芳香族底层制造技术

具有三个或更多个被具有某些取代基中的一种或多种的芳香族部分取代的炔基部分的化合物可用于形成在半导体制造工艺中有用的底层。

【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塌陷这个问题。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，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氮氧化硅(SiON)CVD工艺期间不受损坏。众所周知的是，具有相对低分子量的材料具有相对低的粘度，并且流入衬底中的形貌如通孔和沟槽中以提供平坦化层。底层材料必须能够在最高达400℃的相对低脱气情况下平坦化。对于用作高碳含量底层，任何组合物必须在加热时被热定形。美国专利号9,581,905B2公开了具有下式的化合物其中R1、R2和R3各自独立地表示式RA-C≡C-RB-，其中RA尤其可以是被羟基和芳基中的至少一种取代的芳基，并且RB是单键或芳基，其中此类化合物可用于形成半导体装置制造中的底层。此类化合物在相对高温度下固化。仍然需要以下材料：其在相对较低温度下固化并且可用于形成半导体制造工艺中的底层。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在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包含选自C5-6芳环和C9-30稠合芳环体系的芳核和三个或更多个具有式(1)的取代基其中至少两个具有式(1)的取代基附接到所述芳核；并且其中Ar1是具有5至30个碳的芳环或稠合芳环体系；Z是选自以下项的取代基：OR1、受保护的羟基、羧基、受保护的羧基、SR1、受保护的硫醇基、-O-C(＝O)-C1-6-烷基、卤素、和NHR2；每个R1选自H、C1-10烷基、C2-10不饱和烃基、和C5-30芳基；每个R2选自H、C1-10烷基、C2-10不饱和烃基、C5-30芳基、C(＝O)-R1、和S(＝O)2-R1；x是1至4的整数；并且*表示与所述芳核的附接点；(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，所述电子装置衬底在所述电子装置衬底的表面上具有聚合物层，所述聚合物包含作为聚合单元的一种或多种可固化化合物，其中所述一种或多种可固化化合物包含选自C5-6芳环和C9-30稠合芳环体系的芳核和三个或更多个具有式(1)的取代基其中至少两个具有式(1)的取代基附接到所述芳核；并且其中Ar1是具有5至30个碳的芳环或稠合芳环体系；Z是选自以下项的取代基：OR1、受保护的羟基、羧基、受保护的羧基、SR1、受保护的硫醇基、-O-C(＝O)-C1-6-烷基、卤素、和NHR2；每个R1选自H、C1-10烷基、C2-10不饱和烃基、和C5-30芳基；每个R2选自H、C1-10烷基、C2-10不饱和烃基、C5-30芳基、C(＝O)-R1、和S(＝O)2-R1；x是1至4的整数；并且*表示与所述芳核的附接点。本专利技术进一步提供一种具有式(2)的化合物其中Arc是具有5至30个碳原子的芳核；Ar1、Ar2、和Ar3各自独立地是具有5至30个碳的芳环或稠合芳环体系；Y是共价化学单键、二价连接基团、或三价连接基团；Z1和Z2独立地是选自以下项的取代基：OR1、受保护的羟基、羧基、受保护的羧基、SR1、受保护的硫醇基、-O-C(＝O)-C1-6-烷基、卤素、和NHR2；每个R1选自H、C1-10烷基、C2-10不饱和烃基、和C5-30芳基；每个R2选自H、C1-10烷基、C2-10不饱和烃基、C5-30芳基、C(＝O)-R1、和S(＝O)2-R1；x1＝1至4；x2＝1至4；y1＝2至4；每个y2＝0至4；y1+每个y2≥3；w＝0至2；并且z等于0至2；其中当Y是共价化学单键或二价连接基团时，z＝1；并且当Y是三价连接基团时，z＝2；前提是当w＝0时，Arc和每个Ar1都不是苯基。仍进一步地，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)将包含一种或多种具有式(2)的可固化化合物的涂层组合物层涂覆在所述电子装置衬底的表面上其中Arc是具有5至30个碳原子的芳核；Ar1、Ar2、和Ar3各自独立地是具有5至30个碳的芳环或稠合芳环体系；Y是共价化学单键、二价连接基团、或三价连接基团；Z1和Z2独立地是选自以下项的取代基：OR1、受保护的羟基、羧基、受保护的羧基、SR1、受保护的硫醇基、-O-C(＝O)-C1-6-烷基、卤素、和NHR2；每个R1选自H、C1-10烷基、C2-10不饱和烃基、和C5-30芳基；每个R2选自H、C1-10烷基、C2-10不饱和烃基、C5-30芳基、C(＝O)-R1、和S(＝O)2-R1；x1＝1至4；x2＝1至4；y1＝2至4；每个y2＝0至4；y1+每个y2≥3；w＝0至2；并且z等于0至2；其中当Y是共价化学单键或二价连接基团时，z＝1；并且当Y是三价连接基团时，z＝2；(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)将一种或多种具有式(2)的化合物的涂层施加在所述浮雕图像上；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在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包含选自C

【技术特征摘要】
20181102 US 62/7547521.一种方法，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在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包含选自C5-6芳环和C9-30稠合芳环体系的芳核和三个或更多个具有式(1)的取代基



其中至少两个具有式(1)的取代基附接到所述芳核；并且其中Ar1是具有5至30个碳的芳环或稠合芳环体系；Z是选自以下项的取代基：OR1、受保护的羟基、羧基、受保护的羧基、SR1、受保护的硫醇基、-O-C(＝O)-C1-6-烷基、卤素、和NHR2；每个R1选自H、C1-10烷基、C2-10不饱和烃基、和C5-30芳基；每个R2选自H、C1-10烷基、C2-10不饱和烃基、C5-30芳基、C(＝O)-R1、和S(＝O)2-R1；x是1至4的整数；并且*表示与所述芳核的附接点；(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，其中每个Z独立地选自OR1、受保护的羟基、羧基、受保护的羧基、SH、氟和NHR2。


6.如权利要求1所述的方法，其中芳核选自吡啶、苯、萘、喹啉、异喹啉、蒽、菲、芘、蔻、苯并菲、非那烯、苯并[a]蒽、二苯并[a,h]蒽、和苯并[a]芘。


7.如权利要求1所述的方法，其中每个Ar1独立地选自吡啶、苯、萘、喹啉、异喹啉、蒽、菲、芘、蔻、苯并菲、非那烯、苯并[a]蒽、二苯并[a,h]蒽、和苯并[a]芘。


8.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。


9.一种包括电子装置衬底的电子装置，所述电子装置衬底在所述电子装置衬底的表面上具有聚合物层，所述聚合物包含作为聚合单元的一种或多种可固化化合物，其中所述一种或多种可固化化合物包含选自C5-6芳环和C9-30稠合芳环体系的芳核和三个或更多个具有式(1)的取代基

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盛，J·F·卡梅伦，山田晋太郎，IS·科，张可人，D·格林，P·J·拉博姆，崔莉，S·M·科利，
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