与经外涂布的光致抗蚀剂一起使用的涂层组合物制造技术

提供有机涂层组合物，尤其与经外涂布的光致抗蚀剂一起使用的抗反射涂层组合物，其包含包含式(I)的表面剂。其中A和B各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基；X和Y各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的碳环芳基；并且n是正整数。优选的涂层组合物可改进经外涂布的光致抗蚀剂层的图案崩塌极限。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
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层组合物(例如，“BARC”)。本专利技术的组合物包含表面能控制剂。光致抗蚀剂是用于将图像转移到衬底上的感光性膜。光致抗蚀剂的涂层形成于衬底上，并且接着光致抗蚀剂层通过光掩模曝露于活化辐射源。曝露后，使光致抗蚀剂显影，以提供允许衬底进行选择性处理的凸纹图像。用以曝露光致抗蚀剂的活化辐射的反射经常限制图案化于光致抗蚀剂层中的图像的分辨率。来自衬底/光致抗蚀剂界面的辐射的反射可使得光致抗蚀剂中的辐射强度发生空间变化，从而导致在显影时光致抗蚀剂的线宽不均一。辐射亦可自衬底/光致抗蚀剂界面散射到光致抗蚀剂中不想要曝露的区域中，再次导致线宽变化。一种用以减少反射辐射问题的方法是使用插入在衬底表面和光致抗蚀剂涂层之间的辐射吸收层。参见美国专利2007026458和2010029556。也参见SPIE论文集(ProceedingsofSPIE)，第7972卷，9720Q(2011年)。已经作出大量的工作来扩展正型显影的实际分辨率能力，包括在浸没式光刻中。一个此类实例涉及通过使用特定显影剂(通常为有机显影剂，例如酮、酯或醚)进行传统上正型类型的化学放大型光致抗蚀剂的负型显影(negativetonedevelopment，NTD)，留下不溶性曝露区域产生的图案。参见(例如)美国专利6790579。然而使用NTD工艺会导致某些问题。显影的光致抗蚀剂图案可(例如)显示与曝露>前抗蚀剂层相比显著的厚度损失。这在随后的蚀刻期间会引起由部分抗蚀图案的完全侵蚀产生的图案缺陷。使用较厚的抗蚀剂层可能不是一种实际的解决方案，因为接着会导致例如聚焦深度减小和图案崩塌的其它问题。电子装置制造商不断地寻求图案化于抗反射涂层上的光致抗蚀剂图像的增加的分辨率。
技术实现思路
我们现在提供新颖涂层组合物，其可与经外涂布的光致抗蚀剂组合物一起使用。在优选方面中，本专利技术的涂层组合物可充当用于经外涂布的抗蚀剂层的有效抗反射层。优选的涂层组合物可包括1)基质聚合物；和2)表面能控制剂，所述表面能控制剂包含对应于下式(I)的结构：其中A和B各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基；X和Y各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的碳环芳基；并且n是正整数。优选的涂层组合物可改进经外涂布的光致抗蚀剂层的图案崩塌极限。确切地说，我们已发现使用如本文中所公开的底涂层组合物可将抗蚀图案崩塌的发生减到最小，尤其如在经外涂布的正型抗蚀剂的负型显影下可能发生。参见(例如)下面实例中所阐述的结果。不受任何理论限制，我们已发现在负型显影(NTD)工艺中正型光致抗蚀剂的崩塌极限可取决于底层的表面能，包括底部抗反射涂层(bottomanti-reflectivecoating，BARC)。我们发现针对给定的光致抗蚀剂，通过使用具有理想表面能的BARC膜可最大化崩塌极限。再次不受任何理论限制，我们认为在NTD工艺中，通过将BARC膜表面能调节到类似于其余(即曝露的光致抗蚀剂)图案的表面能，可达到增强结果(包括减小的抗蚀图案崩塌)。针对抗反射应用，本专利技术的底组合物也优选地含有包含发色团的组分，所述发色团可吸收用以使经外涂布的抗蚀剂层曝露的不当辐射，并且防止其反射回抗蚀剂层中。基质聚合物或表面能控制剂可包含此类发色团，或涂层组合物可包含另一组分，其包含合适的发色团。在与经外涂布的光致抗蚀剂一起使用中，涂层组合物可涂覆到衬底上，所述衬底例如其上可具有一个或多个有机或无机涂层的半导体晶片。在用光致抗蚀剂层外涂布前，可任选地热处理经涂覆涂层。此类热处理可引起硬化，包括涂层组合物层的交联。此类交联可包括一种或多种组合物组分之间的硬化和/或共价键合形成反应，并且可调整涂层组合物层的水接触角。其后，光致抗蚀剂组合物可涂覆到涂层组合物层上，随后在图案化活化辐射下使经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显影以提供光致抗蚀剂凸纹图像。