与外涂布光致抗蚀剂一起使用的涂料组合物制造技术

在一个优选方面，提供了有机涂料组合物，特别是与外涂布光致抗蚀剂一起使用的抗反射涂料组合物，所述组合物包含1)一个或多个缩水甘油基；和2)一个或多个芳香族基，每个芳香族基包含两个或更多个包含羟基、硫醇和/或胺部分的取代基。还提供了含儿茶酚聚合物及其制备方法。

【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
技术介绍
本专利技术涉及组合物，并且具体来说涉及用于微电子应用的抗反射涂料组合物。在一个优选的方面，本专利技术的组合物包含1)一个或多个缩水甘油基；和2)一个或多个芳香族基，芳香族基各自包含两个或更多个包含羟基、硫醇和/或胺部分的取代基。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且可称为底部抗反射组合物或“BARC”。光致抗蚀剂为用于将图像转印到衬底的感光膜。在衬底上形成光致抗蚀剂涂层并且随后经由光掩模使光致抗蚀剂层曝光于活化辐射源。在曝光之后，光致抗蚀剂经显影，以提供允许选择性处理衬底的浮雕图像。用于曝光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曝光的区域中，再次导致线宽变化。用于减少反射辐射问题的一种方法已是使用在衬底表面和光致抗蚀剂涂层之间插入的辐射吸收层(抗反射组合物层)。参见美国专利8338078；69270152；5677112；8481247；8012670；6818381；和7846638；WO067329A1以及EP2000852。SiO2、TiN和其它金属为在其上涂布有光致抗蚀剂和抗反射组合物的常见衬底。氮氧化硅(SiON)层和其它无机物如Si3N4涂层已经用于半导体器件制造，例如作为蚀刻终止层和无机抗反射层。参见美国专利6,124,217；6,153,504以及6,245,682。具有光致抗蚀剂浮雕图像的图案转印经常优选干式蚀刻。然而，在干式蚀刻方法中使用的等离子体可对薄氧化物层和氮化物层(如可用于快闪存储器制造)引起损伤。因此，由于湿式蚀刻方法的相对更温和条件，湿式蚀刻通常用于此类更易碎衬底的图案转印。已经使用氢氧化铵和过氧化氢的水性混合物或酸如硫酸和过氧化物如过氧化氢的混合物进行对金属氮化物(如氮化钛(TiN)的湿式蚀刻。参见例如US2006/0226122。此类使用常规湿式蚀刻剂的问题是其缺乏选择性。这些湿式蚀刻剂通常侵蚀周围结构，导致蚀刻或特别是一些光致抗蚀剂的情况下溶胀和/或丧失对光致抗蚀剂涂覆到其上的衬底的粘附。随着临界尺寸持续减小，此类缺乏选择性变得越来越无法接受。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。将特别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分辨率的新颖抗反射组合物。还将期望具有用于涂覆到金属衬底表面上并且将提供包括通过湿式蚀刻方法的良好分辨率和金属衬底粘附性的新颖抗反射组合物。
技术实现思路
我们现在提供可与外涂布光致抗蚀剂组合物一起使用的新颖涂料组合物。在优选方面，本专利技术的涂料组合物可充当外涂布抗蚀剂层的有效抗反射层。在优选的实施例中，提供了有机涂料组合物，特别是与外涂布光致抗蚀剂一起使用的抗反射组合物，其可展现出对底层金属衬底表面(如包含SiO2或TiN的衬底表面)的增强粘附性。在优选方面，此类增强的粘附性可通过对底层金属层如SiO2或TiN的湿式蚀刻处理或对覆盖金属层(如金属层包含氧化物或氮化物，例如SiO2或TiN)的涂层的湿式蚀刻而展现。我们已经发现本专利技术的底层涂料组合物可提供出人意料地良好光刻性能，包括在湿式蚀刻过程期间。此外，本专利技术的底层涂料组合物可包括在整个显影后湿式蚀刻过程中提供对金属衬底(如SiO2或TiN衬底表面)的良好粘附。参见，例如在之后的实例中阐述的结果。在优选方面，提供了包含一种或多种材料的底层涂料组合物，所述一种或多种材料包含1)一个或多个缩水甘油基；和2)一个或多个芳香族基，每个芳香族基包含两个或更多个包含羟基、硫醇和/或胺部分的取代基。在某些方面，涂料组合物可包含1)包含一个或多个缩水甘油基的第一树脂和2)包含一个或多个芳香族基的第二树脂，每个芳香族基包含两个或更多个包含羟基、硫醇和/或胺部分的取代基。在其他方面，涂料组合物可包含树脂，所述树脂包含1)一个或多个缩水甘油基和2)一个或多个芳香族基两者，每个芳香族基包含两个或更多个包含羟基、硫醇和/或胺部分的取代基。在特别优选的方面，涂料组合物包含包含芳香族基(其包含儿茶酚部分)的材料，例如包含儿茶酚基团如侧接基团或树脂主链的重复单元的树脂。关于抗反射应用，本专利技术的底层组合物还优选地含有包含发色团的组分，所述发色团可吸收用于曝光外涂布抗蚀剂层的不期望的辐射，免于反射回抗蚀剂层中。