0.5，对于248nm，k的优选的范围是0.15-0.8或0.2-0.5，对于365nm，k的优选的范围为0.1-0.8。抗反射涂层的厚度小于顶部光致抗蚀剂的厚度。
为了所有目的，上面提及的每篇文献在此以其全文引入作为参考。以下具体的实施例将提供本发明抗反射组合物的制备方法，使用所提供的组合物配制抗反射涂层的方法和使用所提供的抗反射涂层在光致抗蚀剂上形成图像的方法的详细举例说明。然而，这些实施例不意于以任何方式限制或约束本发明的范围并且不应该看作是在提供为了实践本发明所必须唯一利用的条件、参量或数值。
具体实施方式
实施例
合成实施例1
将23g双（2-羧乙基）异氰脲酸酯和16.7g无水乙二醇放置在500ml烧瓶中。在氮气下添加150g 4M HCl二
烷溶液。搅拌该混合物并在～1小时内将温度逐渐地提升到50、60、70、80度。允许在回流下在96-97℃下反应24h。将该反应溶液冷却至室温，并过滤。在排风罩中在空气中暴露数天后将该溶剂蒸发。在真空下在～40℃下干燥之后，获得大约25g固体产物。
合成实施例2
在配备迪安-斯达克分水器的烧瓶中，在氮气下添加600g双（2-羧乙基）异氰脲酸酯、306.7g乙二醇和8.0g对甲苯磺酸一水合物。将温度提升到120℃并维持1小时，然后提升到140℃维持1小时，然后提升到150℃维持1小时，最后提升到160℃维持1小时。在将温度提升到150℃后，停止氮气吹洗并连接真空管线以在150-160℃下除去水直到水的放出停止。在冷却后，取出产物用于GPC分析。该产物具有1630g/mol的平均MW。
合成实施例3
将23g双（2-羧乙基）异氰脲酸酯和16g无水乙二醇放置在500ml烧瓶中。在氮气下添加150g 4M HCl二
烷溶液。搅拌该混合物并在～1小时内将温度逐渐地提升到50、60、70、80度。允许在回流下在96-97℃下反应24h。将该反应溶液冷却至室温，并过滤。通过旋转蒸干除去溶剂。通过在乙酸异丁酯中重结晶获得产物。通过过滤收集固体。在真空下在～40℃下干燥之后，获得12g白色粉末状产物。产物具有550g/mol的平均MW。
合成实施例4
将50g双（2-羧乙基）异氰脲酸酯放置在500ml烧瓶中。在氮气下添加400g 4M HCl甲醇溶液。搅拌该混合物并将温度逐渐地提升到55℃保持30分钟直到获得澄清溶液。允许在回流下在65℃下反应1小时。将该反应溶液冷却至室温，并过滤。通过过滤收集白色固体。在真空下在～40℃干燥之后，获得45g双（2-羧乙基）异氰脲酸酯的二甲酯并由质子NMR波谱表征。
合成实施例5
将15g得自合成实施例4的材料和7g无水乙二醇放置在250ml烧瓶中。在氮气下添加90g 4M HCl二
烷溶液。搅拌该混合物并在～1小时内将温度逐渐地提升到50、60、70、80度。允许在90℃下反应24小时。将该反应溶液冷却至室温，并过滤。通过旋转蒸干除去溶剂。通过在THF/叔丁基甲基醚中重结晶获得产物。通过过滤收集固体。在真空下在～40℃下干燥之后，获得6g白色粉末状产物。产物具有500g/mol的平均MW。
合成实施例6
将29g三（2-羧乙基）异氰脲酸酯和20.8g无水乙二醇放置在500ml烧瓶中。在氮气下添加150g 4M HCl二
烷溶液。搅拌该混合物并在～1小时内将温度逐渐地提升到50、60、70、80度。允许在回流下在80-90℃下反应24h。将反应溶液冷却至室温并过滤。通过旋转蒸发除去溶剂。在真空下在～40℃干燥之后，获得油产物。
合成实施例7
在350g二烷中添加110g四甲氧基甲基甘脲和61g三（2-羟乙基）氰尿酸。将温度提升到92-94℃并获得澄清溶液。添加0.7g PTSA并允许在回流下反应6小时。在冷却至室温后，添加0.5g三乙基胺。在乙酸正丁酯中在5℃下使溶液沉淀。过滤该聚合物并在真空下干燥。所获得的聚合物具有大约2200g/mol的重均分子量。
合成实施例8
将600g四甲氧基甲基甘脲、96g苯乙烯二醇和1200克丙二醇单甲醚乙酸酯（PGMEA）加入具有温度计、机械搅拌器和冷水冷凝器的2L夹套烧瓶并加热到85℃。在添加催化量的对甲苯磺酸一水合物后，在该温度下维持反应5小时。然后将该反应溶液冷却至室温，并过滤。将滤液缓慢地倒入蒸馏水，同时搅拌以使聚合物沉淀。过滤聚合物，用水彻底地洗涤并在真空烘箱中干燥。获得250克聚合物。所获得的聚合物具有大约17,345g/mol的重均分子量和2.7的多分散性。
