[发明专利]一种底部抗反射膜树脂和组合物及图案形成方法

说明书

本发明属于光刻领域，涉及一种底部抗反射膜树脂和组合物及图案形成方法。所述底部抗反射膜树脂包括含氟双酯基结构单元以及任选的不含氟双酯基结构单元；所述底部抗反射膜树脂的重均分子量Mw为1000～100000；所述含氟双酯基结构单元在底部抗反射膜树脂分子链中的占比为30wt％以上，所述不含氟双酯基结构单元在底部抗反射膜树脂分子链中的占比为0～20wt％。本发明提供的底部抗反射膜树脂和组合物能够在基本不影响折光率的基础上降低吸光度，极具工业应用前景。

技术领域

本发明属于光刻领域，具体涉及一种底部抗反射膜树脂和组合物及图案形成方法。

背景技术

在半导体制造中，一直以来都是通过对光致抗蚀剂的光刻来实现细微加工。随着对光致抗蚀剂分辨率的要求越来越高，光致抗蚀剂的曝光波长不断缩短，由紫外光谱向以下方向转移：G线(436nm)→I线(365nm)→KrF(248nm)→ArF(193nm)→F₂(157nm)→极紫外光EUV。在248nm以及193nm半导体光刻工艺过程中，金属导线的反射光线和入射光线相干涉的效应愈加明显，在光刻胶的内部形成驻波效应(Standing Wave Effect)，涂胶及曝光后由于底部金属导线的反射效应会引起线宽不一致问题，以及光波在光刻胶表面多重反射引起干涉图形，导致光刻胶不能均匀曝光，图案侧壁出现波浪似的锯齿状缺失，从而致使线宽与设计尺寸差异无法控制。这些问题最终都引起线路的短路和开路，并最终影响光刻工艺的良率。

在光刻胶下层设置底部抗反射膜(BARC)是解决上述问题的最佳选择。底部抗反射膜是指在光刻胶和基体之间加入一层能有效消除光反射形成干涉驻波的底部抗反射膜。该底部抗反射膜能够增加曝光能量范围和焦距，降低基体几何结构差异对关键尺寸均匀度的影响，同时减少反射光的散射造成的圆形缺口，缓解基体构型导致光刻胶厚度不同而引起的摆动曲线效应和凹缺效应。

形成底部抗反射膜的底部抗反射膜组合物中通常包含了特定的吸光基团，对设置在底部抗反射膜上的光致抗蚀剂层的感光成分的感光特性波长区域中的光具有较高的吸收能力，从而防止自基板反射而产生的驻波。针对248nm波长的光，通常的吸光基团为蒽或萘；针对193nm波长的光，通常的吸光基团为苯或萘。然而，针对193nm液浸曝光光刻工艺，高吸光度(k)值的BARC适用于投影透镜开口数(NA)小的入射波反射，但随着投影透镜的开口数增大，反而是吸光度值低的BARC更加有效。此外，吸光度值的降低同时也会造成折光率(n)的显著降低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的含苯或萘的底部抗反射膜的吸光度较高的缺陷，而提供一种能够在基本不影响折光率的基础上降低吸光度的底部抗反射膜树脂和组合物及图案形成方法。

具体地，本发明提供了一种底部抗反射膜树脂，包括式(1)所示的含氟双酯基结构单元以及任选的式(2)所示的不含氟双酯基结构单元；

式(1)中，Ar表示苯环或者萘环，n表示1～6的整数；式(2)中，Ar`表示苯环或者萘环；所述底部抗反射膜树脂的重均分子量Mw为1000～100000；所述含氟双酯基结构单元在底部抗反射膜树脂分子链中的占比为30wt％以上，所述不含氟双酯基结构单元在底部抗反射膜树脂分子链中的占比为0～20wt％。

进一步地，所述含氟双酯基结构单元在底部抗反射膜树脂分子链中的占比为35～60wt％，所述不含氟双酯基结构单元在底部抗反射膜树脂分子链中的占比为0～15wt％。

进一步地，所述底部抗反射膜树脂还包括醇基结构单元，所述醇基结构单元衍生自式(3)所示的多元醇单体或式(4)所示的多元环氧单体；