用来与外涂的光刻胶一起使用的涂料组合物制造技术

提供了有机涂料组合物，该组合物包括减反射涂料组合物，该减反射涂料组合物能够减少从基片反射回外涂的光刻胶层的曝光辐射和／或作为平面化层或通路填充层。本发明专利技术优选的有机涂料组合物包含一种或多种树脂，这些树脂能够在进行热处理时发生硬化，且不会产生裂解产物。本发明专利技术特别优选的有机涂料组合物包含一种或多种含有酐部分和羟基部分的组分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及组合物(包括减反射涂料组合物或“ARC”)，这种组合物能够减少从基片反射回外涂的光刻胶层的曝光辐射和/或作为平面化层或通路填充层。更具体来说，本专利技术涉及有机涂料组合物，具体来说是减反射涂料组合物，该组合物包含一种或多种树脂，这些树脂无需使用独立的交联剂组分便可以在进行热处理时硬化。
技术介绍
光刻胶是用来向基片转移图像的光敏膜。在基片上形成光刻胶涂层，然后通过光掩模使该光刻胶层在活化辐射源下曝光。所述光掩模具有对活化辐射为不透明的一些区域和对活化辐射为透明的其它区域。曝光于活化辐射使光刻胶涂层发生光致变化或化学变化，从而将光掩模的图案转移到涂敷了光刻胶的基片上。曝光之后，对光刻胶进行显影，产生允许对基片进行选择性处理的浮雕图像。光刻胶的一个主要应用是用于半导体制造中，目标是将硅或砷化镓之类的高度抛光的半导体片转化为能够行使电路功能、优选具有微米或亚微米几何结构的导电路径的复矩阵。合适的光刻胶处理是达到该目标的关键。尽管各种光刻胶处理步骤具有很强的相互依赖性，但是曝光被认为是形成高分辨率光刻胶图像的最重要步骤之一。对用来使光刻胶曝光的活化辐射的反射经常会限制在光刻胶层中形成的图案的分辨率。基片/光刻胶界面对辐射的反射会使光刻胶中的辐射强度随空间变化，导致在显影时形成不均匀的光刻胶线宽。辐射还会从基片/光刻胶界面散射到不希望曝光的光刻胶区域，这也会造成线宽差异。通常在各区域内散射和反射的量会发生变化，进一步导致线宽不均匀。基片形貌的变化也会造成分辨率有限的问题。用于减轻辐射反射问题的一种方法是在基片表面与光刻胶涂层之间使用辐射吸收层。例如参见美国专利公开2005/0112494，该专利报道了包含某种树脂、甘脲交联剂和酸的减反射组合物。对于许多高性能平版印刷应用，使用特定的减反射组合物以提供所需的性能性质，例如最佳的吸收性质和涂敷特性。然而，电子器件制造商仍在不断探寻提高在减反射涂层上形成的光刻胶图案的分辨率，因此需要减反射组合物的性能不断提高。因此需要与外涂的光刻胶一起使用的新的减反射组合物。
技术实现思路
我们发现了一种用来与外涂的光刻胶层一起使用的新的有机涂料组合物，该组合物包含减反射组合物(“ARC”)。本专利技术优选的有机涂料组合物和体系可以提高外涂光刻胶图像的光刻结果(例如分辨率)。更具体来说，在一个方面中，提供了有机涂料组合物，具体来说是与外涂的光刻胶一起使用的减反射组合物，该组合物包含一种或多种树脂，所述树脂能够在不使用独立的交联剂组分的条件下，在进行热处理时发生硬化，所谓不使用独立的交联剂组分包括不使用以前使用的胺基材料(例如三聚氰胺、甘脲或三氮骈苯二胺(benzoquanamine))或环氧材料之类的交联剂。在另一个方面中，提供了有机涂料组合物，具体来说是用来与外涂的光刻胶一起使用的减反射组合物，所述组合物包含一种或多种树脂，这些树脂包含酐和羟基(例如醇)部分。本专利技术这个方面优选的组合物能够在不使用任意单独的交联剂组分的条件下，在进行热处理时发生硬化，所谓不使用独立的交联剂组分包括不使用以前使用的胺基材料(例如三聚氰胺、甘脲或三氮骈苯二胺)或环氧材料之类的交联剂。在这些优选的组合物中，酐部分和羟基部分发生反应使该组合物硬化。在本专利技术的另一个方面中，提供了有机涂料组合物，具体来说是用来与外涂的光刻胶一起使用的减反射组合物，该组合物包含一种或多种能够在进行热处理时发生硬化、且不会释放出任何挥发性物质(即在交联反应中解离(共价键断裂)的基团)的组分，具体来说是解离产物的分子量为500、400、300、200、或者等于或小于100。