[發明專利]含有有機剛性籠狀化合物的底部抗反射涂料組合物及其制備方法和微電子結構的形成方法

有效

• 申請號: 202210102205.5
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114517043B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 毛鴻超;李禾禾;王靜;肖楠;宋里千
• 申請（專利權）人: 福建泓光半導體材料有限公司
• 主分類號: C09D161/14
• 分類號: C09D161/14;C09D7/63;C08G8/28;G03F7/09;G03F7/00
• 代理公司: 廈門荔信律和知識產權代理有限公司 35282
• 代理人: 賴秀華

本發明屬于光刻膠領域，涉及一種底部抗反射涂層組合物及其制備方法和微電子結構的形成方法。所述底部抗反射涂層組合物中含有改性剛性有機籠狀化合物Ⅰ和Ⅱ以及有機溶劑；所述改性剛性有機籠狀化合物Ⅰ和Ⅱ分別為將剛性有機籠狀化合物中的部分酚羥基修飾轉化為修飾基團以及乙烯基醚基團所得的化合物，所述修飾基團的通式為?O?R₁，R₁為生色基團、酸不穩定基團、酸性基團或非功能性基團。本發明提供的底部抗反射涂層組合物在加熱交聯后既不溶于有機溶劑，也不溶于光刻膠堿性顯影液，但在酸存在下曝光后可被解交聯，使得曝光部分可被堿性顯影液除去，而非曝光部分未除去，可減少顯影后底部抗反射涂層的殘留。

技術領域

本發明屬于光刻膠領域，具體涉及一種底部抗反射涂層組合物及其制備方法和微電子結構的形成方法。

背景技術

光刻膠是用于將圖象轉移到基材上的感光膜。首先，在基片上形成光刻膠涂層，然后通過光掩模使該光刻膠層曝光于活化輻射源。其中，所述光掩膜同時具有對活化輻射源透明的區域與對活化輻射源不透明的其它區域。活化輻射源可使曝光的光刻膠涂層發生光致變化或化學變化，從而實現光掩膜圖案到設置有光刻膠的基片上的轉移。曝光后，再對光刻膠進行顯影，產生能夠對基片進行選擇性處理的圖案化圖像。

在微蝕刻工藝中，光刻膠被應用于半導體的生產制造中，目標是將半導體晶片如硅或者砷化鎵等轉化為具有電導路徑的復合矩陣用以行使電路功能。選擇合理的光刻膠光刻工藝成為實現這一目的的關鍵要素。整個光刻工藝包括多個步驟，同時彼此相互影響，但無疑曝光被認為在形成高分辨率光刻膠圖像方面起著關鍵性作用。

近年來，隨著半導體器件逐漸集成化的發展趨勢，作為光致抗蝕劑圖案形成時使用的光刻光源，已經主要由KrF準分子激光器(248nm)向ArF準分子激光器(193nm)提供，這也促進新型光刻膠的發展與應用。然而，伴隨而來的是，基片對輻射的反射光刻膠內部所形成的駐波效應愈加明顯，導致光刻膠不能均勻曝光，圖案側壁出現波浪似的鋸齒狀缺失，從而增加了光刻膠的邊緣粗糙度。因此，為了解決上述問題，一個有效的方法就是在基片與光刻膠層之間使用光吸收層，即底部抗反射涂層。這樣的底部抗反射涂層必須光刻膠以及成像過程中使用的任何其他層具有良好的匹配性才能實現高分辨率的光刻目的。

從材料類別角度劃分，底部抗反射涂層可分由層包括鈦、二氧化鈦、氮化鈦、非晶硅等材料組成的無機抗反射涂層以及由聚合物、低聚物、有機化合物組成的有機抗反射涂層。相比于無機抗反射層，有機抗反射層不需要復雜和昂貴的系統如真空沉積設備，化學氣相沉積(CVD)裝置和濺射裝置等，因此得到了廣泛的應用。從刻蝕角度劃分，底部抗反射涂層包括可通過干刻蝕刻及通過顯影液刻蝕兩類。干刻蝕刻的底部減反射涂層較為常見，即通過使材料暴露在氯基或氟基蝕刻劑等離子體來刻蝕材料，技術上具有很多突出的優點。然而，等離子體蝕刻工藝會使光刻膠層變薄，倘若有機抗反射涂層與光刻膠層匹配不好，可能造成光刻膠圖案發生損壞從而無法轉印到襯底上的結果。尤其是考慮到先進制程中所使用的光刻膠層通常很薄，這一問題顯得尤為突出。另一方面，可顯影的底部抗反射涂層設計，允許其在光刻膠顯影的工藝過程中同步除去而無須額外刻蝕工藝，這不但可以避免等離子體刻蝕對光刻膠層及襯底的損害，同時降低光刻成本和工藝操作的復雜性。目前，電子期間制造商仍在努力提高這類可顯影的底部防反射涂層的性能，以促進其在集成電路行業內的應用。目前可顯影的底部抗反射涂層材料普遍采用高分子材料，由于高分子材料自身分子量較高的因素，也難以通過堿性顯影液完全除去。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的底部抗反射涂層難以通過堿性顯影液去除的缺陷，而提供一種容易通過顯影液去除的底部抗反射涂層組合物及其制備方法和微電子結構的形成方法。