各种光致抗蚀剂可与本专利技术的涂层组合物组合使用(即外涂布)。与本专利技术的底涂层组合物一起使用的优选光致抗蚀剂是化学放大型抗蚀剂，尤其负型光致抗蚀剂，所述负型光致抗蚀剂含有一种或多种光敏性化合物和含有在光生酸存在下进行去阻断或裂解反应的单元的树脂组分。在优选方面中，针对其中在显影过程后曝光区域保留的负型抗蚀剂，设计光致抗蚀剂组合物，但也可使用正型显影以去除光致抗蚀剂层的曝露部分。本专利技术进一步提供形成光致抗蚀剂凸纹图像的方法和新颖制品，所述新颖制品包含仅用本专利技术的涂层组合物或用本专利技术的涂层组合物与光致抗蚀剂组合物的组合涂布的衬底(例如微电子晶片衬底)。本专利技术的其它方面公开于下文中。具体实施方式我们现在提供新颖有机涂层组合物，其尤其对经外涂布的光致抗蚀剂层有用。如上文所论述，优选的涂层组合物可包含1)基质聚合物；和2)表面能控制剂。本专利技术的优选的涂层组合物可通过旋涂涂覆(旋涂组合物)并且配制为溶剂组合物。本专利技术的涂层组合物尤其适用作用于经外涂布的光致抗蚀剂的抗反射组合物和/或用作用于经外涂布的光致抗蚀剂组合物涂层的平坦化或通孔填充组合物。用于如本文中所公开的涂层组合物中的表面能控制剂包含对应于下式(I)的结构：其中A和B各自独立地是氢、任选地被取代的烷基(例如任选地被取代的C1-10烷基)或任选地被取代的芳基(例如任选地被取代的碳环芳基(例如，苯基、萘基等))，或任选地被取代的杂芳基(例如)；X和Y各自独立地是氢、任选地被取代的烷基(例如任选地被取代的C1-10烷基)或任选地被取代的碳环芳基(例如任选地被取代的苯基或任选地被取代的萘基)；并且n是正整数并且n优选地可以是1到约20、30、40、50、60、70、80、90、100、150或200或更大。在某些方面，A和B中的至少一者或两者合适地是任选地被取代的碳环芳基，例如任选地被取代的苯基或任选地被取代的萘基。在某些方面，A、B、X和/或Y中的一者或多者是任选地被取代的烷基。在某些方面，A、B、X和/或Y中的一者或多者是氢。如本文中所提及，“杂芳基”(如上文式(I)的任选地被取代的芳基取代基A和/或B)包括芳香族5-8元单环、8-12元双环或11-14元三环环系统，如果是单环，那么具有1-3个杂原子，如果是双环，那么具有1-6个杂原子，或如果是三环，那么具有1-9个杂原子，所述杂原子选自O、N或S(例如碳原子和，如果分别是单环、双环或三环，那么N、O或S的1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成光致抗蚀剂凸纹图像的方法，其包含：a)在衬底上涂覆涂层组合物层，所述涂层组合物包含1)基质聚合物；和2)表面能控制剂；b)在所述涂层组合物层上方涂覆光致抗蚀剂组合物层，其中所述表面能控制剂包含对应于下式(I)的结构：其中A和B各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基；X和Y各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的碳环芳基；并且n是正整数。

【技术特征摘要】
2014.12.30 US 62/0976671.一种用于形成光致抗蚀剂凸纹图像的方法，其包含：
a)在衬底上涂覆涂层组合物层，所述涂层组合物包含1)基质聚合物；和2)表面能控制
剂；
b)在所述涂层组合物层上方涂覆光致抗蚀剂组合物层，
其中所述表面能控制剂包含对应于下式(I)的结构：
其中A和B各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基；X和Y各自独
立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的碳环芳基；并且
n是正整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光致抗蚀剂组合物用活化辐射成像，并且成像
的光致抗蚀剂组合物层经显影以提供光致抗蚀剂凸纹图像。
3.根据权利要求2所述的方法，其中将显影剂涂覆到所述成像的光致抗蚀剂组合物层
上，并且所述光致抗蚀剂层的未曝露部分通过所述显影剂去除。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面控制剂的数量平均分子量是300到5,000。
5.根据权利要求1所述的方法，其中按所述涂层组合物的总固体含量计，所述涂层组合
物包含呈1重量％到10重量％的量的所述表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：SJ·李，J·姜，DJ·洪，
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