涂料组合物制造技术

一种涂敷的基材，它包括：　　　　（ａ）光刻胶组合物的涂层；　　　　（ｂ）位于所述光刻胶组合物上的施涂的水性组合物，所述水性组合物含有许多颗粒。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求2005年3月4日提交的美国临时申请号60/678,032和2005年5月19日提交的美国临时申请号60/682,941的优先权。
技术介绍
一方面，本专利技术涉及含有下述组分的涂料组合物，所述组分具有一种或多种硅、锑、铝、钇、铈、镧、锡、钛、锆、铪、铟和/或锌化合物。另一方面，本专利技术包括含有许多(a plurality of)颗粒的涂料组合物。本专利技术优选的涂料组合物用于减反射用途，尤其是与结合的光刻胶涂层一起用于减反射用途。本专利技术的涂料组合物还用作浸渍印刷(immersion lithography)工艺中的光刻胶保护层。具体地，提供顶部(外敷的(overcoated))减反射组合物。光刻胶是用于将图像转移到基材上的感光薄膜。在基材上形成光刻胶涂层，然后将所述光刻胶层透过光掩模暴露于活化辐射源中。所述光掩模具有活化辐射不能穿透(opaque)的区域和活化辐射可以透过的(transparent)区域。暴露于活化辐射使光刻胶涂料发生光致化学转化，从而将光掩模的图案转移到涂敷有光刻胶的基材上。曝光之后，显影所述光刻胶，以提供浮雕图像，所述浮雕图像允许对基材进行选择加工。光刻胶一个主要应用是用于半导体制造中，其目的是将高度抛光的诸如硅或砷化镓的半导体薄片转变为导电通道的复杂矩阵，执行电路功能，该矩阵优选具有微米或亚微米级几何结构。合适的光刻胶工艺是达到这一目的的关键。虽然各个光刻胶处理步骤之间有很强的相关性，但在得到高分辨率的光刻胶图像的过程中，曝光被认为是最重要的步骤之一。用来曝光光刻胶的活化辐射的反射通常限制了光刻胶层中所形成的图案的分辨率。由不同折射率的两层之间的界面(例如光刻胶和下面的基材界面或光刻胶和空气界面)的光反射所引起的光散射或干涉会产生不希望的光刻胶涂层曝光区域的尺寸变化。顶部减反射层的优选折射率从下面的方程计算得到 已经进行过一些努力来减小这类不希望的辐射反射，包括使用位于光刻胶层下面的减反射层(通常称作“底部”减反射层)以及位于光刻胶层上面的减反射层(通常称作“顶部”减反射层)。参见专利6503689。顶部减反射组合物通常使用了例如氟化的组分以使组合物具有所需的折射率。该氟化材料的折射率高于在248nm和193nm辐射的最佳反射控制所需的折射率。此外，各种氟化的组分已经产生了环境问题。另外，电子器件制造商一直努力提高减反射涂层上形成的光致抗蚀剂图像的分辨率，于是需要不断增强减反射组合物的性能。达到较小的功能元件尺寸的一种方法是使用更短波长的光，但是，很难找到可透过193nm以下光的材料，导致选择使用浸渍印刷，通过简单地使用液体来聚焦更多的光到膜中，来增加镜头的数值孔径(numerical aperture)。浸渍印刷在成像器件(例如KrF或ArF分节器)的最后表面和晶片或其它基材的第一表面之间使用折射率相对高的液体。大规模的和已证实的浸渍印刷体系并不存在。显然需要可靠而方便的光刻胶和用于浸渍印刷的成像方法。因此，需要一种新的用于缩微平板印刷术的材料，包括用于减反射和浸渍印刷应用的组合物。
技术实现思路
