与光致抗蚀剂一起使用的下层涂料组合物制造技术

提供了包括能够显示出标准等离子体蚀刻剂增强的蚀刻速率的抗反射组合物的新的组合物和方法。相对于现有组合物，本发明专利技术优选的抗反射涂料组合物具有降低的碳含量。

【技术实现步骤摘要】
与光致抗蚀剂一起使用的下层涂料组合物
本专利技术涉及包括能够显示出标准等离子体蚀刻剂增强的蚀刻速率的抗反射组合物的新的组合物和方法。相对于现有组合物，本专利技术优选的抗反射涂料组合物具有降低的碳含量。
技术介绍
光致抗蚀剂是用于将图像转移到衬底上的感光膜。其形成负像或正像。在将光致抗蚀剂涂布在衬底上之后，通过图案化的光掩模使涂层曝光于活化能来源，如紫外光，以在光致抗蚀剂涂层中形成潜像。光掩模具有对活化辐射不透明和透明的区域，这些区域界定了需要转移到下层衬底的图像。通过使抗蚀剂涂层中的潜像图案显影来提供浮雕图像。已知的光致抗蚀剂能够提供分辨率和尺寸足够用于许多现有的商业应用的特征。然而，对于许多其它应用来说，需要能够提供亚微米级尺寸的高分辨率图像的新型光致抗蚀剂和相关材料以及工艺。用于曝光光致抗蚀剂的活化辐射的反射通常会对光致抗蚀剂层中图案化的图像的分辨率造成限制。辐射从衬底/光致抗蚀剂界面的反射会使光致抗蚀剂中的辐射强度产生空间变化，导致显影时不均一的光致抗蚀剂线宽。辐射还会从衬底/光致抗蚀剂界面散射到光致抗蚀剂的非预期暴露区中，这又会导致线宽变化。散射和反射的量通常在不同区域之间变化，这导致进一步的线宽不均一性。衬底形貌的变化也会引起分辨率受限问题。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。这类层也被称为抗反射层或抗反射组合物。参见US9541834；US20150212414；US6767689B2；US6887648B2；和US8623589。又参见美国专利8501383；8507192；和7183037。虽然已经发现现有的下层抗反射涂料组合物可能对许多抗反射应用来说是有效的，但那些现有组合物也可能造成一些潜在的性能限制。具体来说，下层抗反射涂料组合物的蚀刻速率可能是有问题的。在下层抗反射涂料组合物层进行等离子体蚀刻从而裸露衬底(例如微电子晶片)表面期间，等离子体蚀刻也将去除上覆的显影的光致抗蚀剂掩模。在ARC完成后，必须保留抗蚀剂掩模的有效厚度，以在裸露的衬底表面加工期间起作用。然而，随着去除ARC层所需的时间增加，光致抗蚀剂掩模的劣化程度也在增加。这是很不期望发生的。应尽可能地最小化光致抗蚀剂的劣化，以涂覆薄的光致抗蚀剂层。通常需要较薄的抗蚀剂层以提供图案化图像的最大分辨率。如果在下层抗反射涂料组合物蚀刻期间不希望的膜厚度损失(UFTL)显著，那么必须涂覆较厚的抗蚀剂层，以便在蚀刻过程结束时保留有效厚度的抗蚀剂掩模。因此将期望具有与外涂的光致抗蚀剂一起使用的新的抗反射涂料组合物。特别期望具有通过更快的蚀刻速率使光致抗蚀剂降解最小化的新的抗反射涂料组合物。
技术实现思路
我们现在发现了新的方法、涂布的衬底和特别适合用作193nm有机底部抗反射涂料(BARC)的抗反射涂料组合物。将光致抗蚀剂涂覆在本专利技术抗反射涂料组合物的涂层上。特别优选的下层涂料组合物能够显示出等离子体蚀刻剂如F2/O2等离子体蚀刻剂增强的蚀刻速率。在优选的方面，提供了包含树脂的下层涂料组合物，所述树脂包含含有下式(I)的结构的重复单元：其中R1、R2和R3各自独立地是氢或非氢取代基，其中R1、R2和R3中的至少一个是-(CXY)(C＝O)O-R，其中R是键联到另一聚合物单元的键，并且X和Y各自独立地是氢或非氢取代基，例如卤素或任选取代的烷基或任选取代的烷氧基；以及b)在涂料组合物层上涂覆一层光致抗蚀剂组合物。通常优选的是X和Y中的一个或两个是氢，即其中R1、R2和R3中的至少一个是-CH2(C＝O)O-R。在一个优选的方面，在式(I)中，R1、R2和R3中的每一个都不是氢。在一个特别优选的方面，R1、R2和R3中的至少两个是-(CXY)(C＝O)O-R，其中R是键联到另一聚合物单元的键，并且X和Y各自独立地是氢或非氢取代基，例如卤素或任选取代的烷基或任选取代的烷氧基。优选地，R1、R2和R3中的至少一个：1)不是-(CXY)(C＝O)O-R；并且2)包含一个或多个氧原子。在优选的方面，优选的树脂可以包含能够由下式(II)的单体的反应得到的聚合基团：其中在式(II)中，P是氢或非氢取代基并且可以适当地是例如任选取代的烷氧基、任选取代的烷基或任选取代的羧基(例如-(C＝O)OH)。树脂可以进一步包括共价交联剂单元，即例如在涂覆的涂层进行热能加热(例如150℃，60秒)时反应的树脂单元，以形成树脂之间的共价键或以其它方式硬化所涂覆的组合物层。树脂可以适当地具有7或更大的Ohnishi参数值，例如7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0或8.45或更大。如本文所提及的，Ohnishi参数值被计算为树脂的原子总数(不包括氢)除以树脂的碳原子总数减去树脂的氧和氮原子总数的值。在某些方面，下层涂料组合物可以适当地包含不同于树脂的交联剂组分。