与外涂布光致抗蚀剂一起使用的涂料组合物制造技术

在优选的方面，提供了有机涂料组合物，特别是与外涂光致抗蚀剂一起使用的抗反射涂料组合物，其包含1)一个或多个经取代尿嘧啶部分；和2)一个或多个反应的二羧酸基团。

【技术实现步骤摘要】
与外涂布光致抗蚀剂一起使用的涂料组合物
本专利技术涉及用于微电子应用的组合物，并且确切地说，抗反射涂料组合物。本专利技术的优选组合物包含具有一个或多个经取代尿嘧啶部分和一个或多个反应的脂肪族二羧酸基团的树脂。本专利技术的优选组合物与外涂布光致抗蚀剂组合物一起使用并且可称为底部抗反射组合物或“BARC”。
技术介绍
光致抗蚀剂是用于将图像转移到衬底的感光膜。在衬底上形成光致抗蚀剂涂层并且随后通过光掩模使光致抗蚀剂层暴露于活化辐射源。在暴露之后，使光致抗蚀剂显影，从而得到允许衬底的选择性加工的浮雕图像。用于暴露光致抗蚀剂的活化辐射的反射通常对光致抗蚀剂层中图案化的图像的分辨率造成限制。来自衬底/光致抗蚀剂界面的辐射的反射可产生光致抗蚀剂中的辐射强度的空间变化，导致显影时的非均一光致抗蚀剂线宽。辐射还可从衬底/光致抗蚀剂界面散射到光致抗蚀剂的不预期暴露的区域中，再次导致线宽变化。用于减少反射辐射问题的一种方法为使用插入在衬底表面与光致抗蚀剂涂层之间的辐射吸收层。参见US20030004901；76915556；US2006057501；US2011/0033801；JP05613950B2；JP05320624B2；以及KR1270508B1。对于许多高性能光刻应用，利用特定抗反射组合物以提供所需性能特性，如最优吸收特性和涂布特征。参见例如上文所提到的专利文献。尽管如此，电子装置制造商不断地寻求抗反射涂层上方图案化的光致抗蚀剂图像的增加的分辨率并且转而需要抗反射组合物的不断增加的性能。为了获得更高的分辨率，蚀刻底部抗反射涂层(BARC)所需的时间减少了。减少蚀刻时间可以使成像抗蚀剂层的损伤最小化，从而提高分辨率。下层组合物层相对于光致抗蚀剂层的蚀刻速率可以确定在干法蚀刻步骤期间有多少抗蚀剂损失。芯片制造商日益要求快速蚀刻BARC。因此将期望具有与外涂布光致抗蚀剂一起使用的新颖抗反射组合物。将尤其期望具有展现增强的性能且可提供图案化到外涂布光致抗蚀剂中的图像的增加的分辨率的新颖抗反射组合物。在其它性能中，表现出快干蚀刻速率的下层涂料组合物将是非常需要的。
技术实现思路
我们现在提供新的下层涂料组合物，其包含一种或多种树脂，所述树脂包含1)一个或多个经取代尿嘧啶部分；和2)一个或多个反应的二酸基团。如本文所提及的，二酸基团在与其它材料反应以形成树脂之前将具有两个羧基(-COOH)部分。在某些优选的方面，涂料组合物树脂可以进一步包含3)一个或多个经取代异氰脲酸酯部分。我们发现，本专利技术的优选涂料组合物可以在抗蚀剂等离子体蚀刻剂中表现出快速的蚀刻速率。参见例如在之后的实例中阐述的结果。组合物的树脂的优选尿嘧啶部分被电负性基团如硝基和卤素特别是氟取代。本专利技术组合物的树脂的优选的反应的二酸基团包括不具有芳香族取代的二酸基团(即脂肪族二酸基团)。所述组合物的优选树脂具有相对高的Ohnishi参数值，如至少7，更优选7至14或8至12或9至12。如本文所提及的，Ohnishi参数值代表作为NT/(NC-NO)的函数的聚合物中的有效碳含量，其中NT是原子总数，NC是碳原子数，并且NO是氧原子的数量。本专利技术的优选树脂包括基于树脂总重量包含尿嘧啶和反应的二羧酸组分的量为20至70重量％的那些树脂，甚至更优选其中尿嘧啶和反应的二羧酸组分的存在量基于树脂总重量为20或30至40、50或60重量％。本专利技术优选的涂料组合物还可以包含单独的交联剂组分。这种交联剂可以与树脂组分反应，例如在组合物的涂层热处理过程中，在其上涂覆光致抗蚀剂层之前。优选的交联剂包括胺基材料，如甘脲材料。在与外涂布光致抗蚀剂一起使用时，涂料组合物可涂覆于衬底上，如上面可具有一个或多个有机或无机涂层的半导体晶片。涂覆的涂层可任选地在用光致抗蚀剂层外涂布之前经热处理。如所提及，此类热处理可引起涂料组合物层的硬化，包括交联。此类交联可包括硬化和/或一种或多种组合物组分之间的共价键形成反应且可调节涂料组合物层的水接触角。此后，光致抗蚀剂组合物可涂覆于涂料组合物层上方，接着通过图案化活化辐射对涂覆的光致抗蚀剂组合物层成像并且成像的光致抗蚀剂组合物层经显影，得到光致抗蚀剂浮雕图像。多种光致抗蚀剂可与本专利技术的涂料组合物组合使用(即外涂布)。与本专利技术的下层涂料组合物一起使用的优选光致抗蚀剂为化学放大抗蚀剂，其含有一种或多种光敏化合物和含有在存在光生酸的情况下经历解块或裂解反应的单元的树脂组分。