采用包括光酸产生剂的抗反射涂层组合物的图案形成方法_2

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2_丙二醇;2, 2'-(对亚苯基双氧)_二乙醇;5_硝基-间二甲苯-a, a' -二醇;1,8_二(羟甲基)萘;2,6_二(羟甲基)_对甲酚;0, 0' -二(2-羟乙基) 苯;1,2_0_异亚丙基咲喃糖(isopropylidenexylofuranose) ;5,6_异亚丙基抗坏血酸;2, 3-0_异亚丙基苏糖醇等。
[0026]合适的三醇的优选示例可以包括丙三醇;1,1,1_三(羟甲基)乙烷;2-羟甲基-1, 3-丙二醇;2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇;2-羟甲基-2-丙基-1,3-丙二醇;2-羟甲 基_1,4_ 丁二醇;2-羟甲基-2-甲基_1,4_ 丁二醇;2-羟甲基-2-丙基_1,4_ 丁二醇;2-羟 乙基-2-甲基-1,4- 丁二醇;2-羟甲基-2-丙基-1,4- 丁二醇;2-乙基-2-羟乙基-1,4- 丁 二醇;1,2,3_ 丁三醇;1,2,4_ 丁三醇;3-(羟甲基)-3-甲基_1,4_戊二醇;1,2,5_戊三醇; 1,3, 5-戊三醇;1,2, 3-三羟基己烷;1,2,6-三羟基己烷;2, 5-二甲基-1,2,6-己三醇;三 (轻甲基)硝基甲烧;甲基_2_硝基_1,3_丙二醇;2_漠_2_硝基_1,3_丙二醇;1,2, 4-环戊三醇;1,2, 3-环戊三醇;1,3, 5-环己三醇;1,3, 5-环己烷三甲醇;1,3, 5-三(2-羟 乙基)氰尿酸;1,2-0-异亚丙基吲哚呋喃糖;1,2-0-异亚丙基呋喃式葡萄糖;甲基吡喃木 糖苷(methylxylopyranoside);克酮酸等。
[0027] 适合的四醇的优选示例可以包括1,2, 3,4-丁四醇;2, 2-二(羟甲基)_1,3-丁二 醇;1,2,4,5_戊四醇;四羟基1,4_苯醌;a-甲基吡喃甘露糖醇(mannopyranoside) ;2_脱 氧半乳糖;3-0-甲基葡萄糖;核糖;木糖等。
[0028]有机聚合物的量可以为70. 0-95.Owt%,基于抗反射涂层组合物的总重量。更特别 地,有机聚合物的量可以为78-90wt%。
[0029] (b)光酸产生剂
[0030] 所述光酸产生剂不被特别限定且可以单独使用或以两种以上结合的形式使用。
[0031] 例如,鑰盐、硝基苄基、磺酸酯、重氮甲烷、乙二肟、N-羟基酰亚胺磺酸酯和含卤素 三嗪化合物类的光酸产生剂可以用作光酸产生剂。
[0032] 鑰盐光酸产生剂可以为磺酸盐,和包括芳基的銃盐。鑰盐光酸产生剂的特定示例 可以包括三苯基锍三氟甲烷磺酸盐、(对-叔丁氧基苯基)二苯基锍三氟甲烷磺酸盐、三 (对-叔丁氧基苯基)锍三氟甲烷磺酸盐、三苯基锍对-甲苯磺酸盐等。
[0033] 硝基苄基光酸产生剂的特定示例包括,2-硝基苄基对-甲苯磺酸酯、2,6-二硝基 苄基对-甲苯磺酸酯和2,4-二硝基苄基对-甲苯磺酸酯等。磺酸酯基光酸产生剂的特定 示例包括,1,2, 3-三(甲烷磺酰基氧基)苯、1,2, 3-三(三氟甲烷磺酰基氧基)苯和1,2, 3-三(对-甲苯磺酰基氧基)苯等。重氮甲烷基光酸产生剂的特定示例包括,二(苯磺酰 基)重氮甲烧、二(对-甲苯磺酰基)重氮甲烷等。乙二肟基光酸产生剂的特定示例包括, 二-0-(对-甲苯磺酰基)-a-二甲基乙二肟和二-〇-(正丁烷磺酰基)-a-二甲基乙二 肟等。N-羟基酰亚胺磺酸酯基光酸产生剂的特定示例包括,N-羟基琥珀酰亚胺甲磺酸酯、 N-羟基琥珀酰亚胺三氟甲烷磺酸酯等。含卤素三嗪化合物光酸产生剂的特定示例包括, 2_ (4-甲氧基苯基)-4,6-二(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、和2- (4-甲氧基萘基)-4,6-二(三 氯甲基)-1,3,5_三嗪等。
[0034] 包含的光酸产生剂的量在0. 01_15wt%,基于抗反射涂层组合物的固体量的总重 量。更特别的,光酸产生剂的量可以为3-lOwt%。
[0035] (c)交联剂
[0036] 用于本发明的交联剂不作特别限定,且可以为任何能够在光和/或热作用下激发 交联反应的交联剂,优选为可以在热作用下激发交联反应的化合物。
[0037] 当光酸产生剂曝光于活性辐射射线而释放酸时,所述的交联物质被固化、交联或 硬化。
[0038] 本发明的优选的交联剂可以为,例如,三聚氰胺基交联剂、甘脲基交联剂、苯并胍 胺基类交联剂、脲基类交联剂等。三聚氰胺交联剂的一个特定示例是三聚氰胺甲醛树脂。