在优选的实施方式中，对本专利技术涂料组合物的热处理促进了一种或多种组合物组分的加成反应，例如在树脂组分之类的一种或多种组合物组分中可能包含的酐基和醇基之间的加成反应。示例性的醇部分包括例如醇(例如C1-12醇)、羧基、以及苯酚和萘酚之类的芳族醇。示例性的酐基包括例如马来酐、衣康酐、和琥珀酸酐。在另一个方面中，提供了一种有机涂料组合物，具体来说是用来与外涂的光刻胶一起使用的减反射组合物，该组合物不含或至少基本不含加入的酸或生酸剂(acid generator)化合物(例如热致生酸剂化合物和/或光致生酸剂化合物)。本专利技术的减反射涂料组合物优选还包含含有一个或多个生色团的组分，所述生色团能够有效吸收在外涂的光刻胶层中成像所用的曝光辐射。通常生色团是芳基，例如任选取代的碳环芳基，其包括任选取代的苯基、蒽和萘基。对于用来与在248纳米成像的外涂的光刻胶组合物一起使用的减反射涂料组合物，优选的生色团可包括任选取代的蒽和任选取代的萘基。对于用来与在193纳米成像的外涂的光刻胶组合物一起使用的减反射涂料组合物，优选的生色团可包括任选取代的苯基。这些生色团可通过各种途径结合在本专利技术的减反射涂料组合物中。优选的组合物可包含树脂组分，该树脂组分包含含有一种或多种生色团的树脂，所述生色团是例如任选取代的碳环芳基，该碳环芳基可以是树脂主链的侧基，也可以结合在树脂主链中。所述减反射组合物还可包含其它组分来代替所述吸收树脂，例如一种或多种包含这种生色团的非聚合染料化合物，例如包含一个或多个生色团部分，如一种或多种任选取代的苯基、任选取代的蒽或任选取代的萘基的小分子(例如MW小于1000或500)，或将这些其它的组分与该吸收树脂一起使用。较佳的是，可通过对本专利技术组合物的涂层进行热处理，使本专利技术的涂料组合物固化。示例性的热固化条件包括在等于或高于150℃的温度下对该组合物处理30秒或更久。对于作为减反射涂料组合物的应用以及通路填充之类的其它应用，较佳的是，在所述组合物的层上施涂光刻胶组合物层之前，使所述组合物固化。本专利技术的涂料组合物通常配制成有机溶剂溶液的形式，宜通过旋涂施涂在基片上(即旋涂组合物)。可将许多种光刻胶与本专利技术的涂料组合物组合使用(即外涂)。优选与本专利技术的减反射组合物一起使用的光刻胶是化学增强的光刻胶，特别是包含一种或多种光致生酸剂化合物和树脂组分的正作用光刻胶，所述树脂组分包含在光生酸的存在下能够发生解封闭或裂解反应的单元，例如对光生酸不稳定的酯、缩醛、缩酮或醚单元。负作用光刻胶也可与本专利技术的涂料组合物一起使用，所述负作用光刻胶是例如在曝光于活化辐射时能够交联(即固化或硬化)的光刻胶。优选与本专利技术涂料组合物一起使用的光刻胶能够在较短波长辐射下成像，所述辐射是例如波长约小于300纳米，或约小于260纳米，例如约248纳米的辐射，或波长约小于200纳米，例如193纳米的辐射。本专利技术还提供了在电子器件上形成光刻胶浮雕图像的方法，以及制造包括单独涂敷有本专利技术涂料组合物或涂敷有光刻胶组合物和本专利技术涂料组合物的基片(例如微电子晶片基片)的新颖制品的方法。以下揭示了本专利技术其它方面。具体实施例方式如上文讨论，在一个方面中，提供了一种有机涂料组合物，具体来说是用来与外涂的光刻胶一起使用的减反射组合物，该组合物包含一种或多种能够在进行热处理时发生硬化、且不会产生任何挥发性物质(即在交联反应中解离(共价键断裂)的基团)的组分，具体来说是解离产物具有较低的分子量，例如分子量约为500、400、300、200、或者等于或小于100。在优选的实施方式中，热处理促进了一种或多种组合物组分的加成反应，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂敷的基片，该基片包括：　　　　包含一种或多种树脂的有机涂料组合物层，　　　　所述一种或多种树脂在进行热处理时发生硬化，且不会产生裂解产物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：A赞皮尼，GB韦顿，
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]