TWI391787B - 在１９３ｎｍ照射波長下具有低折射率之頂層抗反射塗佈組成物 - Google Patents
在１９３ｎｍ照射波長下具有低折射率之頂層抗反射塗佈組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI391787B TWI391787B TW095137325A TW95137325A TWI391787B TW I391787 B TWI391787 B TW I391787B TW 095137325 A TW095137325 A TW 095137325A TW 95137325 A TW95137325 A TW 95137325A TW I391787 B TWI391787 B TW I391787B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- polymer
- composition
- group
- moiety
- aromatic moiety
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 29
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 55
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 33
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 10
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 7
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 4
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 claims description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 3
- 125000000879 imine group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 claims description 2
- 125000006296 sulfonyl amino group Chemical group [H]N(*)S(*)(=O)=O 0.000 claims 2
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 claims 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 abstract 1
- 102100023698 C-C motif chemokine 17 Human genes 0.000 description 24
- 101000978362 Homo sapiens C-C motif chemokine 17 Proteins 0.000 description 24
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 12
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 8
- KXYAVSFOJVUIHT-UHFFFAOYSA-N 2-vinylnaphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC(C=C)=CC=C21 KXYAVSFOJVUIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- -1 hexahydroindenyl Chemical group 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- WVYWICLMDOOCFB-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2-pentanol Chemical compound CC(C)CC(C)O WVYWICLMDOOCFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- JYVLIDXNZAXMDK-UHFFFAOYSA-N pentan-2-ol Chemical compound CCCC(C)O JYVLIDXNZAXMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BBMCTIGTTCKYKF-UHFFFAOYSA-N 1-heptanol Chemical compound CCCCCCCO BBMCTIGTTCKYKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DOVZUKKPYKRVIK-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-yl propanoate Chemical compound CCC(=O)OC(C)COC DOVZUKKPYKRVIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CETWDUZRCINIHU-UHFFFAOYSA-N 2-heptanol Chemical compound CCCCCC(C)O CETWDUZRCINIHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PFNHSEQQEPMLNI-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1-pentanol Chemical compound CCCC(C)CO PFNHSEQQEPMLNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFRBDWRZVBPBDO-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-pentanol Chemical compound CCCC(C)(C)O WFRBDWRZVBPBDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FRDAATYAJDYRNW-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-3-pentanol Chemical compound CCC(C)(O)CC FRDAATYAJDYRNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IWTBVKIGCDZRPL-UHFFFAOYSA-N 3-methylpentanol Chemical compound CCC(C)CCO IWTBVKIGCDZRPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YVBCULSIZWMTFY-UHFFFAOYSA-N 4-Heptanol Natural products CCCC(O)CCC YVBCULSIZWMTFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MQWCXKGKQLNYQG-UHFFFAOYSA-N 4-methylcyclohexan-1-ol Chemical compound CC1CCC(O)CC1 MQWCXKGKQLNYQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NZPGYIBESMMUFU-UHFFFAOYSA-N 4-methylhexan-3-ol Chemical compound CCC(C)C(O)CC NZPGYIBESMMUFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QNVRIHYSUZMSGM-UHFFFAOYSA-N hexan-2-ol Chemical compound CCCCC(C)O QNVRIHYSUZMSGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOCHHNOQQHDWHG-UHFFFAOYSA-N hexan-3-ol Chemical compound CCCC(O)CC ZOCHHNOQQHDWHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- AQIXEPGDORPWBJ-UHFFFAOYSA-N pentan-3-ol Chemical compound CCC(O)CC AQIXEPGDORPWBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N (+)-propylene glycol Chemical compound C[C@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- 239000001618 (3R)-3-methylpentan-1-ol Substances 0.000 description 1
