抗反射涂层组合物制造技术

本发明专利技术提供了含有离子热酸生成剂材料的抗反射组合物。使用这种热酸生成剂材料可明显增加质子介质中的抗反射组合物溶液的贮存期限。可在用于曝光外涂光致抗蚀剂层的各种波长，包括２４８ｎｍ和１９３ｎｍ处有效地利用本发明专利技术的抗反射组合物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及减少曝光射线从基底反射回外涂光致抗蚀剂层的组合物。更具体地说，本专利技术涉及含有离子热酸生成剂(ionic thermal acidgenerator)化合物的抗反射涂层组合物。此外，这些组合物还表现出较强的贮存稳定性。光致抗蚀剂既可以是正作用型的也可是负作用型的。对于大多数负作用型光致抗蚀剂，暴光于活化射线的那些涂层部分在光活性化合物与光致抗蚀剂组合物的聚合剂之间发生聚合或交联反应。其结果是，被曝光的涂层部分比未曝光部分更少地溶于显影液中。对于正作用型光致抗蚀剂，曝光部分更多地溶于显影液中，而未曝光区域在显影液中溶解要相对少些。光致抗蚀剂组合物在Deforest，Photoresist Materialsand Processes，McGraw Hill Book Company，New York，ch.2，1975和Moreau的，Semiconductor Lithography，Principles，Practices andMaterials，Plenum Press，New York，ch.2 and 4中有所描述。光致抗蚀剂的主要用途是用于半导体制造，其目的是将高度抛光的半导体晶片，例如硅或砷化镓，转换成电子传导途径的复矩阵，该途径最好是具有电路功能的微型或亚微型几何形状。为了达到这个目的，合适的光致抗蚀剂加工是关键。虽然不同的光致抗蚀剂加工步骤之间都具有较强的互相依赖性，但是据信，曝光是获得高清晰度光致抗蚀剂影象的最重要步骤之一。用于曝光光致抗蚀剂的活化射线的反射经常造成被印在光致抗蚀剂层上的影象的清晰度受到局限。由基底/光致抗蚀剂界面射线的反射能够在光致抗蚀剂中产生射线强度的空间变化，从而当显影时导致不均匀的光致抗蚀剂行宽。射线还可从基底/光致抗蚀剂界面散射到不打算曝光的光致抗蚀剂区域中，从而又导致行宽差异。区域与区域之间散射和反射的量通常是不同的，从而再次导致行宽的不均匀性。基底地形的差异也能够造成清晰度局限性问题。用于改善反射射线问题的一个途径就是在基底表面与光致抗蚀剂涂层之间使用射线吸收层。例如，参见PCT申请WO90/03598、EPO申请EP0639941A1以及美国专利US4,910,122、4,370,405、4,362,809和5,939,236。这些涂层也已经被称作抗反射层或抗反射组合物。还可参见美国专利US5,939,236；5,886,102；5,851,738；以及5,851,730，这些专利都转让给了Shipley公司，它们公开了经常使用的抗反射组合物。我们业已发现，某些抗反射组合物表现出有限的贮藏期限，例如在贮藏期间以及使用之前产生颗粒或变得浑浊。更具体地说，某些抗反射涂层组合物包括一种限制组合物的贮藏期限的热酸生成剂或酸。无需结合理论就可坚信，抗反射组合物组分之间的相互作用可导致贮藏期限比所希望的要短。我们业已发现，使用离子热酸生成剂化合物可明显地增强有机溶剂抗反射组合物的贮存稳定性。离子热酸生成剂的实例包括例如磺酸盐，优选的是芳基磺酸盐例如甲苯磺酸胺盐。本专利技术的抗反射组合物适当地包括一种树脂和一种热酸生成剂(TAG)。本专利技术的优选抗反射组合物含有一种交联组分，并且在将光致抗蚀剂组合物层涂覆到抗反射组合物层上之前使该抗反射组合物发生交联。抗反射组合物可含有低聚的或聚合的热酸生成剂作为抗反射组合物的唯一树脂组分。然而通常优选的是，除了任何热酸生成剂组分之外，抗反射组合物还包含至少一种树脂组分，例如以赋予抗反射组合物具有较好的膜形成性能。本专利技术的抗反射组合物还包括一种含有发色团的组分，该发色团能够吸收用于曝光外涂抗蚀剂层的不需要的射线，从而避免其反射回抗蚀剂内。