优选地，可以用活化辐射使外涂的光致抗蚀剂组合物成像，并且使成像的光致抗蚀剂组合物层显影以提供光致抗蚀剂浮雕图像。如所讨论的，涂料组合物层可以在涂覆光致抗蚀剂组合物层之前适当地进行热处理。本文进一步提供了一种涂布的衬底，其包含：衬底，上面具有：a)涂料组合物，所述涂料组合物包含：1)包含重复单元的树脂，所述重复单元包含下式(I)的结构：其中R1、R2和R3各自独立地是氢或非氢取代基，其中R1、R2和R3中的至少一个是-(CXY)(C＝O)O-R，其中R是键联到另一聚合物单元的键，并且X和Y各自独立地是氢或非氢取代基，例如卤素或任选取代的烷基或任选取代的烷氧基；和b)涂料组合物层上的光致抗蚀剂组合物层。本文还提供了用于形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法，所述方法包含：a)在例如半导体衬底的衬底上涂覆下层涂料组合物，和b)在上面涂覆光致抗蚀剂组合物层。本专利技术的其它方面论述于下文中。具体实施方式在优选的方面，本文提供了形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法。在一个方面，所述方法可以包括在衬底上涂覆一层涂料组合物，并在涂料组合物层上涂覆一层光致抗蚀剂组合物。在另一个优选的方面，本文提供了涂布的衬底，其包括衬底、涂料组合物和涂料组合物层上的光致抗蚀剂组合物层。在进一步优选的方面，本文提供了抗反射涂料组合物，其包括与外涂光致抗蚀剂组合物一起使用的树脂。涂料组合物层在一个优选的方面，涂料组合物或涂料组合物层可以形成193nm有机底部抗反射涂层(BARC)，已知其是用于在光刻技术中控制反射率和增强光致抗蚀剂膜与衬底之间的界面粘合的重要底层之一。最近，随着用于微尺度图案化的光致抗蚀剂(PR)的临界尺寸减小，PR厚度减小以改善由较差的PR纵横比所造成的物理图案坍塌，因此，作为硬掩模的有机BARC需要更快的蚀刻速率(E/R)性能以通过减小PR厚度来改善蚀刻选择性，并最小化缓慢E/R所引起的蚀刻偏差。在一个方面，涂料组合物可以包括包含重复单元的树脂，所述重复单元包含下式(I)的结构：其中R1、R2和R3各自独立地是氢或非氢取代基，其中R1、R2和R3中的至少一个是-CH2C(＝O)O-R，其中R是键联到另一树脂单元的键；以及在涂料组合物层上涂覆一层光致抗蚀剂组合物。在某些优选的方面，R1、R2和R3中的每一个都不是氢。在一个优选的方面，R1、R2和R3中的至少两个是-CH2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法，所述方法包含：a)在衬底上涂覆一层包含以下的涂料组合物：包含重复单元的树脂，所述重复单元包含下式(I)的结构：

【技术特征摘要】
2017.10.31 US 15/8000021.一种形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法，所述方法包含：a)在衬底上涂覆一层包含以下的涂料组合物：包含重复单元的树脂，所述重复单元包含下式(I)的结构：其中R1、R2和R3各自独立地是氢或非氢取代基，其中R1、R2和R3中的至少一个是-(CXY)(C＝O)O-R，其中R是键联到另一聚合物单元的键并且X和Y各自独立地是氢或非氢取代基；和b)在所述涂料组合物层上涂覆一层光致抗蚀剂组合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中R1、R2和R3中的至少一个是-CH2C(＝O)O-R，其中R是键联到另一聚合物单元的键。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中R1、R2和R3中的每一个都不是氢原子。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中R1、R2和R3中的至少两个是-CH2(C＝O)O-R，其中R是键联到另一聚合物单元的键。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中R1、R2和R3中的至少一个：1)不是-CH2(C＝O)O-R，并且2)包含一个或多个氧原子。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，所述树脂包含能够由下式(II)的单体反应获得的聚合基团：其中在式(II)中，P是氢或非氢取代基。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述树脂还包含交联剂单元。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述树脂包含括号内所示的以下结构的一个或多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶真，JY·安，YR·申，朴琎洪，沈载桓，
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