- AEFBNJXWRHSZGO-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,3a,4,5-hexahydropyrene Chemical compound C1=C2CCCC(CC3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 AEFBNJXWRHSZGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 1,3-propanediol Substances OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CAKWRXVKWGUISE-UHFFFAOYSA-N 1-methylcyclopentan-1-ol Chemical compound CC1(O)CCCC1 CAKWRXVKWGUISE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IGGDKDTUCAWDAN-UHFFFAOYSA-N 1-vinylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C=C)=CC=CC2=C1 IGGDKDTUCAWDAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAYAKMPRFGNNFW-UHFFFAOYSA-N 2,4-dimethylpentan-3-ol Chemical compound CC(C)C(O)C(C)C BAYAKMPRFGNNFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRAMZQXXPOLCIY-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethanesulfonic acid Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCS(O)(=O)=O PRAMZQXXPOLCIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLSRKCIBHNJFHA-UHFFFAOYSA-N 2-(trifluoromethyl)prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C(=C)C(F)(F)F VLSRKCIBHNJFHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QNVRIHYSUZMSGM-LURJTMIESA-N 2-Hexanol Natural products CCCC[C@H](C)O QNVRIHYSUZMSGM-LURJTMIESA-N 0.000 description 1
- ISTJMQSHILQAEC-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-3-pentanol Chemical compound CCC(O)C(C)C ISTJMQSHILQAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCFKURIJYIJNRU-UHFFFAOYSA-N 2-methylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(C)CO LCFKURIJYIJNRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRIMXCDMVRMCTC-UHFFFAOYSA-N 2-methylhexan-2-ol Chemical compound CCCCC(C)(C)O KRIMXCDMVRMCTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGRUUTLDBCWYBL-UHFFFAOYSA-N 2-methylhexan-3-ol Chemical compound CCCC(O)C(C)C RGRUUTLDBCWYBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NEHRITNOSGFGGS-UHFFFAOYSA-N 3-ethylpentan-2-ol Chemical compound CCC(CC)C(C)O NEHRITNOSGFGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYWJZCSJMOILIZ-UHFFFAOYSA-N 3-methylhexan-3-ol Chemical compound CCCC(C)(O)CC KYWJZCSJMOILIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KKNLARLTLMDINT-UHFFFAOYSA-N 4,4,4-trifluoro-2-methylbut-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C(C)=CC(F)(F)F KKNLARLTLMDINT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCWGTDULNUVNBN-UHFFFAOYSA-N 4-methylpentan-1-ol Chemical compound CC(C)CCCO PCWGTDULNUVNBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGCZULIFYUPTAR-UHFFFAOYSA-N 5-Methylhexan-3-ol Chemical compound CCC(O)CC(C)C RGCZULIFYUPTAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZVHAANQOQZVVFD-UHFFFAOYSA-N 5-methylhexan-1-ol Chemical compound CC(C)CCCCO ZVHAANQOQZVVFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDVJGWXFXGJSIU-UHFFFAOYSA-N 5-methylhexan-2-ol Chemical compound CC(C)CCC(C)O ZDVJGWXFXGJSIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OZAIFHULBGXAKX-VAWYXSNFSA-N AIBN Substances N#CC(C)(C)\N=N\C(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-VAWYXSNFSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- CWRYPZZKDGJXCA-UHFFFAOYSA-N acenaphthalene Natural products C1=CC(CC2)=C3C2=CC=CC3=C1 CWRYPZZKDGJXCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004062 acenaphthenyl group Chemical group C1(CC2=CC=CC3=CC=CC1=C23)* 0.000 description 1