现在我们提供新的涂料组合物，它可具体用作结合光刻胶组合物层(associated photoresist composition layer)的减反射层、阻隔涂层(barrier coat)或浸渍阻隔层(immersion barrier layer)。通过控制薄膜的密度和薄膜的组成，本专利技术优选的涂料组合物在适合光刻胶曝光辐射的波长的折射率可与所需的折射率匹配。一方面，本专利技术的涂料组合物包括一种或多种组分，所述组分包括一种或多种硅、锑、铝、钇、铈、镧、锡、钛、锆、铪、铟和/或锌化合物。另一方面，本专利技术的涂料组合物包括许多(a plurality of)颗粒。优选的无机材料包括一种或多种二氧化硅(SiO2)、氧化锑(Sb2O5)、氧化铈(CeO2)、氧化钇稳定的氧化锆、锑掺杂的氧化锡、氧化钇(Y2O3)、氧化镧(La2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化铟(In2O3)或氧化锌(ZnO)。该颗粒也可以是有机的并含有碳、氧或一种或多种杂原子O、N或S或卤原子。特别优选超支化聚合物颗粒。本专利技术优选的涂料组合物用于减反射用途，尤其是与结合的光刻胶涂层一起用于减反射用途。本专利技术的涂料组合物还用作浸渍印刷(immersionlithography)工艺中的光刻胶保护层。具体地，提供顶部(外敷的(overcoated))减反射组合物。另一方面，本专利技术的涂料组合物包括一种或多种组分，所述组分含有一种或多种含有硅、氧化铪和/或氧化锆化合物的组。特别优选包括含硅组分的涂料组分。具体实施例方式本专利技术涂料组合物中优选的含硅组分要具有高的Si含量，例如总组分的原子重量的10％、20％、30％、50％或50％为Si。优选的含硅组分还可具有较高比例的二氧化硅、氮化硅或碳化硅重复单元部分。类似地，优选的含硅、锑、铝、钇、铈、镧、锡、钛、锆、铪、铟和/或锌的化合物可具有较高比例的氧化物、氮化物、碳化物或硅化物重复单元部分。还可使用一种或多种硅、锑、铝、钇、铈、镧、锡、钛、锆、铪、铟或锌的化合物的混合物。本文引用的无机材料或无机颗粒指含有硅、锑、铝、钇、铈、镧、锡、钛、锆、铪、铟和/或锌的材料或颗粒，优选基本没有碳(例如小于10或5重量摩尔％)或完全没有碳。另一方面，本专利技术的涂料组合物含有许多颗粒。该颗粒可包括以离散颗粒(即分开和不同的聚合物颗粒)的形式聚合的聚合物。该聚合物颗粒通常具有与线型或梯型聚合物(例如线性或梯形硅聚合物)不同的一个或多个性质。例如，该聚合物颗粒有固定的尺寸和低的分子量分布。无机颗粒通常是本专利技术涂料组合物的优选组分，宜包括一种或多种硅、锑、铝、钇、铈、镧、锡、钛、锆、铪、铟和/或锌的化合物。该颗粒可包括以离散颗粒的形式聚合的聚合物。也可使用混杂颗粒(hybrid particle)。所述混杂颗粒是无机颗粒和有机聚合物的复合物。这些颗粒可以具有无机颗粒和有机聚合物的分开(separate)和离散(discrete)区域。例如，该无机或混杂的颗粒具有固定的尺寸和窄的粒径分布。对于具体的无机颗粒或混杂颗粒的选择是基于能影响折射率而不会明显吸收感兴趣的辐射的能力。因此二氧化钛适合用于365nm曝光，但是由于它在193nm波长的吸收，使其对于193nm的曝光并不是优选的。可以基于用于使结合有本专利技术的涂料组合物的光刻胶层成像的实际情况和假想组分的折射率(n和k)来确定合适的材料。在优选的方面中，本专利技术的许多聚合物颗粒的平均粒径(尺寸)通常为5-3000埃，优选5-2000埃，更优选5-1000埃，进一步优选10-500埃，最优选10到50或200埃。对于很多应用，特别优选的颗粒的平均粒径小于100埃。该颗粒优选包括一种或多种硅、锑、铝、钇、铈、镧、锡、钛、锆、铪、铟和/或锌的化合物。用于本专利技术涂料组合物的特别优选的颗粒包括胶态颗粒，所述胶态颗粒由一种或多种氧化硅、氧化锆和/或氧化铪组成。本专利技术优选的涂料组合物还可以按照需要容易地去除，例如通过施用用于光刻胶显影的水性组合物，包括水性碱组合物。本专利技术优选的涂料组合物还具有低的金属含量(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：G·P·普罗科波维奇，M·K·格拉戈尔，
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：