含硅底层制造技术

本发明专利技术提供包含一种或多种包含含Si‑O键的主链的含硅聚合物、一种或多种有机掺合物聚合物和固化催化剂的可湿剥离底层组合物。这些组合物适用于制造各种电子装置。

Siliceous substrate

The present invention provides contains one or more Si containing O key chain silicon containing polymers, one or more organic polymer blends and curing catalyst wet peel bottom composition. These compositions are suitable for the manufacture of various electronic devices.

【技术实现步骤摘要】
含硅底层本专利技术大体上涉及底层和其使用方法，并且尤其涉及可湿剥离含硅底层和其在制造电子装置中的用途。在常规光刻方法中，使用抗蚀图案作为通过适合蚀刻方法，如通过反应性离子蚀刻(RIE)将图案转移至衬底的掩模。所用抗蚀剂的厚度持续减少使抗蚀图案不适合作为通过RIE方法转移图案的掩模。因此，已使用三个、四个或更多个层作为图案转移的掩模来开发替代方法。举例来说，在三层方法中，将含硅抗反射层安置于底层/有机平坦化层与抗蚀剂层之间。由于这些层具有对氟和含氧RIE化学物质的交替选择性，所以此三层流程提供由含Si层顶部上的抗蚀图案至底层下的衬底的高选择性图案转移。含硅底层对氧化物蚀刻化学物质的耐受性允许此层充当蚀刻掩模。此类含硅底层由交联硅氧烷网络组成。这些材料的抗蚀刻性由硅含量产生，其中较高硅含量提供较好抗蚀刻性。在当前193nm光刻方法中，此类含硅底层含有≥40％的硅。这些材料中的此类高硅含量和硅氧烷网络结构使得其去除具有挑战性。含氟等离子体与氢氟酸(HF)可用于去除(或剥离)这些含硅层。然而，F-等离子体和HF将不仅去除这些含硅材料而且去除需要保留的其它材料，如衬底。使用较高浓度(如≥5重量％)的四甲基氢氧化铵(TMAH)进行湿式剥离可用于去除这些含硅层中的至少一些，但这些较高浓度的TMAH也有损坏衬底的风险。有时可使用“食人鱼酸”(浓H2SO4+30％H2O2)去除具有相对较低量的硅(≤17％)的含硅层，但此类方法尚未证明在具有较高硅含量的含硅材料的情况下为成功的。美国专利第7,955,782号公开一种通过在固化期间将二丙二醇(DPG)和四乙二醇(TEG)的混合物并入至硅氧烷层中改良含硅底层的可湿剥离性的方法。然而，并入含硅膜中的DPG和TEG的特定量是未知的，因为一部分DPG和TEG在含硅膜的固化期间挥发，这也使膜中的硅的精确重量百分比未知。美国专利申请公开案第2014/0186774号公开可通过酸去除的含硅底层，其中含硅材料为具有多个在不存在Si-O-C和Si-OH键的情况下由羟基衍生的烃基的水性碱不溶物。在此参考文献中避免在含硅材料层的固化期间形成Si-O-Si键。尽管美国专利申请公开案第2014/0186774号中的含硅底层可为酸可剥离的，此类含硅底层可由于不具有Si-O-Si键而不在图案转移期间提供所需抗蚀刻性。因此，仍需要在图案转移期间提供所需蚀刻选择性并且易于可通过湿式化学法去除的含硅底层。组合物包含：一种或多种包含含Si-O键的主链的可固化含硅聚合物；一种或多种包含一个或多个式(1b)的单体作为聚合单元的有机掺合物聚合物：其中R5选自通过叔碳键结至氧的C4-20有机残基或包含缩醛官能团的C4-20有机残基；且R1选自H、C1-4烷基、C1-4卤烷基、卤基和CN；和一种或多种固化催化剂。优选地，组合物进一步包含一种或多种有机溶剂。本专利技术进一步提供由上文所述的组合物形成的用于多层抗蚀剂方法的含硅膜。本专利技术还提供一种包含以下的方法：(a)用包含一种或多种包含含Si-O键的主链的可固化含硅聚合物、一种或多种有机掺合物聚合物和一种或多种有机溶剂的涂料组合物涂布衬底以在衬底上形成可固化含硅聚合物层；(b)固化含硅聚合物层以形成硅氧烷底层；(c)在硅氧烷底层上安置光致抗蚀剂层；(d)逐图案曝光光致抗蚀剂层以形成潜像；(e)对潜像显影以形成在其中具有浮雕图像的图案化光致抗蚀剂层；(f)将浮雕图像转移至衬底；和(g)通过湿式剥离去除硅氧烷底层。应了解，当一个元件被称为“与”另一元件“相邻”或“在”另一元件“上”时，其与另一元件直接相邻或可直接位于另一元件上，或其间可存在插入元件。