- HXGDTGSAIMULJN-UHFFFAOYSA-N acetnaphthylene Natural products C1=CC(C=C2)=C3C2=CC=CC3=C1 HXGDTGSAIMULJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N butane-1,2-diol Chemical compound CCC(O)CO BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DDPAAMHROJBRGE-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol;propane-1,2-diol Chemical compound CC(O)CO.OCCCCO DDPAAMHROJBRGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical group [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000000671 immersion lithography Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- LRDFRRGEGBBSRN-UHFFFAOYSA-N isobutyronitrile Chemical compound CC(C)C#N LRDFRRGEGBBSRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 150000002762 monocarboxylic acid derivatives Chemical group 0.000 description 1
- QYZFTMMPKCOTAN-UHFFFAOYSA-N n-[2-(2-hydroxyethylamino)ethyl]-2-[[1-[2-(2-hydroxyethylamino)ethylamino]-2-methyl-1-oxopropan-2-yl]diazenyl]-2-methylpropanamide Chemical compound OCCNCCNC(=O)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(=O)NCCNCCO QYZFTMMPKCOTAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQZOPKMRPOGIEB-UHFFFAOYSA-N n-butyl methyl ketone Natural products CCCCC(C)=O QQZOPKMRPOGIEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000565 sulfonamide group Chemical group 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical group S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/942—Masking
- Y10S438/948—Radiation resist
- Y10S438/952—Utilizing antireflective layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Description
本發明係關於一種組成物，尤其關於一種適合作為193nm乾式微影製程中之頂層抗反射塗層的組成物。
在微電子工業及其他關於建構微結構(如微機械、磁阻頭等)之工業中，一直以來期待能減少結構特徵之尺寸。而在微電子工業產業中，則期待降低微電子元件的尺寸且/或在預定的晶片尺寸能提供更多的電路。
為了達到降低特徵尺寸，有效的微影技術是不可或缺的。對微結構而言，微影不僅直接影響在預定基材上的成像圖案，也會影響典型用在此類成像的製造遮罩。典型的微影製程包含以一成像光使感光光阻圖案化曝光。之後，將已曝光的光阻層與一材料(典型為鹼性水溶液顯影液)接觸而顯影，以選擇性移除部份光阻層而顯露出所需之圖案。之後，藉由將圖案化光阻層之開口中材料蝕刻，使圖案轉移至下層的材料。在轉移完成之後，移除殘留的光阻層。
對於許多微影成像製程，光阻圖像之解析度可能受限於折射係數不匹配及成像光的不預期反射之異常效應。為了解決這些問題，通常會使用抗反射塗層於光阻層與基材之間(底部抗反射塗層或BARC)，且/或在光阻層與沿成像光所傳遞之物理途徑的氛圍之間(頂層抗反射塗層或TARC)。在乾式微影製程，如乾式193奈米的微影(沒有涉及在曝光步驟的浸沒液體)例子中，典型的氛圍為空氣。在浸沒微影的例子中，則典型的氛圍將是水。
抗反射塗層組成物之效能主要取決於其所關注之成像照射波長下的光學性質。關於TARC所需光學特徵的概論，可參見美國專利號6,274,295。其所關注的光學參數中有TARC的折射係數、反射性及光學密度。
抗反射塗層組成物也必須具有所需的物理及化學性能特徵，此關乎其直接接觸或相當接近光阻層之使用，也關乎整個微影製程(照射、顯影、圖案轉移等)。因此，TARC不應該過分干擾整個微影製程。高度期待的是在成像顯影步驟期間具有一種可被移除的TARC，典型的成像微影步驟係涉及在鹼性水溶液顯影液中溶解一部分的光阻。
現存的商業TARC組成物並不具有高解析193奈米乾式微影所需的光學特性及物理及化學性能特徵之結合。舉例來說，一些TARC組成物具有期待的反射係數，小於1.5，但卻不溶解於鹼性水溶液顯影液中，因此導致分離TARC移除步驟所需的額外複雜及費用。其它TARC組成物具有期待的折射係數，但是不利於與光阻反應，導致過度的薄膜損耗及產生的光阻影像對比之損失，或導致不預期的T－頂層結構的產生。其他的TARC在鹼性水溶液顯影液中具有期待的溶解度，但在193奈米則具有過高的折射係數。
因此，需要一種能產生高解析微影的TARC組成物，係適用於乾式193nm顯影製程，特別是對於要在底下基材上透過拓撲(topography)成像者。
本發明包含新穎的抗反射塗層組成物，在乾式193奈米的微影製程中作為頂層抗反射塗層組成物是有益的。這些組成物提供絕佳的光學、物理及化學性能效益，在193nm使得頂層反射得以控制，且因其在鹼性水溶液顯影液中的溶解度優勢而易於使用。這些抗反射組成物的特徵在於193奈米波長照射下有約1.5或更小的折射係數n，且存在一含芳香族部分體(moiety)之聚合物，此聚合物可溶解於典型用在顯影微影影像之鹼性水溶液顯影液中。本發明也包含使用此微影結構來圖案化下層基材上之材料層的方法。
一方面來說，本發明包含一種在193奈米(nm)微影下適合作為一頂層抗反射塗層之組成物，此組成物包含一可溶解於鹼性水溶液之聚合物，此聚合物具有芳香族部份體及在一193奈米照射波長下具有小於1.5之折射係數n。此聚合物較佳更包含促進組成物在鹼性水溶液中溶解度的部分體。此聚合物較佳具有一乙烯基骨架(ethylenic backbone)。此聚合物較佳更包含含氟部分體。此聚合物較佳更包含酸性硫之部分體。
另一方面來說，本發明包含形成一圖案化材料特徵於一基材上之方法，此方法包含：(a)提供一材料表面於一基材上；(b)形成一照射感光(radiation－sensitive)的光阻層於材料表面上；(c)形成一頂層的抗反射塗層於光阻層上，本發明之抗反射塗層；(d)圖案化地曝光此光阻層於輻射線中，藉此產生一圖案化曝光區域於光阻層中；(e)選擇性移除部份光阻層及抗反射塗層，以暴露部分的材料表面；以及(f)蝕刻或離子植入材料表面之暴露部分，藉此形成圖案化材料特徵。
成像照射光較佳為193奈米照射光，且微影製程較佳為乾式微影製程。
本發明的這些及其他面向將於下詳細討論。
本發明包含新穎的抗反射塗層組成物，在乾式193奈米的微影製程中作為頂層抗反射塗層組成物是有益的。這些組成物提供絕佳的光學、物理及化學性能效益，以使在在193奈米下頂層反射得以控制，且因其在鹼性水溶液顯影液中的溶解度的優勢而易於使用。這些抗反射組成物的特徵在於193奈米波長照射下具有約1.5或更小的折射係數n，且存在一含芳香族部分體(moiety)之聚合物，此聚合物可溶解於典型用在顯影微影影像之鹼性水溶液顯影液中。