通常优选的发色团是芳香基，包括单环和多环芳香基例如任意取代的苯基、任意取代的萘基、任意取代的蒽基、任意取代的苯蒽基(phenanthracenyl)、任意取代的喹啉基以及类似基团。特别优选的发色团随用于曝光外涂抗蚀剂的射线而变化。更具体地说，为了在248nm处曝光外涂抗蚀剂，任意取代的蒽是抗反射组合物的特别优选的发色团。为了在193nm处曝光外涂抗蚀剂，任意取代的苯基是抗反射组合物的特别优选的发色团。优选的是，这些发色团与抗反射组合物的树脂组分连接(例如侧基)，该树脂组分既可是聚合热酸生成剂组分也可是与聚合碱性添加剂不同的其它树脂组分。正如所提到的，例如通过热和/或辐射处理可交联本专利技术的优选抗反射涂层组合物。例如，本专利技术的优选抗反射涂层组合物可包含一单独的能够与抗反射组合物的一种或多种组分发生交联的交联剂组分。一般来说，优选的交联抗反射组合物包括一单独的交联剂组分。本专利技术的特别优选的抗反射组合物包含以下单独的组分树脂、交联剂和热酸生成剂添加剂。另外，本专利技术的交联抗反射组合物优选地还可以包含一种胺碱性添加剂，以促进外涂光致抗蚀剂层的底脚或刻痕的消除。最好在将光致抗蚀剂层涂覆到抗反射涂层上之前使交联抗反射组合物发生交联。通常优选的是，通过激活热酸生成剂可热诱导交联抗反射组合物。本专利技术的抗反射组合物典型地可作为一种有机溶剂溶液配制并涂覆到基底上。包括质子溶剂，例如乳酸乙酯的各种溶剂可用来配制本专利技术的抗反射组合物。本专利技术的抗反射组合物可与各种外涂光致抗蚀剂一起使用。与本专利技术的抗反射组合物一起使用的优选光致抗蚀剂包括化学扩增的正型光致抗蚀剂(chemically-amplified positive-acting photoresist)，包括包含具有以下基团的一种组分(典型的是一种树脂)的光致抗蚀剂缩醛或缩酮基团(本文总称为缩醛基)；酯基团例如叔丁基酯基，例如通过丙烯酸叔丁酯、异丁烯酸叔丁酯、丙烯酸甲基金刚酯，异丁烯酸甲基金刚酯的聚合来提供这些叔丁基酯基团；以及类似酯基团。这些抗蚀剂树脂还可含有其它基团例如为了在长紫外波长处(248nm)成象而优选的苯酚单元；或者非芳香基例如尤其是对于用亚200nm射线(例如193nm)成象的防护是优选的聚合的任意取代的降冰片烯。本专利技术还提供了用于形成光致抗蚀剂的浮雕影象的方法和制造新制品的方法，该制品包括单独用本专利技术的抗反射组合物或与光致抗蚀剂组合物结合使用涂覆的基底(例如微电子晶片基底)。另外，本专利技术还提供了抗反射组合物在质子介质中，例如醇类(例如乳酸乙酯)中的基本上为中性的稳定溶液，以在使用抗反射组合物涂覆于基底上之前延长贮藏期限。下文中还公开了本专利技术的其它方面。如上所述，对于在质子介质中延长的期限，基本上为中性的或离子热酸生成剂添加剂是稳定的。优选的是，基本上为中性的热酸生成剂组合物在质子介质例如醇类或水中是稳定的，在1或2个月或更长、更典型的是在大约3、4、5、6、7、8、或9个月或更长的时间内都不会产生酸性溶液。无需结合任何理论就坚信，在本专利技术的抗反射组合物中使用离子热酸生成剂可抑制抗反射组合物中所用的吸收射线的发色团(例如用于在248nm处成象的抗反射组合物的蒽、用于在193nm处成象的抗反射组合物的苯基、以及类似基团)的不需要的漂白。还相信，离子热酸生成剂的阳离子成分特别是胺基阴离子可提供有益的效果。更具体地说，对于具有缩醛树脂的所谓低温光致抗蚀剂，热分解的离子热酸生成剂有助于热生成的酸固定到抗反射组合物涂层中。热生成的酸如此固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂覆的基底，包括：一层含有离子热酸生成剂和树脂的抗反射组合物层；以及在所述抗反射组合物层之上的一层光致抗蚀剂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：EK帕韦尔切克，P特雷福纳斯三世，
申请(专利权)人：希普利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]