合成实施例9
将10g丁烷四羧酸二酐、7g苯乙烯二醇、0.5g氯化苄基三丁基铵和35g丙二醇单甲醚乙酸酯（PGMEA）加入具有冷凝器、热控制器和机械搅拌器的烧瓶。在氮气和搅拌下，将该混合物加热到110℃。在～1-2小时后获得澄清溶液。保持温度在110℃下3小时。在冷却后，将60g PGMEA和36g环氧丙烷与上述溶液混合。保持反应在50℃下48小时。将反应溶液冷却到室温并缓慢地倒入在高速掺混器中的大量水中。收集聚合物并用水彻底地洗涤。最后，在真空烘箱中干燥聚合物。获得具有大约20,000g/mol的平均分子量（MW）的16g聚合物。
配制和涂覆实施例1
将0.7g合成实施例7的聚合物和0.3g合成实施例1的产物溶解在30g α-羟基异丁酸甲酯溶剂中而制备3.3wt%溶液。将0.1g在PGMEA/PGME 70/30中的10%十二烷基苯磺酸三乙胺盐、0.05g在PGMEA/PGME 70/30中的10%九氟丁烷磺酸三乙胺盐的混合物添加到聚合物溶液中。然后让该混合物滤过具有0.2um孔尺寸的微过滤器。然后将该溶液旋涂在硅晶片上40秒。然后将该经涂覆的晶片在热板上在200℃下加热1分钟。在分光椭率计上分析抗反射涂层。在193nm下优化的折射率“n”是1.97并且吸收参数“k”是0.27。
配制和涂覆实施例2
将0.7g合成实施例7的聚合物和0.3g合成实施例3的产物溶解在30g PGMEA/PGME 70/30溶剂中以制备3.3wt%溶液。将0.03g在PGMEA/PGME 70/30中的10%十二烷基苯磺酸三乙胺盐、0.03g在PGMEA/PGME 70/30中的10%九氟丁烷磺酸三乙胺盐和0.06g在PGMEA/PGME 70/30中的10%对甲苯磺酸三乙胺盐的混合物添加到聚合物溶液中。然后让该混合物滤过具有0.2um孔尺寸的微过滤器。然后将该溶液旋涂在硅晶片上40秒。然后将该经涂覆的晶片在热板上在200℃下加热1分钟。在分光椭率计上分析抗反射涂层。在193nm下优化的折射率“n”是1.97并且吸收参数“k”是0.27。
配制和涂覆实施例3
将0.7g合成实施例7的聚合物和0.3g合成实施例5的产物溶解在30g α-羟基异丁酸甲酯溶剂中以制备3.3wt%溶液。将0.03g在PGMEA/PGME 70/30中的10%十二烷基苯磺酸三乙胺盐、0.03g在PGMEA/PGME 70/30中的10%九氟丁烷磺酸三乙胺盐和0.06g在PGMEA/PGME 70/30中的10%对甲苯磺酸三乙胺盐的混合物添加在聚合物溶液中。然后让该混合物滤过具有0.2um孔尺寸的微过滤器。然后将该溶液旋涂在硅晶片上40秒。然后将该经涂覆的晶片在热板上在200℃下加热1分钟。在分光椭率计上分析抗反射涂层。在193nm下优化的折射率“n”是1.97并且吸收参数“k”是0.27。
配制和涂覆实施例4
将0.7g合成实施例7的聚合物、0.2g合成实施例3的产物和0.1g合成实施例9的聚合物溶解在30g PGMEA/PGME 70/30溶剂中以制备3.3wt%溶液。将0.03g在PGMEA/PGME 70/30中的10%十二烷基苯磺酸三乙胺盐、0.03g在PGMEA/PGME 70/30中的10%九氟丁烷磺酸三乙胺盐和0.06g在PGMEA/PGME 70/30中的10%对甲苯磺酸三乙胺盐的混合物添加在聚合物溶液中。然后让该混合物滤过具有0.2um孔尺寸的微过滤器。然后将该溶液旋涂在硅晶片上40秒。然后将该经涂覆的晶片在热板上在200℃下加热1分钟。在分光椭率计上分析抗反射涂层。在193nm下优化的折射率“n”是1.94并且吸收参数“k”是0.29。
配制和涂覆实施例5
将0.3g合成实施例7的聚合物、0.5g合成实施例8的产物和0.2g合成实施例3的产物溶解在30g PGMEA/PGME 70/30溶剂中以制备3.3wt%溶液。将0.03g在PGMEA/PGME 70/30中的10%十二烷基苯磺酸三乙胺盐、0.03g在PGMEA/PGME 70/30中的10%九氟丁烷磺酸三乙胺盐和0.06g在PGMEA/PGME 70/30中的10%对甲苯磺酸三乙胺盐的混合物添加在聚合物溶液中。然后让该混合物滤过具有0.2um孔尺寸的微过滤器。然后将该溶液旋涂在硅晶片上40秒。然后将该经涂覆的晶片在热板上在200℃下加热1分钟。在分光椭率计上分析抗反射涂层。在193nm下优化的折射率“n”是1.94并且吸收参数“k”是0.30。
