[發(fā)明專利]在光刻膠圖案上涂覆的組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180036748.1
• 申請(qǐng)日: 2011-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN103025835A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳恒鵬;李猛;曹毅;殷建;李東官;洪圣恩;M·鮑內(nèi)斯庫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: AZ電子材料美國公司
• 主分類號(hào): C09D183/08
• 分類號(hào): C09D183/08;G03F7/075;G03F7/40;C09D4/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 孫悅

本發(fā)明涉及一種用于涂覆光刻膠圖案以改進(jìn)平版印刷性能的新型組合物，還涉及一種使用這樣的涂層在基材上形成圖案的方法。

半導(dǎo)體技術(shù)集成電路的致密化伴隨著對(duì)在這些集成電路中生產(chǎn)高精細(xì)互聯(lián)的需求。超精細(xì)圖案典型地通過采用光刻法在光刻膠涂層中形成圖案產(chǎn)生。通常，在這些工藝中，首先將光刻膠組合物膜的薄涂層施加至基材如用于生產(chǎn)集成電路的硅晶片上。然后烘烤涂覆的基材以蒸發(fā)光刻膠組合物中的任何溶劑，并將涂層固著在基材上。接著，對(duì)基材的烘焙的涂覆表面實(shí)施成像曝光輻射。該輻射曝光導(dǎo)致在涂覆表面的曝光區(qū)域中發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化。可見光、紫外(UV)光、電子束和X射線輻射能是目前微光刻工藝中廣泛采用的輻射類型。在成像曝光后，采用顯影劑溶液處理涂覆基材以溶解并除去光刻膠的經(jīng)輻射曝光的或非曝光的區(qū)域。

集成電路的小型化需要用光刻膠進(jìn)行尺寸越來越小的印刷。已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)以縮小光刻膠尺寸，這類技術(shù)的例子為多級(jí)涂層、抗反射涂層、相移掩模、對(duì)越來越短的波長敏感的光刻膠等。

一種用于印刷較小尺寸的重要工藝依賴于在光刻膠圖像之上形成薄層的技術(shù)，其放大了光刻膠圖像，但降低了相鄰光刻膠圖案間的間隔尺寸。這種縮小的間隔可用于蝕刻和限定基材，或用于沉積材料如金屬。作為微電子裝置用生產(chǎn)工藝的一部分，這種雙級(jí)(bilevel)技術(shù)使得能夠限定小得多的尺寸，而無需重新配制新的光刻膠化學(xué)品。頂涂層或收縮材料可以是無機(jī)層如介電材料，或可以是有機(jī)材料如可交聯(lián)聚合物材料。

介電材料包括氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、旋壓材料或化學(xué)氣相沉積材料。有機(jī)聚合物涂層是在酸的存在下使涂層發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而附著在光刻膠表面上，但在未交聯(lián)的頂部收縮涂層處被除去。生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的方法是其中所述基材具有采用頂層涂覆的圖案化光刻膠，然后將光刻膠曝光并加熱，使得光刻膠中的光生酸擴(kuò)散通過頂層，然后可以使頂層交聯(lián)。酸擴(kuò)散通過頂層的程度決定了交聯(lián)層的厚度。采用可溶解聚合物的溶液除去未交聯(lián)的頂層部分。

本發(fā)明涉及一種用于涂覆光刻膠圖案的水性涂覆組合物，包括含有硅部分和氨基的化合物，和含有羧基的化合物。含有氨基的聚合物對(duì)于涂覆例如對(duì)193nm和157nm輻射敏感的光刻膠特別有用，其中光刻膠聚合物包含可與氨基反應(yīng)的基團(tuán)。除氨基外還包含硅基的聚合物提供相對(duì)于無硅光刻膠來說具有增強(qiáng)的耐干蝕刻性的反應(yīng)性層。本發(fā)明的目的在于在成像光刻膠上形成互混層(intermixed?layer)和/或附著層。所述互混層和/或附著層提供不同于光刻膠的化學(xué)和物理性質(zhì)。在一種情況下，由于存在硅部分，互混和/或附著層在適宜蝕刻的氣氛下提供足夠的干法蝕刻選擇性，或互混層和/或附著層與可用于多種應(yīng)用(如雙圖案化)中的光刻膠之間的差異。另外互混和/或附著層可以穩(wěn)定光刻膠圖案，并進(jìn)一步提高光刻膠圖案的尺寸。出乎預(yù)料地發(fā)現(xiàn)，使用所述新型涂層組合物獲得了改進(jìn)的圖案清晰度、更高的分辨率、成像光刻膠的穩(wěn)定的圖案形成以及高耐蝕刻性。還可使用新型組合物對(duì)具有由所述新型組合物的涂層擴(kuò)散的硅部分的光刻膠圖案表面摻雜，其中這種摻雜的表面具有比未摻雜表面更高的耐干法蝕刻性。

附圖簡述

圖1顯示了氨基單體的例子。

圖2顯示了氨基單體的更多例子。

圖3顯示了硅共聚單體的例子。

圖4A-4F顯示了采用新型組合物的方法。

圖5A-5D顯示了采用新型組合物的另一種方法。

發(fā)明概述

本發(fā)明涉及一種用于涂覆在光刻膠圖案上的水性組合物，其包含至少含有硅部分和至少一個(gè)氨基的第一水溶性化合物，和含有至少一個(gè)羧基的第二化合物。本發(fā)明進(jìn)一步涉及采用所述新發(fā)明的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及本發(fā)明的組合物用于涂覆光刻膠圖案和改進(jìn)平版印刷性能的用途。

本發(fā)明還涉及一種用于涂覆在光刻膠圖案上的水性組合物，其包含至少含有硅部分和至少一個(gè)氨基的第一水溶性化合物，和包含至少2個(gè)羧基的第二化合物，其中第一化合物由結(jié)構(gòu)1表示，

其中，R₁選自氫、C₁-C₈烷基和C₁-C₆羰烷基，R₂選自C₁-C₁₂脂肪族亞烷基、C₁-C₁₂羰基脂肪族亞烷基、C1-C12羰基氨基脂肪族亞烷基和C₁-C₁₂氨基脂肪族亞烷基，和是連接至第一化合物殘余部分的位點(diǎn)。