[發(fā)明專利]包含金屬氧化物納米粒子和有機聚合物的旋轉涂布材料組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780079384.2
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN110100206B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設計）人: M·D·拉曼;姚暉蓉;趙俊衍;M·派德曼娜斑;E·沃爾福
• 申請（專利權）人: 默克專利有限公司
• 主分類號: G03F7/09
• 分類號: G03F7/09;H01L21/027;H01L21/033;H01L21/308;H01L21/311
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 夏正東

本發(fā)明涉及一種涂料組合物，它包括溶劑，在這種有機溶劑中分散的金屬氧化物納米粒子，在這種溶劑中溶解的高碳聚合物，其中所述高碳聚合物包括結構(1)的重復單元，結構(2)的羥基聯苯基重復單元和結構(3)的含稠合芳族部分的部分，其中R₁和R₂獨立地選自氫，烷基和取代烷基，Ar是未取代或取代的稠合芳環(huán)，和X₁是亞烷基間隔基，或直接價鍵。本發(fā)明還涉及一種方法，其中或者通過翻轉色調硬掩模圖案轉移方法或者使用光致抗蝕劑的常規(guī)掩模圖案方法，在平版印刷應用中使用該組合物作為構圖的硬掩模，以構圖硬掩模并用等離子體構圖半導體基底。本發(fā)明還進一步包括一種方法，其中包含在溶劑中分散的金屬氧化物和金屬氧化物納米粒子的組合物用于涂布金屬硬掩模，所述金屬硬掩模在標準硬掩模圖案轉移方法中用于構圖半導體基底。

本發(fā)明涉及含有高碳聚合物，金屬氧化物納米粒子和溶劑的硬掩模(mask)涂料組合物，其中所述聚合物在該聚合物主鏈上包括至少一個苯基單元，至少一個羥基聯苯基單元和至少一個取代或未取代的稠合芳環(huán)，以及使用該硬掩模涂層形成圖像的方法。該方法在需要硬掩模涂層材料的顯微平版印刷工藝中尤其有用，該硬掩模涂層材料具有良好的通孔(Via)和溝槽(Trench)填充性質且還具有高溫穩(wěn)定性。本發(fā)明還涉及源自于包含金屬氧化物納米粒子的溶液的涂層在半導體基底上的用途，以及可構圖的金屬硬掩模，和這種構圖的硬掩模用于通過蝕刻工藝將圖案轉移到基底中。

光致抗蝕劑組合物在顯微平版印刷工藝中用于制造小型化電子組件，例如用于制造計算機芯片和集成電路。通常在這些工藝中，首先將光致抗蝕劑組合物的薄涂層或膜施加到基底材料，例如用于制造集成電路的硅基晶片上。然后烘烤該涂布的基底，蒸發(fā)在光致抗蝕劑組合物內的任何溶劑并將涂層固定到基底上。接下來對基底的烘烤過的涂布表面進行成像式曝光于輻射下。

這種輻射曝光會引起涂布的表面的曝光區(qū)域的化學轉變。可見光、紫外(UV)光、電子束和X-射線輻射能是當前在顯微平版印刷工藝中常用的輻射類型。在這種成像式曝光之后，用顯影劑溶液處理涂布過的基底，并除去光致抗蝕劑中或者輻射曝光或者未曝光的區(qū)域。

半導體裝置小型化的趨勢已使得使用對越來越短的輻射波長敏感的新型光致抗蝕劑，且還使得使用復雜多級系統來克服與這種小型化有關的困難。

平版印刷術中吸收性抗反射涂層和底層用于減少因光從高反射性基底的背反射產生的問題。背反射性的兩個主要缺點在于薄膜干涉效應和反射性刻痕。薄膜干涉或駐波導致由光致抗蝕劑膜中總光強度隨光致抗蝕劑厚度改變而變化引起的極限線寬尺寸變化，或者反射和入射曝光輻射的干涉可引起穿過該厚度的輻射的均勻性扭曲的駐波效應。當光致抗蝕劑在包含形貌特征的反射性基底上構圖時，反射性刻痕變得嚴重，這種特征散射穿過光致抗蝕劑膜的光，從而導致線寬變化，且在極端情形下形成光致抗蝕劑完全損失的區(qū)域。涂布在光致抗蝕劑下方以及反射性基底上方的抗反射涂層提供光致抗蝕劑的平版印刷性能的顯著改進。典型地，將底部抗反射涂層施加到基底上，且然后將光致抗蝕劑層施加到抗反射涂層的頂部上。將抗反射涂層固化，以防止來自抗反射涂層與光致抗蝕劑的互相混合。將光致抗蝕劑成像式曝光并顯影。然后典型地使用各種蝕刻氣體，干蝕刻曝光區(qū)域內的抗反射涂層，且由此將光致抗蝕劑圖案轉移到基底上。多個抗反射層和底層正被用于新型的平版印刷技術中。