配制和涂覆实施例6
将0.8g合成实施例7的聚合物和0.2g合成实施例3的产物溶解在30g PGMEA/PGME 70/30溶剂中以制备3.3wt%溶液。将0.03g在PGMEA/PGME 70/30中的10%十二烷基苯磺酸三乙胺盐、0.03g在PGMEA/PGME 70/30中的10%九氟丁烷磺酸三乙胺盐和0.06g在PGMEA/PGME 70/30中的10%对甲苯磺酸三乙胺盐的混合物添加在聚合物溶液中。然后让该混合物滤过具有0.2um孔尺寸的微过滤器。然后将该溶液旋涂在硅晶片上40秒。然后将该经涂覆的晶片在热板上在200℃下加热1分钟。在分光椭率计上分析抗反射涂层。在193nm下优化的折射率“n”是1.96并且吸收参数“k”是0.27。
光刻性能实施例1
使用
2110P光致抗蚀剂（AZ Electronic Materials USACorp.,Somerville,NJ的产品）评价得自配制和涂覆实施例1的抗反射涂层配制剂的性能。用
EB18B底部抗反射涂料组合物（AZElectronic Materials USA Corp.,Somerville,NJ）涂覆硅晶片并在220℃下烘烤60秒而形成50nm厚膜。然后，在其上涂覆配制和涂覆实施例1在稀释后的25nm厚膜并在205℃下烘烤60秒。然后，涂覆190nm厚的2110P光致抗蚀剂溶液并在100℃下烘烤60秒。然后使用具有0.85NA的Nikon NSR-306D 193nm扫描仪在0.9σ的偶极Y照明下用PSM掩模将该晶片成像式曝光。在110℃下烘烤该曝光晶片60秒并在
300MIF显影剂（可以从AZ Electronic MaterialsUSA Corp.,Somerville,NJ获得）中显影30秒。然后在扫描电子显微镜下检查经清洁的晶片。以感光速度40mJ/cm2在80nm下L/S 1:1的线和空白图案没有显示驻波，没有底脚和没有浮渣，表明底部抗反射涂层的功效。
光刻性能实施例2
使用
2110P光致抗蚀剂（AZ Electronic Materials USACorp.,Somerville,NJ的产品）评价得自配制和涂覆实施例2的抗反射涂层配制剂的性能。用
EB18B底部抗反射涂料组合物（AZElectronic Materials USA Corp.,Somerville,NJ）涂覆硅晶片并在220℃下烘烤60秒而形成50nm厚膜。然后，在其上涂覆配制和涂覆实施例2在稀释后的25nm厚膜并在205℃下烘烤60秒。然后，涂覆190nm厚的
2110P光致抗蚀剂溶液并在100℃下烘烤60秒。然后使用具有0.85NA的Nikon NSR-306D 193nm扫描仪在0.9σ的偶极Y照明下用PSM掩模将该晶片成像式曝光。在110℃下烘烤该经曝光的晶片60秒并在
300MIF显影剂（可以从AZ ElectronicMaterials USA Corp.,Somerville,NJ获得）中显影30秒。然后在扫描电子显微镜下检查经清洁的晶片。在80nm下L/S 1:1的采用40mJ/cm2的感光速度的线和空白图案没有显示驻波，没有底脚和没有浮渣，表明底部抗反射涂层的功效。
光刻性能实施例3
使用2110P光致抗蚀剂（AZ Electronic Materials USACorp.,Somerville,NJ的产品）评价得自配制和涂覆实施例4的抗反射涂层配制剂的性能。用
EB18B底部抗反射涂料组合物（AZElectronic Materials USA Corp.,Somerville,NJ）涂覆硅晶片并在220℃下烘烤60秒而形成50nm厚膜。然后，在其上涂覆配制和涂覆实施例4在稀释后的26nm厚膜并在205℃下烘烤60秒。然后，涂覆190nm厚的
2110P光致抗蚀剂溶液并在100℃下烘烤60秒。然后使用具有0.85NA的Nikon NSR-306D 193nm扫描仪在0.9σ的偶极Y照明下用PSM掩模将该晶片成像式曝光。在110℃下烘烤该曝光晶片60秒并在
