涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于包括半导体和其他电子元件的制造的照相平版印刷工艺的有机涂料组合物。本发明专利技术的组合物包括含有含腈组分的组分，所述含腈组分如含有腈部分的树脂组分。本发明专利技术的组合物特别适用于作为二、三或更多层图案成型工艺中的底层材料。提供了一种涂覆的衬底，其包括有机底层涂料组合物层，所述有机底层涂料组合物层含有包含腈基的组分；以及在该底层涂料组合物层之上的一种或多种不同的有机组合物层。

【技术实现步骤摘要】
涂料组合物本专利技术涉及用于照相平版印刷工艺的有机、凃料组合物，该工艺包括半导体 和其他电子器件的制造。本专利技术的组合物包括含有含腈成分的组分，如含有腈 部分的树脂组分。本专利技术的组合物特别适用于作为二、三、四或更多层平版印 刷工艺中的底层材料。光刻胶是用于将图案转移至衬底的光敏膜。光刻胶涂层形成在衬底上，然 后使该光刻胶层通过光掩模暴露于活性辐lt源。光掩模具有对活t站寸线不透明 的区域以及其他对活性射线透明的区域。暴露于活'鹏寸线提供了光刻胶涂层的 光引发或者化学转变，从而将光掩模的图案转移至光刻胶涂覆的衬底上。暴露 后，将光刻胶显影以提供可实现基材选择性加工的浮雕图像。光刻胶主要应用于在半导体制造中，其目的是将高度抛光的半导体薄片如 硅或砷化镓转变成实现电路功能的复杂电子导电通路矩阵。合适的光刻胶工艺 是达到这一 目的的关键。其中多个光刻胶工艺步gl^间有强烈的相互依存关系，人们相信为获得高^D摔的光刻胶图案，暴露(exposure)是最重要的步mt—。 用来照射光亥帔的活f掛线的反射常限制光刻胶层上形成的图案分辨率。 降低射线反射问题的一个手段是使用辐射吸收层，其插入于衬底表面和光刻胶 层间。电子元件生产商不断地通过抗反射涂层来提高形成的光刻胶图案的分辨 率，见US2004/0191479。劍门已经发现目前的抗反射和底层材料由于193nm的高吸收(k=O.5-0.9)、 高蚀刻速率、低的热稳定性和/或不可接受的升华，號，使其不能在印刷45和 32nm功能元件的平版印刷工艺中提供理想盼性能。材料特性(尤其是在浸渍工 艺中用三或四层来印刷32nm功能元件的那些)可能需要具有一种或多种以下特 性在n=l，5 1.85/k=0.15 0.40，优选在n=1.65 1.75/k=0.24 0.32范围内 193nrn的光学特性，典型的极高含碳量材料的缓虔氧化物蚀刻速率，快速千燥 蚀刻去除速率，良好的平面性，与CVD Si-氧化物并绕在硬掩模上的相容性，在 高温(例如200-250°C)烘烤下低或没有升华，高热稳定性(30(TC及以上很少 或没有重量损失)，高模量，以及有效的对在底层材料上形成的膜或图案没有副作用。现在我们提供新的下层涂料组合物，其包括含有腈(-C三N)取代的组分。 在优选的方面，涂料组合物可含有具有腈取代的树脂组分。该腈取代可通过例如腈反应物(例如乙烯基腈反应物，如丙烯腈或甲基丙烯腈)的聚合得到。 在一具体实施方式中，涂料组合物不含有氟取代的树脂，特别是既有氟也有腈取代的柳旨。在另一具体实施方式中，涂料组合物不含有Si取代的树脂，特别是既有Si又有腈取代的柳旨。在特别优选的方面，涂料组合物可含有通过丙烯腈(AN)得到的树脂，其包括共聚物(即包含两种或多种不同的重复单元的三元共聚物、四元共聚物、 五元共聚物)。除了腈基团，本专利技术的涂料组合物的树脂可含有多种另外的取代基，包括 脂环族(例如来自乙烯餅己烷、丙烯,刚烷酯)，芳族基团如苯基、萘基包 括羟基萘基和其他取代的碳环芳基基团、蒽基，其通过相应单体如苯基、乙烯 基萘(包括乙烯基羟基萘基、丙烯酸蒽基酯)的聚合得到。优选的树脂重复单元也可以含有杂原子(N、 O或S)取代基，如可以M31单体如烯丙醇、二氢吡 喃和甲基呋喃的聚合得到。本专利技术涂料组合物的树脂的优选重复单元可以包括取代的碳环芳基单元如 羟基萘基。优选用于结合至树脂的取代碳环芳基单元是萘基，以及其他取代的 碳环芳基部分如杂取代的苯基、蒽基、苊基、菲基等等。通常，杂取代的碳环 芳基基团优选具有多个稠环(例如2或3个稠环，其中至少一个是碳环芳基)， 如杂取代的萘基、蒽基苊基菲基等等。碳环基团可以具有多种杂取代基， 通常 含有氧和硫的取代基。