用于底層的樹脂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及制造電子裝置的領(lǐng)域，并且更具體地說涉及用于半導(dǎo)體制造的 材料的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光刻工藝中熟知的是，如果抗蝕劑圖案太高（高縱橫比），那么抗蝕劑圖案可以 因為來自所用的顯影劑的表面張力而折疊。已經(jīng)設(shè)計多層抗蝕劑工藝（如三層和四層工 藝），其可以在需要高縱橫比時解決這一圖案折疊問題。這些多層工藝使用抗蝕劑頂層、一 或多個中間層以及底層（bottomlayer)(或底層（underlayer))。在這些多層抗蝕劑工藝 中，使頂部光致抗蝕劑層成像并且以典型的方式顯影以提供抗蝕劑圖案。接著典型地通過 蝕刻將所述圖案轉(zhuǎn)移到一或多個中間層。選擇每個中間層，使得使用不同的蝕刻工藝，如不 同的等離子蝕刻。最后，典型地藉由蝕刻，如反應(yīng)性離子蝕刻（RIE)將所述圖案轉(zhuǎn)移到底 層。這些中間層可以由各種材料組成，而底層材料典型地由高碳含量材料組成。選擇底層 材料以提供所需抗反射特性、平坦化特性以及蝕刻選擇性。
[0003] 隨著圖案化高碳含量材料的縱橫比增加和特征尺寸減小，通過含氟RIE的從高碳 含量底層材料到襯底的圖案轉(zhuǎn)移誘導(dǎo)底層材料中的嚴(yán)重圖案變形（"扭動"），其最終防止 圖案成功轉(zhuǎn)移到襯底中。影響蝕刻選擇性的另一重要參數(shù)是大西值（OhnishiNumber，0N) 其是分子中的原子總數(shù)（Ντ)除以分子中的碳原子數(shù)（Ne)減分子中的氧原子數(shù)（％)，或隊/ (Nc-N。）。0N與材料的蝕刻反應(yīng)成比例，較小0N指示較好蝕刻選擇性。
[0004] 已經(jīng)進(jìn)行各種嘗試以產(chǎn)生擁有所需抗反射特性和蝕刻選擇性，并且適合與這些多 層工藝一起使用的底層材料。許多這些嘗試涉及使用9,9-二芳基-9H-芴單體，其中芳基 部分中的每一個具有朝向隨后聚合活化芳基部分的基團(tuán)，如羥基或芳氧基取代基。舉例來 說，美國公開專利申請第2008/0153033號公開具有下式的9,9-雙（經(jīng)取代苯基）芴重復(fù) 單元的聚合物
[0005]
[0006] 其中G是具有烷氧基的含芳環(huán)基團(tuán)，并且&是亞甲基或包括含非芴的芳基連接基 團(tuán)。這些芳香族聚合物不顯示所需蝕刻選擇性，即抗蝕刻性。仍需要擁有所需抗反射特性 和改進(jìn)的蝕刻選擇性，尤其改進(jìn)的對〇 2和CF4等離子的抗蝕刻性的底層材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供基于四芳基甲烷單體的新穎高碳含量材料，其中芳基部分中的僅一者 具有活化基團(tuán)。這些材料擁有重要化學(xué)和物理特性，如：高熱穩(wěn)定性、高碳含量、低Η含量、 高模量以及高膜密度。后面的特性對于克服蝕刻選擇性問題并且防止圖案變形是重要的。 本發(fā)明材料具有與常規(guī)基于芴的材料相比降低的氧含量并且因此，具有與常規(guī)材料相比較 小的0Ν，并且對應(yīng)地較好的蝕刻選擇性。
[0008] 本發(fā)明提供一種包含式（1)的一或多種四芳基單體的聚合單元的聚合反應(yīng)產(chǎn)物
[0009]
[0010] 其中AG表示選自0R、NR2以及SR的活化基團(tuán)；Ar\Ar2、Ar3以及Ar4獨(dú)立地表示芳 基部分；R獨(dú)立地選自H、任選經(jīng)取代的Q3。烷基、任選經(jīng)取代的C2 3。烯基部分、任選經(jīng)取代 的C2 3。炔基部分、任選經(jīng)取代的C7 3。芳烷基部分或任選經(jīng)取代的C6 2。芳基部分；R\R2、R3W 及R4獨(dú)立地選自任選經(jīng)取代的Ci3。烷基、任選經(jīng)取代的C2 3。烯基部分、任選經(jīng)取代的C2 3。 炔基部分、任選經(jīng)取代的C7 3。芳烷基部分或任選經(jīng)取代的C6 2。芳基部分；Ar\Ar2、Ar3以及 Ar4中的任何2者可以連同其所連接的碳原子一起形成5元或6元稠合脂環(huán)；a是0到4的 整數(shù)；并且b、c以及d獨(dú)立地是0到5的整數(shù)。
[0011] 本發(fā)明還提供一種包含上文所描述的聚合反應(yīng)產(chǎn)物、有機(jī)溶劑以及任選地一或多 種選自固化劑和表面活性劑的添加劑的組合物。
[0012] 另外，本發(fā)明提供一種形成圖案化層的方法，其包含：將上文所描述的組合物層安 置在襯底上；去除有機(jī)溶劑以形成聚合底層；將光致抗蝕劑層安置在所述聚合底層上；通 過掩模使所述光致抗蝕劑層暴露于光化輻射；將所述暴露的光致抗蝕劑層顯影以形成抗蝕 劑圖案；并且將所述圖案轉(zhuǎn)移到所述聚合底層以暴露所述襯底的部分。
[0013] 本發(fā)明甚至進(jìn)一步提供具有式（1)的四芳基甲烷單體
[0014]