相比之下，当元件被称为“与”另一元件“直接相邻”或“直接位于”另一元件“上”时，不存在插入元件。应了解，尽管可使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或区段，这些元件、组件、区域、层和/或区段不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件、组件、区域、层或区段与另一元件、组件、区域、层或区段。因此，在不脱离本专利技术的教示的情况下，下文论述的第一元件、组件、区域、层或区段可称为第二元件、组件、区域、层或区段。除非上下文另外明确指示，否则如本说明书通篇所使用，以下缩写应具有以下含义：℃＝摄氏度；g＝克；mg＝毫克；除非另外指出，否则ppm＝按重量计的百万分率；μm＝微米(micron/micrometer)；nm＝纳米；L＝升；mL＝毫升；sec.＝秒；min.＝分钟；hr.＝小时；且Da＝道尔顿。除非另外指出，否则所有量都是重量百分比并且所有比率都是摩尔比。所有数值范围都是包括性的并且可按任何顺序组合，但显然此类数值范围限制于总计100％。除非另外指出，否则“重量％”是指以参考组合物的总重量计的重量百分比。冠词“一(a)”、“一(an)”和“所述”是指单数和复数。如本文中所使用，术语“和/或”包含相关联的所列项中的一个或多个的任何以及所有组合。Mw是指重量平均分子量且通过使用聚苯乙烯标准物的凝胶渗透色谱法(GPC)测定。如本说明书通篇所使用，术语“烷基”包括直链、分支链以及环状烷基。术语“烷基”是指烷烃基，并且包括烷烃单基、二基(亚烷基)和较高碳数基团。如果任何烷基或杂烷基未指明碳数目，那么预期1-12个碳。术语“杂烷基”是指用一个或多个杂原子(例如氮、氧、硫、磷)置换基团内的一个或多个碳原子的烷基，例如醚或硫醚。术语“烯基”是指烯烃基，并且包括烯烃单基、二基(亚烯基)和较高碳数基团。除非另外规定，否则“烯基”是指直链、分支链和环状烯烃基团。术语“炔基”是指炔烃基，并且包括炔烃单基、二基和较高碳数基团。“炔基”是指直链和分支链炔基。如果任何烯基或炔基未指明碳数目，那么预期2-12个碳。“有机残基”是指任何有机部分的基团，除碳和氢以外，其还可任选地含有一个或多个杂原子，如氧、氮、硅、磷和卤素。有机残基可含有一个或多个芳基或非芳基环或两个芳基和非芳基环。术语“烃基”是指任何烃的基团，其可为脂族、环状、芳族或其组合，且除碳和氢以外，其还可任选地含有一个或多个杂原子，如氧、氮、硅、磷和卤素。烃基部分可含有芳基或非芳基环或两个芳基和非芳基环，如一个或多个脂环或芳环，或两个脂环和芳环。当烃基部分含有两个或更多个脂环时，此类脂环可经分离、稠合或为螺环。脂环烃基部分包括单一脂环，如环戊基和环己基，以及双环，如二环戊二烯基、降冰片基和降冰片烯基。当烃基部分含有两个或更多个芳环时，此类环可经分离或稠合。术语“固化”意思是提高材料或组合物的分子量的任何方法，例如聚合或缩合。“可固化”是指能够在某些条件下固化的任何材料。术语“低聚物”是指二聚物、三聚物、四聚物以及其它能够进一步固化的相对低分子量材料。术语“聚合物”包括低聚物且指的是均聚物、共聚物、三元共聚物、四元共聚物等。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。同样，术语“(甲基)丙烯酸”、“(甲基)丙烯腈”和“(甲基)丙烯酰胺”分别是指丙烯酸和甲基丙烯酸、丙烯腈和甲基丙烯腈以及丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。本专利技术的方法包含：(a)用包含一种或多种包含含Si-O键的主链的可固化含硅聚合物、一种或多种有机掺合物聚合物和一种或多种有机溶剂的涂料组合物涂布衬底以在衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包含：(a)用包含一种或多种包含含Si‑O键的主链的可固化含硅聚合物、一种或多种有机掺合物聚合物和一种或多种有机溶剂的涂料组合物涂布衬底以在所述衬底上形成可固化含硅聚合物层；(b)固化所述含硅聚合物层以形成硅氧烷底层；(c)在所述硅氧烷底层上安置光致抗蚀剂层；(d)逐图案曝光所述光致抗蚀剂层以形成潜像；(e)对所述潜像显影以形成在其中具有浮雕图像的图案化光致抗蚀剂层；(f)将所述浮雕图像转移至所述衬底；和(g)通过湿式剥离去除所述硅氧烷底层。