[0039] 所述交联剂均为商业可获得的,例如,例如三聚氰胺基交联剂由American Cyanamid售卖的商标为Cymel300、301和303。甘脲交联剂由AmericanCyanamid售卖的 商标为Cymel1170、1171、1172,脲基交联剂由AmericanCyanamid售卖的商标为Beetle 60、65和80,和苯并狐胺交联剂由AmericanCyanamid售卖的商标为Cymel1123和1125。
[0040] 所述交联剂的量可以为l_20wt%,基于抗反射涂层组合物的总重量。更特别地,交 联剂的量为5-15wt%。
[0041] (d)热产酸剂
[0042] 用于NTD的抗反射涂层组合物可以进一步包括热产酸剂。
[0043] 在抗反射涂层组合物层的固化过程中热产酸剂促进或提高交联反应。
[0044] 另外,热产酸剂可以为离子型的或基本中性的热产酸剂。
[0045] 在一个实施方式中,热产酸剂可以为芳烃磺酸类热产酸剂,更特别地,苯磺酸类热 产酸剂。
[0046]热产酸剂的量可以为0. 1-2.Owt%,基于抗反射涂层组合物的总重量。更特别地, 热产酸剂的量可以为〇. 5-1.Owt%。
[0047] (e)溶剂
[0048] 抗反射涂层组合物可以包括溶剂。
[0049] 所述溶剂的特定示例可以包括羟丁酸酯如甲基2-羟基异丁酸甲酯,乳酸乙酯等; 二醇醚,如2-甲氧基乙基醚、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚等;具有羟基部分的醚例如甲氧 基丁醇、乙氧基丁醇、甲氧基丙醇、乙氧基丙醇等;酯例如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙 酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、双丙二醇单甲醚乙酸酯等;二元酯;碳酸丙二酯;和y-丁内 酯。
[0050] 通常,抗反射涂层组合物中的固体量可以在0. 1-2.Owt%。更特别地,抗反射涂层 组合物的固体量可以为〇. 7-1.Owt%。
[0051] 通讨负件显影(NTD)形成图案的方法
[0052] 根据本发明的一种通过负性显影形成图案的方法,包括以下步骤:(1)在基材上 形成抗反射涂层组合物的层,其包括(a)有机聚合物,(b)光酸产生剂,和(c)交联剂;(2) 在抗反射涂层组合物层上形成光致抗蚀剂组合物层;(3)将光致抗蚀剂组合物层和抗反射 组合物层同时曝光于活化辐射,接着进行烘烤;和(4)用有机溶剂显影剂对曝光的光致抗 蚀剂组合物层进行显影。
[0053] 步骤(1):抗反射涂层组合物层的形成
[0054] 在此步骤中,在基材上形成了抗反射涂层组合物的层。
[0055] 根据本发明的抗反射涂层组合物的量与以上所述的相同,且抗反射涂层组合物可 以通过将合适的量的源材料进行混合来制备,源材料包括有机聚合物、光酸产生剂,交联剂 等。
[0056] 抗反射涂层组合物可以通过任何传统的手段施加,例如旋涂等。抗反射涂层组合 物可以施加到基材上,得到厚度为2. 0nm-50.Onm的干膜,优选为5. 0nm-30.Onm0
[0057] 优选地,施加的抗反射涂层组合物发生固化。固化条件将随着抗反射涂层组合物 的成分改变。固化条件可以为例如,80°C_225°C下进行0.5-40分钟。固化条件优选的致使 抗反射涂层组合物层基本上不溶于光致抗蚀剂溶剂和碱性水性显影剂溶液。
[0058] 所述抗反射涂层组合物层可以形成为单独的层或多层。例如,在形成抗反射涂层 组合物层之前,第二抗反射涂层组合物层形成基材上,其与抗反射涂层组合物层不同,且抗 反射涂层组合物层形成于第二抗反射涂层组合物层上。
[0059] 抗反射涂层组合物层的形成可以阻止它的图案质量的劣化,当光致抗蚀剂组合物 层曝光于射线时由于基材反射入射光引起了该劣化,且所述形成特别地改善了图案的线宽 (CD)并且阻止了由于曝光过程中光致抗蚀剂组合物层的脱保护效应的完全活化导致的图 案崩塌。另外,这样的涂层还可以改善聚焦深度、曝光宽容度和线宽均匀度。
[0060] 所述基材可以包括一层或多层。
[0061] 包含在基材内的所述层可以是一个或多个导电层,导电层为铝、铜、钼、钽、钛、钨、 或其合金的层;氮化物或硅化物的层;掺杂的无定形硅或掺杂的多晶硅;介电层如氧化硅、 氮化硅、氧氮化硅、或金属氧化物的层;半导体层例如单晶硅;玻璃层;石英层;和它们的结 合或混合。
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