芳香族底层制造技术

由具有两个2‑萘酚部分的单体形成的可固化均聚物在半导体制造工艺中可用作底层。

Aromatic substratum

【技术实现步骤摘要】
芳香族底层本专利技术总体上涉及制造电子装置的领域，并且更具体地涉及在半导体制造中用作底层的材料的领域。在光刻工艺中众所周知的是，如果抗蚀剂图案过高(高纵横比)，则由于来自所使用的显影剂的表面张力，所述抗蚀剂图案可能塌陷。已经设计了多层抗蚀剂工艺(如三层和四层工艺)，这可以在希望高纵横比的情况下解决图案倒塌这个问题。此类多层工艺使用抗蚀剂顶层、一个或多个中间层、以及底部层(bottomlayer)(或底层(underlayer))。在此类多层抗蚀剂工艺中，将顶部光致抗蚀剂层成像并以典型的方式显影以提供抗蚀剂图案。然后典型地通过蚀刻将图案转移到一个或多个中间层。选择每个中间层，使得使用不同的蚀刻工艺，如不同的等离子体蚀刻。最后，典型地通过蚀刻将图案转移到底层。此类中间层可以由多种材料构成，然而底层材料典型地由高碳含量材料构成。选择底层材料以提供所希望的减反射特性、平坦化特性、以及蚀刻选择性。用于底层的现有技术包括化学气相沉积(CVD)碳以及经过溶液处理的高碳含量聚合物。CVD材料具有若干显著的限制，包括高拥有成本、无法在衬底上的形貌上形成平坦化层、以及在633nm处用于图案对准的高吸光度。出于这些原因，业界已经转向作为底层的经过溶液处理的高碳含量材料。理想的底层需要满足以下特性：能够通过旋涂工艺流延到衬底上；在加热时热定形(固化)，具有低脱气和升华；可溶于良好设备相容性的常见处理溶剂中；具有适当的n和k值以结合当前使用的硅硬掩模和底部减反射(BARC)层起作用以赋予光致抗蚀剂成像必需的低反射率，以及直至>400℃是热稳定的以便在随后的CVD工艺例如氮氧化硅(SiON)、氮化硅、氧化硅等等期间不受损坏。芳香族结构单元典型地用于提供具有希望的热稳定性的底层材料。然而，具有高芳香族碳含量的底层材料倾向于受制于在常见处理溶剂中差的溶解性。已经做出了各种尝试来使用常规的酚醛清漆聚合方法制备高芳香族含量的底层材料，所述方法将羟基和脂肪族碳引入聚合物中。仍然需要在相对较低的温度下固化，在常见处理溶剂中具有良好的溶解性并且不受制于金属催化剂、硼、卤素、和/或磷污染的底层材料。本专利技术提供了一种方法，所述方法包括：(a)提供电子装置衬底；(b)将包含一种或多种可固化化合物的涂层组合物层涂覆到所述电子装置衬底的表面上，其中所述一种或多种可固化化合物是包含具有式(1)的重复单元的聚合物其中Z是共价化学键或选自以下各项的二价连接基团：O、C(＝O)、S、S(＝O)、S(＝O)2、N(R)、C1-100-亚烃基、取代的C1-100-亚烃基、-O-(C1-20-亚烷基-O-)m1、-O-(C5-60-亚芳基-O-)m2、以及C(R3)(R4)；R选自H、C1-20-烷基、C5-30-芳基、以及C2-20-不饱和的脂肪族部分；每个R1和每个R2独立地选自H、OR、C1-30-烃基、取代的C1-30-烃基、-C(＝O)-O-R5、SR、S(＝O)R、S(＝O)2R、N(R5)(R6)、以及N(R7)C(＝O)R5；一个R1和一个R2以及Z可以与它们所附接的原子一起形成5元至6元环；R3和R4独立地选自C1-20-烷基和C5-30-芳基；R3和R4可以与它们所附接的碳一起形成5元或6元环，所述环可以与一个或多个芳香族环稠合，并且所述5元或6元环任选地被取代；R5和R6独立地是C1-20-烷基或C5-30-芳基；R7是H或R6；R5和R6可以与它们所附接的原子一起形成5元至6元环；a1和a2各自是从0至5；m1和m2各自＝1至100；并且n＝2至1000；(c)将所述可固化化合物的层固化以形成底层；(d)将光致抗蚀剂层涂覆在所述底层上；(e)通过掩模将所述光致抗蚀剂层暴露于光化辐射；(f)使暴露的光致抗蚀剂层显影以形成抗蚀剂图案；以及(g)将所述图案转移至所述底层以暴露所述电子装置衬底的一部分。本专利技术还提供了一种包括电子装置衬底的电子装置，在所述电子装置衬底的表面上具有包含作为聚合单元的一种或多种可固化化合物的聚合物层，其中所述一种或多种可固化化合物是包含具有式(1)的重复单元的聚合物其中Z是共价化学键或选自以下各项的二价连接基团：O、C(＝O)、S、S(＝O)、S(＝O)2、N(R)、C1-100-亚烃基、取代的C1-100-亚烃基、-O-(C1-20-亚烷基-O-)m1、-O-(C5-60-亚芳基-O-)m2、以及C(R3)(R4)；R选自H、C1-20-烷基、C5-30-芳基、以及C2-20-不饱和的脂肪族部分；每个R1和每个R2独立地选自H、OR、C1-30-烃基、取代的C1-30-烃基、-C(＝O)-O-R5、SR、S(＝O)R、S(＝O)2R、N(R5)(R6)、以及N(R7)C(＝O)R5；一个R1和一个R2以及Z可以与它们所附接的原子一起形成5元至6元环；R3和R4独立地选自C1-20-烷基和C5-30-芳基；R3和R4可以与它们所附接的碳一起形成5元或6元环，所述环可以与一个或多个芳香族环稠合，并且所述5元或6元环任选地被取代；R5和R6独立地是C1-20-烷基或C5-30-芳基；R7是H或R6；R5和R6可以与它们所附接的原子一起形成5元至6元环；a1和a2各自是从0至5；m1和m2各自＝1至100；并且n＝2至1000。本专利技术进一步提供了一种包含具有式(1)的重复单元的聚合物其中Z是共价化学键或选自以下各项的二价连接基团：O、C(＝O)、S、S(＝O)、S(＝O)2、N(R)、C1-100-亚烃基、取代的C1-100-亚烃基、-O-(C1-20-亚烷基-O-)m1、-O-(C5-60-亚芳基-O-)m2、以及C(R3)(R4)；R选自H、C1-20-烷基、C5-30-芳基、以及C2-20-不饱和的脂肪族部分；每个R1和每个R2独立地选自H、OR、C1-30-烃基、取代的C1-30-烃基、-C(＝O)-O-R5、SR、S(＝O)R、S(＝O)2R、N(R5)(R6)、以及N(R7)C(＝O)R5；一个R1和一个R2以及Z可以与它们所附接的原子一起形成5元至6元环；R3和R4独立地选自C1-20-烷基和C5-30-芳基；R3和R4可以与它们所附接的碳一起形成5元或6元环，所述环可以与一个或多个芳香族环稠合，并且所述5元或6元环任选地被取代；R5和R6独立地是C1-20-烷基或C5-30-芳基；R7是H或R6；R5和R6可以与它们所附接的原子一起形成5元至6元环；a1和a2各自是从0至5；m1和m2各自＝1至100；并且n＝2至1000。本专利技术还提供了一种用于填充间隙(或孔)的方法，所述方法包括：(a)提供半导体衬底，在所述衬底的表面上具有浮雕图像，所述浮雕图像包括多个待填充的间隙；(b)将一种或多种以上描述的聚合物的涂层施加到所述浮雕图像上；以及(c)在足以固化所述涂层的温度下加热所述涂层。将理解的是，当一个元件被称为是“在”另一个元件“之上”时，它可以与另一个元件或可能存在于其间的插入元件直接相邻。相反，当一个元件被称为是“直接在”另一个元件“之上”时，不存在插入元件。如本文使用的，术语本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：(a)提供电子装置衬底；(b)将包含一种或多种可固化化合物的涂层组合物层涂覆到所述电子装置衬底的表面上，其中所述一种或多种可固化化合物是包含具有式(1)的重复单元的聚合物/n

