[發明專利]一種抗反射涂料組合物及其制備方法以及光刻膠圖案的形成方法

有效

• 申請號: 202310094469.5
• 申請日: 2023-02-10
• 公開（公告）號: CN115948095B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 易榮坤;林國清;王靜;毛鴻超
• 申請（專利權）人: 廈門恒坤新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C09D161/32
• 分類號: C09D161/32;C08G12/40;C08G12/12;G03F7/004
• 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

本發明屬于光刻領域，涉及一種抗反射涂料組合物及其制備方法以及光刻膠圖案的形成方法。所述抗反射涂料組合物中含有聚硫代縮醛、產酸劑、有機溶劑以及任選的添加劑；所述聚硫代縮醛包括衍生自硫代二醇的結構單元以及衍生自烷氧基甘脲的結構單元。本發明提供的抗反射涂料組合物兼具有高折射率和優異的刻蝕速率，極具工業應用前景。

技術領域

本發明屬于光刻領域，涉及一種抗反射涂料組合物及其制備方法以及光刻膠圖案的形成方法。

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，在基底上形成光刻膠涂層，然后經光掩膜將光刻膠涂層曝光于活化輻射源。所述光掩膜同時具有對活化射線透明的區域與對活化不透明的其它區域。活化輻射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，通過對光刻膠顯影，產生能夠對基片進行選擇性加工的浮雕圖像。

在微蝕刻工藝中，光刻膠主要應用于半導體和集成電路的生產制造中，目標是將高度拋光的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。合適的光刻工藝是實現這一目的的關鍵。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。在248nm以及193nm光刻工藝過程中，來自基底對于輻射的反射和入射光線相干涉的效應愈加明顯，在光刻膠內部形成的駐波效也愈加明顯，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，致使光刻膠線寬不均勻性，與設計尺寸差異無法控制。這些問題最終都引起線路的短路和開路，并最終影響光刻工藝的良率。

在光刻膠層和基底之間設置底部抗反射膜(BARC)是解決上述問題的最佳選擇。底部抗反射膜是指在光刻膠和基體之間加入一層能有效消除光反射形成干涉駐波的底部抗反射材料。該底部抗反射膜能夠增加曝光能量范圍和焦距，降低基體幾何結構差異對關鍵尺寸均勻度的影響，同時減少反射光的散射造成的圓形缺口，緩解基體的構型導致光刻膠厚度不同而引起的擺動曲線效應和凹缺效應。目前，半導體和集成電路制造商仍在努力提高光刻膠圖案的分辨率，因此對抗反射涂料組合物的性能提出了更高的要求。目前甘脲類自固化交聯聚合物常被用于抗反射涂料組合物，但由于其自身穩定性較差，折射率和刻蝕速率也存在較低的缺陷，極大限制了其在光刻膠領域的應用。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的含有甘脲類自固化交聯聚合物的底部抗反射涂料組合物的折射率和刻蝕速率較低的缺陷，而提供一種具有較高的折射率和刻蝕速率的抗反射涂料組合物及其制備方法以及光刻膠圖案的形成方法。

本發明提供了一種抗反射涂料組合物，其中，所述抗反射涂料組合物中含有聚硫代縮醛、產酸劑、有機溶劑以及任選的添加劑；所述聚硫代縮醛包括衍生自式(1)所示硫代二醇的結構單元以及衍生自式(2)所示烷氧基甘脲的結構單元；

式(1)中，R₁表示氫、C₁～C₁₀的烷基、C₃～C₂₀的環烷基或C₆～C₂₀的芳香基，n表示1～10的整數；式(2)中，R₂、R₃、R₄和R₅各自獨立地表示-(CH₂)_a-O-(CH₂)_b-CH₃，a為1～6的整數，b為0～6的整數；R₆和R₇各自獨立地表示氫或C₁～C₁₀的烷基。

在一種優選實施方式中，以所述抗反射涂料組合物的總重量為基準，所述聚硫代縮醛的含量為1～10wt％，所述產酸劑的含量為0.01～5wt％，所述有機溶劑的含量為85～95wt％，所述添加劑的含量為0～5wt％。