【技术特征摘要】
2016.09.01 US 15/2549351.一种方法，其包含：(a)用包含一种或多种包含含Si-O键的主链的可固化含硅聚合物、一种或多种有机掺合物聚合物和一种或多种有机溶剂的涂料组合物涂布衬底以在所述衬底上形成可固化含硅聚合物层；(b)固化所述含硅聚合物层以形成硅氧烷底层；(c)在所述硅氧烷底层上安置光致抗蚀剂层；(d)逐图案曝光所述光致抗蚀剂层以形成潜像；(e)对所述潜像显影以形成在其中具有浮雕图像的图案化光致抗蚀剂层；(f)将所述浮雕图像转移至所述衬底；和(g)通过湿式剥离去除所述硅氧烷底层。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述有机掺合物聚合物包含一个或多个烯系不饱和单体作为聚合单元。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述有机掺合物聚合物包含一个或多个下式的单体作为聚合单元：其中Z选自C6-30芳基部分、经取代的C6-30芳基部分、CN和C(＝O)R23；R20选自H、C1-10烷基、C1-10卤烷基、卤基、C(＝O)R24；R21和R22中的每一个独立地选自H、C1-4烷基、C1-4卤烷基、卤基和CN；R23和R24中的每一个独立地选自OR25和N(R26)2；R25选自H和C1-20烷基；且每一R26独立地选自H、C1-20烷基和C6-20芳基；其中Z和R20可结合在一起以形成5至7元不饱和环。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述有机掺合物聚合物包含一个或多个式(1a)的单体作为聚合单元：其中ADG为酸可分解基团；且R1独立地选自H、C1-4烷基、C1-4卤烷基、卤基和CN。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述有机掺合物聚合物包含一个或多个式(1b)的单体作为聚合单元：其中R5选自通过叔碳结合至氧的C4-30有机残基或包含缩醛官能团的C4-30有机残基；且R1独立地选自H、C1-4烷基、C1-4卤烷基、卤基和CN。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述有机掺合物聚合物包含一个或多个式(2)的单体作为聚合单元：其中R1独立地选自H、C1-4烷基、C1-4卤烷基、卤基和CN；且R2为具有内酯部分的单价有机残基。7.根据权利要求6所述的方法，其中R2的所述内酯部分为5至7元环或经取代的5至7元环。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂料组合物进一步包含一种或多种固化催化剂。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种含硅聚合物包含一个或多个选自式(3)、(4)、(5a)和(5b)的单体作为聚合单元：R3SiY3(3)SiY14(4)R52SiY22(5a)R53SiY2(5b)其中每一Y、Y1和Y2独立地为选自卤基、C1-10烷氧基和-O-C(O)-R4的可水解部分；R3为C1-30烃基部分或经取代的C1-30烃基部分；每一R4选自H、OH、C1-10烷基和C1-10烷氧基；且每一R5独立地为C1-30烃基部分或经取代的C1-30烃基部分。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述一种或多种含硅聚合物包含一个或多个式(6)的单元和任选地一个或多个式(7)的单元作为聚合单元：其中每一R7独立地选自C1-30烃基部分、经取代的C1-30烃基部分和OR8；每一R8选自H、Si(R9)xO(R10)y、C1-30烃基部分和经取代的C1-30烃基部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·卡特勒，S·M·科利，O·昂加依，C·P·沙利文，P·J·拉博姆，L·崔，S·山田，M·李，J·F·卡梅伦，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US