TARC之聚合物較佳具有一乙烯基骨架(ethylene backbone)。更佳的是，此聚合物包含乙烯基(vinyl)、丙烯酸酯且/或甲基丙烯酸酯單體單元。此聚合物的骨架較佳為無不飽和碳鍵。
較佳而言，芳香族部分體係獨立地(independently)選自具取代基或不具取代基之芳香族部分體或上述之各種組合所組成之群組。更佳的是，芳香族部分體係獨立地選自具取代基或不具取代基形式之聯結的(fused)芳香族部分體、雜環芳香族部分體及其組合物所組成之群組。在取代基形式中，芳香族部分體可包含相連(attached)環結構。一些較佳的芳香族部分體為萘、噻吩。含環結構之具取代基的萘為厄(acenaphthene)(即厄基)及六氫芘(hexahydropyrene)(即六氫芘基)。芳香族部分體較佳係以垂基來呈現。在聚合物中，芳香族部分體的含量係以足夠降低折射係數n至小於1.5為佳，小於約1.4為更佳，且最佳的n值介於1.3及1.4。雖然頂層抗反射塗層典型塗佈地相當薄，但仍須避免芳香族含量過多為佳，以避免在193奈米下過多吸收。本發明之組成物在193奈米之照射波長下，以具有介於約0.05及0.25之間的一消光係數k為佳。聚合物較佳具有約10至80莫耳%的單體單元，以約20至70莫耳%為更佳，以約25至65莫耳%為最佳。
聚合物以更包含可促進組成物在鹼性水溶液中溶解度的部分體為佳，以促進溶解度的部分體選自羥基、磺醯胺基、N－羥基二羧基亞胺、其他二羧基亞胺基、其他胺基及亞胺基所組成之群組為較佳。促進溶解度的部分體較佳包含於構成TARC聚合物的一些單體單元中。促進溶解度的部分體可能直接與芳香族部分體鍵結，或可能並連至聚合物的其他部分。所需促進溶解度功能的量可視芳香族成分的疏水程度及使用芳香族成分的量而定。在一例式中，促進溶解度的功能可以含一羧酸部分體之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體的形式提供。
聚合物較佳更包含含氟部分體。較佳的含氟部分體為三氟甲基。氟部分體可以是以氟原子取代一或多個芳香族部分體上的氫原子的形式存在。氟部分體也可能是芳香族部分體或聚合物其他部分的垂基。一些適當的含氟部分體單體單元之例式具有一或多個下列結構：
結構(i)為三氟甲基甲基丙烯酸(trifluoromethyl methacrylic acid)，是較佳的含氟部分體單體單元。也可能使用其它含氟結構。含氟部分體單體單元的含量較佳約10至90莫耳%，更佳約20至70莫耳%，最佳約30至60莫耳%。
聚合物更佳包含酸性部分體，更佳包含酸性的硫部分體(acidic sulfur moiety)，最佳為硫的酸性部份體(sulfonic acid moiety)。酸性部分體可能直接與芳香族部分體鍵結，或可能並連至聚合物的其他部分。具有硫的酸性部份體之單體單元之例式為下列結構：
其中，以結構(i)為較佳。含硫的單體單元之含量較佳約3至40莫耳%，更佳約5至30莫耳%。
一些特定的聚合物實施例之例式說明如下：在一第一實施例中，聚合物包含下列單體單元：
其中x，y，z大於零。較佳的是x約30－65，y約20－65及z約5－30。較佳的是此實施例的聚合物主要是由這些單體單元所組成。
在第二實施例，聚合物包含下列單體單元：
其中x，y，z大於零。較佳的是x約25－60，y約30－70及z約5－25。較佳的是此實施例的聚合物實質上由這些單體單元所組成。一般來說，第二實施例優於第一實施例。
本發明之聚合物較佳具有至少約1000的重量平均分子量，較佳約1500－50000的重量平均分子量。本發明之聚合物可能由使用商業且/或簡單製程的單體單元以一般聚合技術製成。如果需要的話，可能使用本發明之不同聚合物之混合物或可能含其他聚合物成分的組成物。然而，一般來說，本發明之TARC組成物之聚合物成分較佳為實質上由本發明之聚合物組成。
本發明之組成物較佳可能更包含可與下層光阻材料溶混的至少一溶劑。適當的溶劑包含但非限定於：1－丁醇、甲醇、乙醇、1－丙醇、乙二醇、1,2－丁二醇、1,3－丁二醇、1,4－丁二醇、1,2－丙二醇、1－戊醇、2－戊醇、3－戊醇、1－己醇、2－己醇、3－己醇、1－庚醇、2－庚醇、3－庚醇、4－庚醇、2－甲基－1－戊醇、2－甲基－2－戊醇、2－甲基－3－戊醇、3－甲基－1－戊醇、3－甲基－2－戊醇、3－甲基－3－戊醇、4－甲基－1－戊醇、4－甲基－2－戊醇、2,4－二甲基－3－戊醇、3－乙基－2－戊醇、1－甲基環戊醇、2－甲基－1－己醇、2－甲基－2－己醇、2－甲基－3－己醇、3－甲基－3－己醇、4－甲基－3－己醇、5－甲基－1－己醇、5－甲基－2－己醇、5－甲基－3－己醇、4－甲基環己醇、1,3－丙二醇、辛醇及癸烷。適於使用在基材上的組成物之溶劑含量較佳足以達到固體含量約0.5－5重量%。組成物可能包含界面活性劑或其他習知的便利物。
本發明包含形成一圖案化材料特徵於一基材上之方法，此方法包含：(a)提供一材料表面於一基材上；(b)形成一照射感光(radiation－sensitive)的光阻層於材料表面上；(c)形成一頂層的抗反射塗層於光阻層上，本發明之抗反射塗層；(d)圖案化地曝光此光阻層於輻射線中，藉此產生一圖案化曝光區域於光阻層中；(e)選擇性移除部份光阻層及抗反射塗層，以暴露部分的材料表面；以及(f)蝕刻或離子植入材料表面之暴露部分，藉此形成圖案化材料特徵。
半導體基板之材料層可能是金屬導體層、一陶瓷層、一半導體層或其他材料，視製程的階段及最終產品所需的材料而定。本發明之組成物對於用在半導體基材上之積體電路製造之微影製程特別有益。本發明之組成物可能用在積體電路元件中可能使用在微影製程來產生圖案化材料層，如金屬線、接觸洞或介層洞、絕緣段(如鑲嵌溝渠或淺溝渠絕緣)、電容結構之溝渠、電晶體之離子植入矽結構等等。
本發明之TARC組成物較佳在193奈米照射下實質上降低基材的反射度。如果需要的話，可能在形成光阻層之前將底部抗反射塗層使用在基材之上。光阻較佳可在193奈米的紫外光成像。適當的光阻材料之例式揭示在美國公開專利號：20050153232A1及20040063024A1及美國專利號：6902874、6730452、6627391、6635401及6756180，這些揭示的內容在此併入參考。一般藉由旋塗或其他技術來塗佈含溶劑的光阻組成物。接著，具有光阻塗層的基材以加熱(前曝光烘烤)來移除溶劑並改善光阻層的黏著性為佳。前曝光烘烤步驟較佳執行約10秒至15分鐘，更佳約15秒至1分鐘。前曝光烘烤之溫度將視光阻的玻璃轉換溫度而有所改變。
本發明之TARC組成物較佳藉由旋塗直接塗佈於光阻層上。之後，TARC的任何溶劑皆被移除。TARC的厚度典型是在20－60奈米的等級。
之後，將此光阻層於預定的光(193奈米的紫外光)進行圖案化曝光。此圖案化曝光之執行係藉由將遮罩置於光阻層之上。對於193奈米的UV光，總曝光能量較佳約100毫焦耳/平方公分(millijoules/cm2
)或更小，更佳約50毫焦耳/平方公分或更小(如15－30毫焦耳/平方公分)。
在預定的圖案化曝光之後，典型烘烤光阻，以進一步完成酸催化反應且加強經曝光的圖案之對比。此後曝光烘烤(post－exposure bake)較佳在約60－175℃，更佳約90－160℃執行。此後曝光烘烤較佳約執行30秒至5分鐘。
在後曝光烘烤之後(如果有的話)，藉由使光阻層與鹼性水溶液接觸，則可獲得具有預定圖案的光阻結構，其中，在正型光阻的例子中，此鹼性水溶液選擇性溶解光阻經曝光的區域(或在負型光阻的例子是溶解未經曝光的區域)。較佳的鹼性水溶液(顯影液)為氫氧化四甲銨(tetramethyl ammonium hydroxide)。之後，典型地將產生於基材上的微影結構乾燥，以移除任何殘留的顯影液。本發明之TARC也在這個步驟溶解於顯影液。
之後，可能藉由使用習知技術以適當的蝕刻劑蝕刻，將源於光阻結構的圖案轉移至下層基材材料的曝光部分，較佳藉由反應性離子蝕刻或濕蝕刻完成此轉移。一旦完成預定圖案的轉移，則可能使用一般剝離技術來移除光阻。也可能藉由離子植入轉移圖案，來形成離子植入材料之圖案。
本發明之組成物可能使用的一般微影製程之例式揭示於美國專利號4,855,017；5,362,663；5,429,710；5,562,801；5,618,751；5,774,376；5,801,094；5,821,469及5,948,570，這些專利所揭示的內容在此併入參考。圖案轉移製程的其他例式揭示於Wayne Moreau,Plenum Press(1988)之「半導體微影、原理、實行及材料」的第12及13章，其所揭示的內容在此併入參考。可以了解的是本發明並未限定在任一特定的微影技術或裝置結構。