本专利技术进一步提供形成光致抗蚀剂浮雕图像和包含涂布有单独或与光致抗蚀剂组合物组合的本专利技术的涂料组合物的衬底(如微电子晶片衬底)的新颖制品的方法。本专利技术的其它方面论述于下文中。附图说明图1是显示本专利技术实例1-4的蚀刻结果评估的图。具体实施方式如所讨论的，我们现在提供新的下层涂料组合物，其包含一种或多种树脂，所述树脂包含1)一个或多个经取代尿嘧啶部分(例如下式(I))；和2)一个或多个反应的二酸基团(例如下式(III))。在某些优选的方面，涂料组合物树脂可以进一步包含3)一个或多个经取代异氰脲酸酯部分(例如下式(II))。如所讨论的，二酸基团在与其它材料反应形成树脂之前将具有两个羧基(-COOH)部分。优选的二酸基团可以含有额外的氧含量，如一个或多个醚键(适当地1、2或3个醚键)和一个或多个羟基(适当地1、2或3个羟基)。在某些方面，优选的二酸基团不含任何芳族部分。在某些另外的方面，优选的二酸基团不含有任何碳-碳不饱和键。在一个方面，聚合物可以从包含具有下式经取代尿嘧啶部分的单体或树脂获得：其中：R1可为氢、-C(O)R、-C(O)OR、经取代或未经取代的C1-C12烷基(例如未经取代的C1-C12烷基和C1-C12卤烷基)、经取代或未经取代的2-5元杂烷基(例如经取代或未经取代的C1-C12烷基醇、经取代或未经取代的C1-C12烷基羧基、经取代或未经取代的C1-C12烷基酯、经取代或未经取代的C1-C12烷基胺或经取代或未经取代的C1-C12烷基醛)、经取代或未经取代的C3-C6环烷基、经取代或未经取代的5至6元杂环烷基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的5至6元杂芳基；R2可为氢、卤素、-NO2、-N3、-CN、-C(O)R、-C(O)OR、-C(O)H、-C(O)OH、-C(O)OCH3、-OH、-OCH3、-SO2R、-S(O2)OR、-NHR、-NHRR′、经取代或未经取代的C1-C12烷基(例如未经取代的C1-C12烷基及C1-C12卤烷基)、经取代或未经取代的2-12元杂烷基(例如经取代或未经取代的C1-C12烷基醇、经取代或未经取代的C1-C12烷基羧基、经取代或未经取代的C1-C12烷基酯、经取代或未经取代的C1-C12烷基胺或经取代或未经取代的C1-C12烷基醛)、经取代或未经取代的C3-C6环烷基、经取代或未经取代的5至8元杂环烷基、经取代或未经取代的5至12元芳基(例如苯基、蒽或萘基)、或经取代或未经取代的5至8元杂芳基；并且R和R′可以独立地为氢或经取代或未经取代的C1-C3烷基、或经取代或未经取代的C1-C3杂烷基，如经取代或未经取代的C1-C3烷基醇、经取代或未经取代的C1-C12烷基羧基或经取代或未经取代的C1-C12烷基胺。优选的R1包括C1-C4烷基羧酸或C1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经涂布衬底，包含：(a)在衬底上的涂料组合物层，所述涂料组合物包含含有一个或多个经取代尿嘧啶部分和一个或多个反应的二羧酸基团的树脂；和(b)所述涂料组合物层上的光致抗蚀剂层。

【技术特征摘要】
2017.06.15 US 15/6247011.一种经涂布衬底，包含：(a)在衬底上的涂料组合物层，所述涂料组合物包含含有一个或多个经取代尿嘧啶部分和一个或多个反应的二羧酸基团的树脂；和(b)所述涂料组合物层上的光致抗蚀剂层。2.根据权利要求1所述的衬底，其中所述树脂还包含一个或多个异氰脲酸酯部分。3.根据权利要求1或2所述的衬底，其中尿嘧啶部分被卤素或硝基取代。4.根据权利要求1至3中任一项所述的衬底，其中所述树脂可通过聚合1)包含一个或多个经取代尿嘧啶部分的第一试剂和2)包含一个或多个脂肪族二羧酸基团的第二试剂而获得。5.根据权利要求1至3中任一项所述的衬底，其中所述树脂可通过聚合1)包含一个或多个经取代尿嘧啶部分的第一试剂，2)包含一个或多个二羧酸基团的第二试剂和3)包含一个或多个异氰脲酸酯部分的第三试剂而获得。6.根据权利要求1至5中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：李惠元，沈载桓，S·J·林，朴琎洪，Y·R·申，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料韩国有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR