[發(fā)明專利]用于光刻的涂料組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110407884.9
• 申請日: 2007-04-11
• 公開（公告）號: CN102402121A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設計）人: M·K·噶拉格爾;A·贊皮尼
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號: G03F7/16
• 分類號: G03F7/16;G03F7/09;G03F7/11;C09D4/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 樊云飛

本申請是申請人于2007年4月11日提交的申請?zhí)枮?00710105399.X、發(fā)明名稱為“用于光刻的涂料組合物”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本發(fā)明一般涉及電子器件的制造領域。具體地本申請涉及通過使用改進的方法和組合物來制造包含集成電路裝置的器件。

隨著電子器件的微型化，電子工業(yè)中有一種持續(xù)的需求，就是增加如集成電路、電路板、多芯片模塊、芯片檢測設備等電子元件的電路密度而不降低電氣性能，例如串話干擾和電容耦合，也增加這些元件中信號傳播的速度。實現(xiàn)這些目標的方法之一是減小用于元件的中間層、金屬間材料(intermetal)、絕緣材料的介電常數(shù)。

在電子器件，特別是集成電路的制造領域中，各種有機和無機的多孔介質(zhì)材料是已知的。適合的無機電介質(zhì)材料包括二氧化硅和有機聚硅類(polysilica)。適合的有機電介質(zhì)材料包括熱固性材料，如聚酰亞胺類、聚亞芳基醚類、聚亞芳烴類、聚氰尿酸酯類、聚吲哚類、苯并環(huán)丁烯類，如聚(氟代烷)的氟化原料等等。在有機聚硅電介質(zhì)中，烷基倍半硅氧烷類，例如甲基倍半硅氧烷，由于它們的低介電常數(shù)，變得越來越重要。

在電介質(zhì)底層的生產(chǎn)中，已經(jīng)使用等離子體“灰化”來既剝離光致抗蝕劑材料，又除去置于下面的電介質(zhì)材料的一部分。參見US2005/0077629，“灰化”意指等離子剝離過程，其中通過等離子體從基底上除去光致抗蝕劑和后刻蝕材料?；一ǔＴ诳涛g或注入過程之后實施。對于至少某些應用來說，灰化可能不是最佳的，例如，在電子器件制造中，灰化等離子體會不理想地劣化各種成型的層。

我們現(xiàn)在提供用于生產(chǎn)包括集成電路的電子器件的新的方法和組合物。

在第一方面，所提供的方法包括：(a)在基底上涂布可固化組合物；(b)在所述可固化組合物上涂布硬掩模(hardmask)組合物；(c)在硬掩模組合物上涂布光致抗蝕劑組合物層，其中在無灰化過程中除去所述組合物的一種或多種。在這種情況中，優(yōu)選例如通過使用一種或多種有機溶劑和/或含水堿性組合物除去硬掩模組合物層和/或可固化的底層組合物層。

在優(yōu)選的情況中，可固化組合物可包含一種或多種有機樹脂，該樹脂適合通過聚合乙烯系單體或低聚物形成，所述乙烯系單體例如丙烯酸酯、異丁烯酸酯、如苯乙烯化合物的乙烯基芳族化合物和其它乙烯系化合物。除了樹脂組分以外，這種可固化組合物也優(yōu)選包含交聯(lián)劑，優(yōu)選此處的交聯(lián)劑在熱處理過程中可抵抗顯著的升華。

在一個實施方式中，可固化組合物可包含交聯(lián)劑組分，而不是單獨的樹脂組分。優(yōu)選的可固化組合物可包含固化催化劑，例如自由基聚合催化劑，比如在基底上涂布組合物的涂層后，其通過遮蔽曝光于活化輻射(例如400nm或更小或者300nm或更小)中來促進組合物硬化。

本發(fā)明的第二實施方式，所提供的方法包括：(a)在基底上涂布有機組合物；(b)在所述有機組合物上涂布光致抗蝕劑組合物層，其中底層有機組合物包含一種當熱處理和/或輻射處理時能產(chǎn)生堿溶基團的材料。

在本發(fā)明的第二實施方式下，底層有機組合物適合包含一種樹脂，該樹脂包含一種或多種對光致酸不穩(wěn)定(photoacid-labile)和/或?qū)岵环€(wěn)定基團，諸如對光致酸不穩(wěn)定的酯或縮醛基，如通過例如聚合包括丙烯酸叔丁酯和甲基丙烯酸叔丁酯在內(nèi)的丙烯酸酯所提供。底層有機組合物也適合包含一種或多種酸酐基團。

在本發(fā)明的這種情況下，底層組合物也可包含一種或多種發(fā)色基團，從而來提高作為外涂覆的光致抗蝕劑層的抗反射層的功能。優(yōu)選的發(fā)色基團是與在193nm成像的外涂覆光致抗蝕劑一起使用的芳基，例如苯基，和與在248nm成像的外涂覆光致抗蝕劑一起使用的并三苯和亞萘基。

本發(fā)明的這種情況下，在已涂布底層組合物后，例如可對其在150℃、200℃或250℃或更高的溫度下進行熱處理，這會引起組合物中存在的不穩(wěn)定基團的脫保護，以提供可溶于堿水溶液的基團(aqueous?alkaline-soluble?group)。例如，在這種熱處理下，叔-丁基酯基團可被脫保護，以形成酸(-COOH基)。那些放出的羧酸基團也經(jīng)受分子內(nèi)和分子間的交聯(lián)，以致產(chǎn)生酸酐基團，并將不溶的涂料組合物供給隨后涂布的光致抗蝕劑層上。然而，充足的羧基(即不形成酸酐基團)可保留下來，以提供底層在用于對外涂覆的抗蝕劑層顯影的含水堿性顯影液中的溶解性。從而能夠在單個顯影步驟下既對抗蝕劑層又對底層組合物層進行顯影。