本發明可由下列的例式得到進一步的說明，但本發明並非限定在這些例式的特定描述中。
2－乙烯萘(2－vinylnaphthalene)及丙烯酸第三丁酯(tert－butyl acrylate)的共聚物(PVNTBA1(10/90))的合成
將0.77g的2－乙烯萘、5.77g的丙烯酸第三丁酯及0.41g的2,2’－偶氮二(2－甲基丙睛)(2,2’－azobis(2－methylpropionitrile),AIBN)起始劑溶解於30g的四氫呋喃(THF)，且改置入三頸瓶。之後，在溫度上升至70℃之前，氮氣灌入此系統30分鐘。一整夜在70℃、氮氣下進行反應。之後，藉由1000ml的去離子(DI)水使溶液沉澱。此沉澱的固體溶解於~35g的丙酮，且在1000ml的去離子水再次沉澱。收集這些聚合物並在65℃的真空烘箱烘乾一整夜。良率為81%的PVNTBA1(10/90)具有下列結構：
2－乙烯萘及丙烯酸第三丁酯的共聚物(PVNTBA2(20/80)及(PVNTBA3(40/60)的合成
兩種具有不同比例的2－乙烯萘及丙烯酸第三丁酯之共聚物使用例式1所描述的相同製程合成，除了加入反應混合物中的反應物的量不同。對於合成PVNTBA2(20/80)：1.54g的2－乙烯萘、5.13g的丙烯酸第三丁酯及0.41g的偶氮二異丁腈起始劑溶解於30g的四氫呋喃；而對於合成(PVNTBA3(40/60)：3.08g的乙烯萘、3.85g的丙烯酸第三丁酯及0.41g的偶氮二異丁腈起始劑溶解於30g的四氫呋喃。PVNTBA2(20/80)的良率為84%，而PVNTBA3(40/60)的良率為65%。這些聚合物的結構如下：
2－乙烯萘及丙烯酸第三丁酯的共聚物之光學性質
例式1及2所合成的每一種聚合物溶解於乙酸丙二醇單甲基醚丙酸酯(PGMEA)，以獲得在溶液中5重量%的固體。每一配製的溶液旋塗於矽基材表面，且之後於熱板上以110℃烘烤60秒。之後藉由J.A.Woollam Co.Inc.製造的VB－250 VASE橢圓儀(ellipsometer)測量n及k值。在193奈米光測得薄膜的光學性質表示於下表中。
2－乙烯萘、2－三氟甲基丙烯酸(2－(trifluoromethyl)acrylic acid)及2－甲基丙烯酸磺乙酯(2－sulfoethylmethacrylate)的三聚合物(terpolymer)(PVNTFASM(45/40/15))之合成
將下列物質加入配置冷凝管、溫度計、氮氣注入口及磁性攪拌石的圓底瓶：2－乙烯萘單體(1.237g,0.00803莫耳)、2－三氟甲基丙烯酸單體(1.0g,0.00719莫耳)、2－甲基丙烯酸磺乙酯單體(0.519g,0.002678莫耳)、偶氮二異丁腈(0.176g,單體的總莫耳之6%)、1－十二硫醇(1－dodecanethiol)(0.108g,單體的總莫耳之3%)及~10g的四氫呋喃。在室溫下攪拌此反應混合物且在啟動熱罩之前，使Ar冒泡流入達45分鐘。此反應在氮氣氛圍下、70℃進行一整夜。之後，反應溶液冷卻至室溫，且在己烷中沉澱出來。收集固體且在60℃的真空烘箱乾燥一整夜。良率為89%。此聚合物自4－甲基2－戊醇溶液旋塗，且在90℃的熱板上烘烤60秒。產生的薄膜呈現1.377的n值及0.155的k值。聚合物的結構說明如下：
合成一些n小於1.5之其他聚合物
多個選出的聚合物結合不同含量的多種單體，係藉由前述例式1或例式4的方法所合成，且由前述例式3的方法測量。它們表現出n值小於1.5的光學性質，如下所示：
酸性部分體對光阻成像輪廓的效應
一種商用193奈米的光阻，AR1570J(源自JSR公司)，係旋塗於具有AR40的三片300mm的矽晶圓之頂層，且在130℃烘烤60秒，獲得約240奈米厚的光阻膜。藉由將前述例式5合成的TARC－P3及TARC－P5的聚合物溶解於1－丁醇，以製備兩種1.1重量%的TARC。之後，每一溶液旋塗於經光阻塗佈的晶圓之頂層，且在熱板以90℃烘烤60秒。留下一不具有任何TARC的晶圓，以作為對照物。塗佈在兩個晶圓上之TARC薄膜約有30奈米厚。在NA為0.75的一ASML PAS 5500/1200 193奈米微影機台上，使用一衰減式相偏移罩(attPSM)，執行微影曝光。曝光之後，光阻先以125℃烘烤90秒，然後在以0.263N的TMAH顯影60秒。掃描式電子顯微器(SEM)之圖式顯示一些在TARC－P3晶圓的光阻影像的表皮。相較於那些對照物，TARC－5晶圓的光阻影像具有較圓的頂層。相較於在較寬鬆的245奈米下以相同劑量所印製間距圖案(118L245P於Cr上)，其以80奈米線為目標為之對照物的77.01奈米，TARC－P5的光阻影像之線寬為91.48奈米。
搖擺(swing)降低的評估
將例式4所合成的PVNTFASM(45/40/15)聚合物溶解於4－甲基－2－戊醇，以產生1.22重量%的固體含量。之後，將此溶液旋塗於一光阻的頂層，且在熱板以90℃烘烤60秒，以作為TARC，來降低關鍵尺寸(CD)搖擺。此關鍵尺寸搖擺曲線係得自於一實驗性193奈米之光阻，其係旋塗於不具有TARC之HMDS塗佈的矽晶圓之頂層。可以觀察到大於50%的搖擺振幅。之後，此關鍵尺寸搖擺產生在具有相同厚度範圍(150奈米－240奈米)的相同光阻，其使用27奈米厚的PVNTFASM(45/40/15)聚合膜於光阻頂層作為TARC。可以觀察到小於8%的搖擺振幅。藉由本發明之組成物使搖擺振幅降低，此乃顯著的抗反射性能之指標。
Claims (39)
- 一種適於在193奈米微影中作為一頂層抗反射塗層的組成物，該組成物主要包含(consisting essentially of)：(i)可溶解於鹼性水溶液(aqueous base-soluble)的一聚合物，該聚合物具有芳香族部份體與含硫之酸性部分體，且具有至少約1000之一重量平均分子量，且在193奈米照射波長下具有小於1.5之一折射係數n；以及(ii)一溶劑。
- 如請求項1所述之組成物，其中該芳香族部分體係選自具取代基或不具取代基之芳香族部分體，或其各種組合所組成之群組。
- 如請求項2所述之組成物，其中該芳香族部分體係獨立地(independently)選自以下所組成之群組：具取代基或不具取代基形式之聯結的芳香族部分體、雜環芳香族部分體、及其各種組合。
- 如請求項3所述之組成物，其中該芳香族部分體選自萘、噻吩(thiophene)及其各種組合所組成之群組。
- 如請求項1所述之組成物，其中該聚合物更包含促進該組成物在鹼性水溶液中溶解度的部分體。
- 如請求項5所述之組成物，其中促進溶解度之該部分體係選自羥基、磺醯胺基、N-羥二羧亞胺基、其他二羧亞胺基、其他胺基及其他亞胺基所組成之群組。
- 如請求項1所述之組成物，其中該聚合物更包含含氟(fluorine-containing)部分體。
- 一種適於在193奈米微影中作為一頂層抗反射塗層的組成物，該組成物包含(comprising)可溶解於鹼性水溶液(aqueous base-soluble)的一聚合物，該聚合物具有芳香族部份體與含硫之酸性部分體，且在193奈米照射波長下具有小於1.5之一折射係數n，該聚合物更包含一含硫之酸性部分體與一含氟部分體。
- 如請求項1所述之組成物，其中該聚合物包含一乙烯基骨架(ethylenic backbone)。
- 如請求項9所述之組成物，其中該聚合物包含單體單元，該些單體單元係選自乙烯基(vinyl)、丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、及其各種組合所組成之群組。
- 如請求項9所述之組成物，其中該芳香族部分體為該乙烯基骨架之垂基(pendant)。
- 如請求項1所述之組成物，其中該折射係數n約為1.4或更小。
- 如請求項1所述之組成物，其中該組成物具有在193奈米照射波長下約0.05至0.25之一消光(extinction)係數。
- 如請求項7所述之組成物，其中該聚合物具有至少一單體單元，該單體單元具有一結構，該結構係選自： 及所組成之群組。
- 如請求項1所述之組成物，其中該聚合物具有至少一單體單元，該單體單元具有一結構，該結構選自以下所組成之群組： ，及。
- 如請求項1所述之組成物，其中該聚合物具有下列之單體單元： ，及。
- 如請求項16所述之組成物，其中該聚合物係主要由(consists essentially)下列單體單元所組成：，及其中，x約35-65，y約20-65及z約5-30。
- 如請求項1所述之組成物，其中該聚合物具有下列之單體單元： ，及。
- 如請求項18所述之組成物，其中該聚合物係主要由以下之單體單元所組成：，及其中，x約25-60，y約30-70及z約5-25。