300MIF显影剂（可以从AZ Electronic MaterialsUSA Corp.,Somerville,NJ获得）中显影30秒。然后在扫描电子显微镜下检查经清洁的晶片。在80nm下L/S 1:1的用40mJ/cm2的感光速度的线和空白图案没有显示驻波，没有底脚和没有浮渣，表明底部抗反射涂层的功效。
光刻性能实施例4
使用
2110P光致抗蚀剂（AZ Electronic Materials USACorp.,Somerville,NJ的产品）评价得自配制和涂覆实施例5的抗反射涂层配制剂的性能。用
EB18B底部抗反射涂料组合物（AZElectronic Materials USA Corp.,Somerville,NJ）涂覆硅晶片并在220℃下烘烤60秒而形成50nm厚膜。然后，在其上涂覆配制和涂覆实施例5在稀释后的26nm厚膜并在205℃下烘烤60秒。然后，涂覆190nm厚的
2110P光致抗蚀剂溶液并在100℃下烘烤60秒。然后使用具有0.85NA的Nikon NSR-306D 193nm扫描仪在0.9σ的偶极Y照明下用PSM掩模将该晶片成像式曝光。在110℃下烘烤该经曝光的晶片60秒并在
300MIF显影剂（可以从AZ ElectronicMaterials USA Corp.,Somerville,NJ获得）中显影30秒。然后在扫描电子显微镜下检查经清洁的晶片。在80nm下L/S 1:1的用40mJ/cm2的感光速度的线和空白图案没有显示驻波，没有底脚和没有浮渣，表明底部抗反射涂层的功效。
光刻性能实施例5
使用具有偏振的照明条件1.2NA，偶极40Y和σ0.979/0.824用193nm浸渍光刻评价配制和涂覆实施例4上的45nm 1:1L/S（线/空白）的性能。横截面SEM图像证实对于45nm 1:1L/S图案在35mJ/cm2的感光速度下有良好的反射控制和良好的光致抗蚀剂相容性。
本领域技术人员将意识到的是，本文公开的本发明中的变型可以在不脱离本发明精神的情况下作出。因此，本发明不被本文公开的特定实施方案限制，而是仅仅由所附权利要求书的范围限制。
Claims (15)
1.抗反射涂料组合物，包含a）以下式1的化合物，b）热酸产生剂，和（c）至少一种聚合物，
其中U1和U2独立地是C1-C10亚烷基；V选自C1-C10亚烷基、亚芳基和芳族亚烷基；W选自H、C1-C10烷基、芳基、烷芳基和V-OH；Y选自H、W和U3C（O）OW，其中U3独立地是C1-C10亚烷基，m是1-10。
2.权利要求1的抗反射涂料组合物，其中所述聚合物是交联剂聚合物。
3.权利要求1的抗反射涂料组合物，其中所述聚合物是可交联聚合物。
4.权利要求1的抗反射涂料组合物，还包含交联剂。
5.权利要求4的抗反射涂料组合物，其中所述交联剂选自交联剂或交联剂聚合物。
6.权利要求1-5中任一项的抗反射涂料组合物，其中所述热酸产生剂选自碘
盐、甲苯磺酸盐或酯、苯磺酸盐的衍生物和萘磺酸盐的衍生物。
7.权利要求1的抗反射涂料组合物，其中所述任选的交联剂选自蜜胺、羟甲基化物、甘脲、聚合物型甘脲、羟基烷基酰胺、环氧树脂和环氧胺树脂、封闭异氰酸酯和二乙烯基单体。
8.权利要求1-7中任一项的抗反射涂料组合物，其中所述组合物的折射率值在193nm下优化到1.9或以上。
9.权利要求8的抗反射涂料组合物，其中所述组合物的折射率值在193nm下优化在大约1.9-大约2.0的范围内。
10.权利要求9的抗反射涂料组合物，其中所述组合物的折射率值在193nm优化在大约1.91、1.92、1.93、1.94、1.95、1.96或1.97。
11.权利要求1-10中任一项的抗反射涂料组合物，其中k值在大约0.2-大约0.7的范围内。
12.在光致抗蚀剂上形成图像的方法，包括：
(a)用权利要求1-11中任一项的抗反射涂料组合物涂覆基材并烘烤；
(b)在所述抗反射涂层的上面涂覆光致抗蚀剂膜的层并烘烤；
(c)用曝光设备将所述光致抗蚀剂成像式曝光；
(d)将在所述光致抗蚀剂中的图像显影；和
(e)任选地，在所述曝光步骤后烘烤所述基材。
13.权利要求12的方法，其中在13nm-250nm的波长下将所述光致抗蚀剂成像式曝光。
14.权利要求13的方法，其中在193nm的波长下将所述光致抗蚀剂成像式曝光。
15.权利要求12-14中任一项的方法，其中在大于90℃的温度下烘烤所述抗反射涂层。
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