【技术特征摘要】
20180817 US 62/7193761.一种方法，其包括：(a)提供电子装置衬底；(b)将包含一种或多种可固化化合物的涂层组合物层涂覆到所述电子装置衬底的表面上，其中所述一种或多种可固化化合物是包含具有式(1)的重复单元的聚合物



其中Z是共价化学键或选自以下各项的二价连接基团：O、C(＝O)、S、S(＝O)、S(＝O)2、N(R)、C1-100-亚烃基、取代的C1-100-亚烃基、-O-(C1-20-亚烷基-O-)m1、-O-(C5-60-亚芳基-O-)m2、以及C(R3)(R4)；R选自H、C1-20-烷基、C5-30-芳基、以及C2-20-不饱和的脂肪族部分；每个R1和每个R2独立地选自H、OR、C1-30-烃基、取代的C1-30-烃基、-C(＝O)-O-R5、SR、S(＝O)R、S(＝O)2R、N(R5)(R6)、以及N(R7)C(＝O)R5；一个R1和一个R2以及Z可以与它们所附接的原子一起形成5元至6元环；R3和R4独立地选自C1-20-烷基和C5-30-芳基；R3和R4可以与它们所附接的碳一起形成5元或6元环，所述环可以与一个或多个芳香族环稠合，并且所述5元或6元环任选地被取代；R5和R6独立地是C1-20-烷基或C5-30-芳基；R7是H或R6；R5和R6可以与它们所附接的原子一起形成5元至6元环；a1和a2各自是从0至5；m1和m2各自＝1至100；并且n＝2至1000；(c)将所述可固化化合物的层固化以形成底层；(d)将光致抗蚀剂层涂覆在所述底层上；(e)通过掩模将所述光致抗蚀剂层暴露于光化辐射；(f)使暴露的光致抗蚀剂层显影以形成抗蚀剂图案；以及(g)将所述图案转移至所述底层以暴露所述电子装置衬底的一部分。


2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述衬底图案化；以及然后去除所述图案化的底层的步骤。


3.如权利要求1所述的方法，其进一步包括在步骤(d)之前将含硅层、有机减反射涂层及其组合中的一个或多个涂覆在所述底层上的步骤。


4.如权利要求3所述的方法，其进一步包括在步骤(f)之后并且在步骤(g)之前，将所述图案转移到所述含硅层、所述有机减反射涂层及其组合中的一个或多个上的步骤。


5.如权利要求1所述的方法，其中，所述涂层组合物进一步包含有机溶剂、固化剂、和表面流平剂中的一种或多种。


6.如权利要求1所述的方法，其中，所述具有式(1)的重复单元选自下式：


以及


7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盛，J·F·卡梅伦，山田晋太郎，
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