- 如請求項1所述之組成物，其中該聚合物具有約1500-50000之一重量平均分子量。
- 一種形成一圖案化材料特徵於一基材上之方法，該方法包含： (a)提供一材料表面於一基材上；(b)形成一照射成光(radiation-sensitive)的光阻層於該材料表面上；(c)形成一頂層的抗反射塗層於該光阻層上，該抗反射塗層主要包含(consisting essentially of)：(i)可溶解於鹼性水溶液之一聚合物，該聚合物具有芳香族部份體與含硫之酸性部分體，且具有至少約1000之一重量平均分子量，且在193奈米照射波長下具有小於1.5之折射係數n；以及(ii)一溶劑；(d)圖案化曝光該光阻層於輻射線中，藉此產生一圖案化曝光區域於該光阻層中；(e)選擇性移除一部份之該光阻層及該抗反射塗層，以暴露該材料表面之一部分；以及(f)蝕刻或離子植入該材料表面之該暴露部分，藉此形成該圖案化材料特徵。
- 如請求項21所述之方法，其中該輻射線為具有約193nm波長之紫外線。
- 如請求項21所述之方法，其中該材料層選自介電質、金 屬及半導體所組成之群組。
- 如請求項21所述之方法，其中該芳香族部分體係獨立地選自具取代基或不具取代基形式之聯結的芳香族部分體、雜環芳香族部分體、及其各種組合所組成之群組。
- 如請求項21所述之方法，其中該聚合物更包含促進該組成物在鹼性水溶液中之溶解度的部分體。
- 如請求項25所述之方法，其中促進溶解度之該部分體係選自羥基、磺醯胺基、N-羥二羧亞胺基、其他二羧亞胺基、其他胺基及其他亞胺基所組成之群組。
- 如請求項21所述之方法，其中該聚合物更包含含氟部分體。
- 如請求項21所述之方法，其中該聚合物包含一乙烯基骨架。
- 如請求項28所述之方法，其中該聚合物包含單體單元， 該單體單元選自乙烯基、丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯及其各種組合所組成之群組。
- 如請求項28所述之方法，其中該芳香族部分體為該乙烯基骨架之垂基。
- 如請求項21所述之方法，其中該折射係數n為約1.4或更小。
- 如請求項21所述之方法，其中該抗反射塗層在193奈米照射波長下具有約0.05至0.25之一消光係數k。
- 如請求項27所述之方法，其中該聚合物具有至少一單體單元，該單體單元具有一結構，該結構係選自以下所組成之群組：及。
- 如請求項21所述之方法，其中該聚合物具有至少一單體單元，該單體單元具有一結構，該結構選自以下所組成之群組：，及。
- 如請求項21所述之方法，其中該聚合物具有下列之單體單元：，及。
- 如請求項35所述之方法，其中該聚合物係主要由下列單體單元所組成： ，及其中，x約35-65，y約20-65及z約5-30。
- 如請求項21所述之方法，其中該聚合物具有下列之單體單元：，及。
- 如請求項37所述之方法，其中該聚合物係主要由下列單體單元所組成： ，及其中，x約25-60，y約30-70及z約5-25。
- 如請求項21所述之方法，其中該聚合物具有約1500-50000之一重量平均分子量。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/249,693 US7544750B2 (en) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Top antireflective coating composition with low refractive index at 193nm radiation wavelength |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200734823A TW200734823A (en) | 2007-09-16 |
| TWI391787B true TWI391787B (zh) | 2013-04-01 |
Family
ID=37188858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW095137325A TWI391787B (zh) | 2005-10-13 | 2006-10-11 | 在１９３ｎｍ照射波長下具有低折射率之頂層抗反射塗佈組成物 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7544750B2 (zh) |
| EP (1) | EP1934654B1 (zh) |
| JP (2) | JP4866912B2 (zh) |
| KR (1) | KR101054729B1 (zh) |
| CN (1) | CN101288029B (zh) |
| AT (1) | ATE456076T1 (zh) |
| DE (1) | DE602006011927D1 (zh) |
| TW (1) | TWI391787B (zh) |
| WO (1) | WO2007042348A1 (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070122741A1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-05-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Resist protective coating material and patterning process |
| TWI383996B (zh) * | 2006-01-31 | 2013-02-01 | Shinetsu Chemical Co | 高分子化合物、光阻保護膜材料及圖型之形成方法 |
| US7771913B2 (en) * | 2006-04-04 | 2010-08-10 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Resist composition and patterning process using the same |
| JP4749232B2 (ja) * | 2006-05-24 | 2011-08-17 | 信越化学工業株式会社 | レジスト上層反射防止膜材料およびパターン形成方法 |
| US7608390B2 (en) * | 2006-08-04 | 2009-10-27 | International Business Machines Corporation | Top antireflective coating composition containing hydrophobic and acidic groups |
| JP4888655B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2012-02-29 | 信越化学工業株式会社 | レジスト保護膜材料及びパターン形成方法 |
| JP5162934B2 (ja) * | 2007-03-23 | 2013-03-13 | Ｊｓｒ株式会社 | 上層反射防止膜形成用組成物及びレジストパターン形成方法 |
| US8431332B2 (en) * | 2007-09-26 | 2013-04-30 | Jsr Corporation | Composition for forming upper layer film for immersion exposure, upper layer film for immersion exposure, and method of forming photoresist pattern |
| JP4993139B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2012-08-08 | 信越化学工業株式会社 | 反射防止膜形成材料、反射防止膜及びこれを用いたパターン形成方法 |
| JP5010569B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2012-08-29 | 信越化学工業株式会社 | レジスト保護膜材料及びパターン形成方法 |
| JP5228792B2 (ja) * | 2008-10-23 | 2013-07-03 | Ｊｓｒ株式会社 | 上層反射防止膜形成用組成物及び上層反射防止膜 |