树脂或其它材料可包含此类发色团基团，如单环芳香烃或稠环芳香烃，例如任选经取代的苯基、萘基或蒽基。在另一实施例中，提供了新颖含儿茶酚的聚合物。在优选的方面，儿茶酚试剂与预形成的树脂反应以提供具有侧接儿茶酚部分的树脂。在与外涂布光致抗蚀剂一起使用中，涂料组合物可涂覆于衬底上，如上面可具有一或多个有机或无机涂层的半导体晶片。如所论述，本专利技术的涂料组合物可特别用于涂覆于氧化物或氮化物衬底表面(如SiO2或TiN)上方。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。此类热处理可引起涂料组合物层的硬化，包括交联。此类交联可包括在一种或多种组合物组分之间的硬化和/或共价键形成反应，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，且成像的光致抗蚀剂组合物层经显影以提供光致抗蚀剂浮雕图像。然后，具有抗蚀剂浮雕图像的衬底可经湿式蚀刻，例如用碱性湿式蚀刻剂如氢氧化铵和过氧化氢的水性混合物处理或用酸性湿式蚀刻剂如硫酸和过氧化氢的水性混合物处理。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)。与本专利技术的底层涂料组合物一起使用的优选光致抗蚀剂为化学增强的抗蚀剂，包括含有一种或多种光敏化合物和含有在光生酸存在下经受去封端或断裂反应的单元的树脂组分的光致抗蚀剂。在优选方面，光致抗蚀剂组合物经设计用于负型抗蚀剂，其中曝光区域在显影过程之后保留，但正型显影还可用于去除光致抗蚀剂层的曝光部分。本专利技术进一步提供形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法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。本专利技术还包括包含对通过外涂布光致抗蚀剂浮雕图像裸露的衬底区域湿式蚀刻的方法。本专利技术的其它方面公开于下文中。具体实施方式涂料组合物如上文所论述，在优选方面，提供了有机涂料组合物，特别是与外涂布光致抗蚀剂一起使用的抗反射组合物，所述组合物包含一种或多种材料，所述一种或多种材料包含1)一个或多个缩水甘油基；和2)一个或多个芳香族基，每个芳香族基包含两个或更多个包含羟基(-OH)、硫醇(S<)和/或胺(-N<)部分的取代基。应理解，此类羟基、硫基或氨基可具有直接键联到芳香族环原子(例如芳香族环的碳原子)的O、S或N原子，或者一个或多个除O、S或N之外的原子可插入在相应的羟基、硫基或胺部分和芳香族环的O、S或N原子之间。优选的芳香族基取代基包括具有一个或多个O、S和/或N原子的部分，特别是包含羟基、胺或硫基部分的部分。在某些方面，优选的是其中杂(O、S或N)原子直接键联到芳香族环的部分，例如选自-OH、-SR和-NRR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法，其包含：a)在衬底上涂覆涂料组合物层，所述涂料组合物包含一种或多种材料，所述一种或多种材料包含：1)一个或多个缩水甘油基；2)一个或多个芳香族基，每个芳香族基包含两个或更多个包含羟基、硫醇和/或胺部分的取代基；以及b)将光致抗蚀剂组合物层涂覆在所述涂料组合物层上。

【技术特征摘要】
2015.11.30 US 62/2612751.一种形成光致抗蚀剂浮雕图像的方法，其包含：a)在衬底上涂覆涂料组合物层，所述涂料组合物包含一种或多种材料，所述一种或多种材料包含：1)一个或多个缩水甘油基；2)一个或多个芳香族基，每个芳香族基包含两个或更多个包含羟基、硫醇和/或胺部分的取代基；以及b)将光致抗蚀剂组合物层涂覆在所述涂料组合物层上。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂料组合物包含1)包含一个或多个缩水甘油基的第一树脂和2)包含一个或多个芳香族基的第二树脂，每个芳香族基包含两个或更多个包含羟基、硫醇和/或胺部分的取代基。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂料组合物包含树脂，所述树脂包含1)一个或多个缩水甘油基和2)一个或多个芳香族基两者，每个芳香族基包含两个或更多个包含羟基、硫醇和/或胺部分的取代基。4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述一个或多个芳香族基包含儿茶酚部分。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈载桓，赵廷奎，E·曹，李惠元，朴琎洪，E·H·柳，林载峰，
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