例如，本专利技术的树脂优选的杂取代碳环芳基基 团包括以下芳錢团，其具有一个或多个羟基(-OH)、硫醇基(-SH)、醇(例 如羟基Cw烷基)、硫醇烷基(例如HSC^烷基)、烷 (例如Cl-6的烷酰基， 如甲酰基或酰基)、烷基硫化物如C，_6的烷基硫化物、羧酸酯(包括d.,2的酯)、 烷基醚(包括d.8的醚)等等。优选的，含杂原子取代基上的至少一种杂原子 具有氢取代(例如相对于烷氧割雌羟基)。也 杂原子基具有直接链接到碳 环上的杂原子(如羟基或硫代环取代基)，或者杂原子是活性碳的取代基如 -CH2OH或-CH2SH的环取代基，或其他伯羟基或硫代烷基。在一特别优选的方面，本专利技术的涂料组合物的树脂可以是含有丙烯腈和/或甲基丙烯腈的反应物与羟基乙烯基萘(HVN)，以及任选地与其它反应物如苯乙 烯的反应产物。进一步雌的柳旨可以Mil含有丙烯腈和/或甲基丙烯腈的反应物和苯乙烯聚合得到。HVN可以提供增强的对等离子蚀亥跻啲抗蚀亥胜。苯基单元可单独或与其他芳香单元如萘基一起，使得光学和其他底层性质最优化，这能有助于高性能的应用如32nm多层工艺，所述萘以羟基萘的形式存在。优选地，本专利技术的涂料组合物可以通过对组合物涂层的热处理而固化。合 适的，涂料组合物还包括酸或更j继酸生成(acid generator)化合物，特别是热 致酸生成化合物，以促进交联反应。这一方面，优选在将不同的组合物施于底 层上之前交联组合物，以避免不同层间的混杂。这里提及的"不同"组合物层表 示施于不同涂料应用(特别是其中一种组合物经处理以除去组合物的溶剂载体 和/或引起硬化(例如交联))中的组合物层，和/或其中的组合物层含有不同组 分如不同的树脂组分。本专利技术的涂料组合物适合作为有机溶剂的溶液施于衬底，合适的通过旋涂 (即涂布溶液)。多种光刻胶可以与本专利技术的涂料组合物结合(即外涂)使用。优选与本发 明的底层组合物使用的光刻胶是化学增强抗蚀剂，特别是含有一种或多种光致 酸生成化合物以及含有在光生成的酸存在下发生解体(deblock)和分裂反应的 单元的柳旨组分的正性光刻胶，所述单元例如为光酸不稳定酯、縮醛(acetal)、 縮酮或醚单元。也可以将负性光刻胶与本专利技术的涂料组合物一起使用，如在暴 露于活性射线的条件下进行交联(即固化或硬化)的光刻胶。优选与本专利技术的 涂料组合物一起使用的光刻胶可以通过相对短波长的射线成像，所述射线的波 长例如小于300nm或小于260nm如约248nm，或者波长小于200nm、如193nm。本专利技术进一步提供了用于形成光刻胶浮雕图像的方法，生产电子器件和新 型制品，其包括单独用本专利技术的底层组合物涂覆、或与一种或多种外涂组合物 层结合涂覆的衬底(如微电子晶片衬底)， 一种或多种戶脱外涂凃料可以是光刻 胶组合物。本专利技术的其他方面在下文公开。如上所述，如今我们提供了用于多层(包括双层、三层、四层体系)平版 印刷体系的新型底层组合物。在多层体系中，在本专利技术的底层上面的层可以是 光刻胶组合物。如附己载的，本专利技术涂料组合物tt^的树脂可以含有多种重复单元和部分。 例如，tt^可以用于本专利技术涂料组合物的共聚物中的单体包括例如3,4-环氧 六氢苯甲基、苯基甲基丙烯酸酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸甲苯酯、丙烯醛、丙烯醛二乙基乙縮醛(acetal)、甲基丙烯醛、丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-甲基醇 (methylol)、丙烯醐安、N-叔丁基、丙烯醐安、N冲八烷基、丙烯酸乙氧基乙酯、 苯基甲基丙烯酸酯、丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂覆的衬底，其包括　　　　有机底层涂料组合物层，所述有机底层涂料组合物层含有包含腈基的组分；以及　　　　在该底层涂料组合物层之上的一种或多种不同的有机组合物层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MK噶拉格尔，A赞皮尼，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]