| US8097401B2 (en) * | 2009-03-24 | 2012-01-17 | International Business Machines Corporation | Self-forming top anti-reflective coating compositions and, photoresist mixtures and method of imaging using same |
| JP5382321B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-01-08 | 日産化学工業株式会社 | レジスト下層膜形成組成物及びそれを用いたレジストパターンの形成方法 |
| US9012133B2 (en) | 2011-08-30 | 2015-04-21 | International Business Machines Corporation | Removal of alkaline crystal defects in lithographic patterning |
| WO2022196485A1 (ja) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | Jsr株式会社 | 半導体基板の製造方法及びレジスト下層膜形成用組成物 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0723677B1 (en) * | 1993-10-12 | 2000-03-22 | Clariant Finance (BVI) Limited | Top anti-reflective coating films |
| JP2003345026A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-03 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 反射防止膜形成用塗布液組成物およびこれを用いたホトレジスト積層体、並びにホトレジストパターンの形成方法 |
| EP1542078A1 (en) * | 2002-07-04 | 2005-06-15 | AZ Electronic Materials (Japan) K.K. | Composition for antireflection coating and method for forming pattern |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69214035T2 (de) | 1991-06-28 | 1997-04-10 | Ibm | Reflexionsverminderde Überzüge |
| JP3334304B2 (ja) * | 1993-11-30 | 2002-10-15 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US5731385A (en) | 1993-12-16 | 1998-03-24 | International Business Machines Corporation | Polymeric dyes for antireflective coatings |
| US5879853A (en) | 1996-01-18 | 1999-03-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Top antireflective coating material and its process for DUV and VUV lithography systems |
| KR100458685B1 (ko) * | 1996-03-07 | 2005-06-02 | 클라리언트 인터내셔널 리미티드 | 굴절율을최적화함으로써개선된성능을갖는광흡수성반사방지층 |
| US6274295B1 (en) | 1997-03-06 | 2001-08-14 | Clariant Finance (Bvi) Limited | Light-absorbing antireflective layers with improved performance due to refractive index optimization |
| JP3965740B2 (ja) | 1997-10-24 | 2007-08-29 | 旭硝子株式会社 | コーティング組成物 |
| US5994007A (en) * | 1997-12-19 | 1999-11-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern forming method utilizing first insulative and then conductive overlayer and underlayer |
| JP3673399B2 (ja) | 1998-06-03 | 2005-07-20 | クラリアント インターナショナル リミテッド | 反射防止コーティング用組成物 |
| US6114085A (en) * | 1998-11-18 | 2000-09-05 | Clariant Finance (Bvi) Limited | Antireflective composition for a deep ultraviolet photoresist |
| US6251562B1 (en) | 1998-12-23 | 2001-06-26 | International Business Machines Corporation | Antireflective polymer and method of use |
| WO2002025374A2 (en) | 2000-09-19 | 2002-03-28 | Shipley Company, L.L.C. | Antireflective composition |
| KR100586541B1 (ko) | 2003-07-16 | 2006-06-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 |
| KR100586542B1 (ko) | 2003-07-31 | 2006-06-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 상부 반사방지막 중합체, 이의 제조 방법 및 이를포함하는 반사방지막 조성물 |
| US7223517B2 (en) * | 2003-08-05 | 2007-05-29 | International Business Machines Corporation | Lithographic antireflective hardmask compositions and uses thereof |
| US7172849B2 (en) * | 2003-08-22 | 2007-02-06 | International Business Machines Corporation | Antireflective hardmask and uses thereof |
| JP4484603B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-06-16 | セントラル硝子株式会社 | トップコート組成物 |
| US7335456B2 (en) * | 2004-05-27 | 2008-02-26 | International Business Machines Corporation | Top coat material and use thereof in lithography processes |
| JP4551704B2 (ja) * | 2004-07-08 | 2010-09-29 | 富士フイルム株式会社 | 液浸露光用保護膜形成組成物及びそれを用いたパターン形成方法 |
| JP4520245B2 (ja) * | 2004-08-17 | 2010-08-04 | セントラル硝子株式会社 | リソグラフィー用トップコート膜の製造方法 |
| KR101108754B1 (ko) * | 2004-09-30 | 2012-03-14 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 공중합체 및 상층막 형성 조성물 |