[0015] 其中AG表示選自0R、NR2以及SR的活化基團(tuán)；Ar\Ar2、Ar3以及Ar4獨(dú)立地表示芳 基部分；R獨(dú)立地選自H、任選經(jīng)取代的Q3。烷基、任選經(jīng)取代的C2 3。烯基部分、任選經(jīng)取代 的C2 3。炔基部分、任選經(jīng)取代的C7 3。芳烷基部分或任選經(jīng)取代的C6 2。芳基部分；r\r2、r3W 及R4獨(dú)立地選自任選經(jīng)取代的Ci3。烷基、任選經(jīng)取代的C2 3。烯基部分、任選經(jīng)取代的C2 3。 炔基部分、任選經(jīng)取代的C7 3。芳烷基部分或任選經(jīng)取代的C6 2。芳基部分；Ar\Ar2、Ar3以及 Ar4中的任何2者可以連同其所連接的碳原子一起形成5元或6元稠合脂環(huán)；a是0到4的 整數(shù)；并且b、。以及d獨(dú)立地是0到5的整數(shù)；其中當(dāng)Ar\Ar2、Ar3以及Ar4中無一者接合 形成5元或6元稠合脂環(huán)時，Ar^Ar'Ar3以及Ar4中的至少一者是具有2個或更多個稠合 芳環(huán)的芳基部分。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 如本文所用，當(dāng)元件被稱作"安置在"另一元件上時，其可以直接安置在另一元件 上或其間可以存在介入元件。相比之下，當(dāng)元件被稱作"直接安置在"另一元件上時，不存 在介入元件。
[0017] 應(yīng)理解，雖然本文中可以使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種元件、組件、區(qū) 域、層和/或部分，但這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅 用于區(qū)分一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一元件、組件、區(qū)域、層或部分。因此，在不脫 離本發(fā)明的教示的情況下，下文論述的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以稱為第二元件、 組件、區(qū)域、層或部分。
[0018] 如本說明書通篇所使用，除非上下文另外明確指示，否則以下縮寫將具有以下含 義：°C=攝氏度；mmol=毫摩爾；g=克；μm=微米（micron/micrometer);nm=納米；▲ =埃；L=升；mL=毫升；sec.=秒；min.=分鐘；并且hr.=小時。除非另外指出，否則所 有量都是重量百分比并且所有比率都是摩爾比。所有數(shù)值范圍是包括性的并且可按任何次 序組合，除非很明顯這些數(shù)值范圍被限制于總計為100%。除非另外指出，否則縮寫"wt%" 是指重量百分比，以參考組合物的總重量計。
[0019] 如本說明書通篇所使用，"特征"是指襯底上、并且確切地說半導(dǎo)體晶片上的幾何 形狀。術(shù)語"烷基"包括直鏈、支鏈以及環(huán)狀烷基。同樣，"烯基"是指直鏈、支鏈以及環(huán)狀烯 基，并且"炔基"是指直鏈和支鏈炔基。術(shù)語"固化"意指增加材料或組合物的分子量的任何 方法，如聚合或縮合。"可固化"是指能夠在某些條件下被固化（聚合）的任何材料。術(shù)語 "低聚物"是指二聚物、三聚物、四聚物以及其它能夠進(jìn)一步固化的相對低分子量材料。"脂 環(huán)"是指可以是飽和或不飽和的非芳香族碳環(huán)。冠詞"一（a) "、"一（an)"以及"所述"是指 單數(shù)和復(fù)數(shù)。
[0020] 適用于形成本發(fā)明反應(yīng)產(chǎn)物的四芳基甲烷單體具有4個直接鍵結(jié)到中心碳（甲 烷）的芳環(huán)，其中僅1個芳環(huán)經(jīng)活化基團(tuán)取代。本發(fā)明的四芳基甲烷單體具有式（1)
[0021]
[0022] 其中AG表示選自0R、NR2以及SR的活化基團(tuán)；Ar\Ar2、Ar3以及Ar4獨(dú)立地表示芳 基部分；R獨(dú)立地選自H、任選經(jīng)取代的Q3。烷基、任選經(jīng)取代的C2 3。烯基部分、任選經(jīng)取代 的C2 3。炔基部分、任選經(jīng)取代的C7 3。芳烷基部分或任選經(jīng)取代的C6 2。芳基部分；R\R2、R3W 及R4獨(dú)立地選自任選經(jīng)取代的Ci3。烷基、任選經(jīng)取代的C2 3。烯基部分、任選經(jīng)取代的C2 3。 炔基部分、任選經(jīng)取代的C7 3。芳烷基部分或任選經(jīng)取代的C6 2。芳基部分；Ar\Ar2、Ar3以及 Ar4中的任何2者可以連同其所連接的碳原子一起形成5元或6元稠合脂環(huán)；a是0到4的 整數(shù)；并且b、c以及d獨(dú)立地是0到5的整數(shù)。AG優(yōu)選地是OR，并且更優(yōu)選地是OH。R優(yōu) 選地選自H、任選經(jīng)取代的Q2。烷基、任選經(jīng)取代的C2 2。烯基部分、任選經(jīng)取代的C2 2。炔基 部分、任選經(jīng)取代的C7 2。芳烷基部分或任選經(jīng)取代的C6 2。芳基部分，更優(yōu)選地選自H、任選 經(jīng)取代的Q2。烷基、任選經(jīng)取代的C7 2。芳烷基部分或任選經(jīng)取代的C6 2。芳基部分，甚至更 優(yōu)選地選自Η或任選經(jīng)取代的C62。芳基部分，并且仍更優(yōu)選地是H。優(yōu)選的是R1、R2、R3以 及R4獨(dú)立地選自任選經(jīng)取代的Ci2。烷基、任選經(jīng)取代的C2 2。烯基部