| KR100966197B1 (ko) * | 2004-12-03 | 2010-06-25 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 반사 방지막 형성용 조성물, 적층체 및 레지스트 패턴의형성 방법 |
| US7326523B2 (en) * | 2004-12-16 | 2008-02-05 | International Business Machines Corporation | Low refractive index polymers as underlayers for silicon-containing photoresists |
| US7375172B2 (en) * | 2005-07-06 | 2008-05-20 | International Business Machines Corporation | Underlayer compositions containing heterocyclic aromatic structures |
-
2005
- 2005-10-13 US US11/249,693 patent/US7544750B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-08-31 EP EP06793113A patent/EP1934654B1/en active Active
- 2006-08-31 WO PCT/EP2006/065877 patent/WO2007042348A1/en not_active Ceased
- 2006-08-31 AT AT06793113T patent/ATE456076T1/de not_active IP Right Cessation
- 2006-08-31 CN CN2006800379685A patent/CN101288029B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-08-31 DE DE602006011927T patent/DE602006011927D1/de active Active
- 2006-08-31 KR KR1020087008448A patent/KR101054729B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2006-08-31 JP JP2008534956A patent/JP4866912B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-11 TW TW095137325A patent/TWI391787B/zh not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-08-05 JP JP2011171777A patent/JP5182830B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0723677B1 (en) * | 1993-10-12 | 2000-03-22 | Clariant Finance (BVI) Limited | Top anti-reflective coating films |
| JP2003345026A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-03 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 反射防止膜形成用塗布液組成物およびこれを用いたホトレジスト積層体、並びにホトレジストパターンの形成方法 |
| EP1542078A1 (en) * | 2002-07-04 | 2005-06-15 | AZ Electronic Materials (Japan) K.K. | Composition for antireflection coating and method for forming pattern |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Alternating copolymers of 2-vinylnaphthalene and methacrylic acid in aqueous solution", Fenglian Bai, et al., ACS SYMPOSIUM SERIES,Vol 358,P.384-411, 1987 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2007042348A1 (en) | 2007-04-19 |
| US7544750B2 (en) | 2009-06-09 |
| JP5182830B2 (ja) | 2013-04-17 |
| TW200734823A (en) | 2007-09-16 |
| EP1934654A1 (en) | 2008-06-25 |
| EP1934654B1 (en) | 2010-01-20 |
| JP2012008586A (ja) | 2012-01-12 |
| KR101054729B1 (ko) | 2011-08-05 |
| US20070087285A1 (en) | 2007-04-19 |
| KR20080063302A (ko) | 2008-07-03 |
| DE602006011927D1 (de) | 2010-03-11 |
| JP4866912B2 (ja) | 2012-02-01 |
| CN101288029B (zh) | 2012-05-30 |
| ATE456076T1 (de) | 2010-02-15 |
| CN101288029A (zh) | 2008-10-15 |
| JP2009511969A (ja) | 2009-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5182830B2 (ja) | １９３ｎｍの放射波長において低屈折率を有する上面反射防止コーティング組成物 | |
| US7855045B2 (en) | Immersion topcoat materials with improved performance | |
| CN100526982C (zh) | 正性作用可光成像底部抗反射涂层 | |
| TWI407259B (zh) | 正向可光成像之底部抗反射塗層 | |
| CN102483575B (zh) | 正作用可光致成像底部抗反射涂层 | |
| JP5220418B2 (ja) | シリコン含有フォトレジストの基層としての低屈折率ポリマー | |
| JP4996678B2 (ja) | 湿式現像可能な底面反射防止膜組成物及びその使用方法 | |
| US8182978B2 (en) | Developable bottom antireflective coating compositions especially suitable for ion implant applications | |
| JP5776615B2 (ja) | パターン形成方法 | |
| CN102272675A (zh) | 使用双重构图的光致抗蚀剂成像方法 | |
| US8304178B2 (en) | Top antireflective coating composition containing hydrophobic and acidic groups | |
| JP4870622B2 (ja) | １９３ｎｍ波長光の上面反射防止ドライコーティング塗布のための無水マレイン酸ポリマーのフッ素化半エステル | |
| CN100549830C (zh) | 抗蚀剂组合物及成形方法 | |
| CN115097694A (zh) | 一种树脂组合物以及使用其的光刻胶图形化的方法 | |
| JP4742685B2 (ja) | 液浸上層膜用重合体および液浸用上層膜形成組成物 | |
| CN100495209C (zh) | 用于双层光刻的低硅排气抗蚀剂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |