光致抗蚀剂底层组合物的制作方法

本发明涉及电子装置的制造，并且更具体地，涉及用于半导体制造的材料和组合物。

背景技术：

1、集成电路特征尺寸的持续小型化需要使用薄的光致抗蚀剂膜以获得良好的图案图像。然而，薄的光致抗蚀剂膜通常不具有抗蚀刻性，难以使图案转移到衬底。为了解决这一问题，半导体工业已经转变成使用多层光刻方案，在这些方案中将抗蚀剂图像转移到更加稳健的碳硬掩膜底层。典型的三层方案由碳硬掩膜、基于硅的减反射涂层(siarc)和可拍照成像的光致抗蚀剂组成。

2、光致抗蚀剂中的图案首先转移到siarc然后到硬掩膜并最后到希望的衬底内。硬掩膜的关键标准之一是无论使用何种使得实现成功图案转移的蚀刻条件都具有足够的抗蚀刻性。生产碳硬掩膜的一种方法是通过化学气相沉积(cvd)。尽管这种方法产生了高度抗蚀刻膜，但存在多个缺点，如工艺相对较慢(低效)且昂贵。因此，开发可溶液加工的“旋涂碳”(soc)硬掩膜是高度令人希望的。

3、旋涂碳(soc)组合物通常在半导体工业中用于形成抗蚀剂底层膜，其在集成电路制造的先进技术节点中用作光刻的蚀刻掩模。理想的soc材料应具有某些特定特征：应该能够通过旋涂工艺流延到衬底上；应该在加热时热定形，伴随低脱气和升华；应该可溶于常见溶剂中用于良好的旋转筒相容性(spin bowl compatibility)；应该具有适当的n/k以结合减反射涂层起作用以赋予光致抗蚀剂成像必需的低反射率；应该充分粘附到下层例如衬底上，以避免在标准清洁工艺(例如使用过氧化氢/氢氧化铵浴的sc-1工艺)期间浸没时分层；并且/或者应该具有高热稳定性以避免在后续加工步骤期间损坏。此外，soc材料应该在先进节点中的复杂形貌设计上具有材料流动能力(称为平坦化，pl)。

4、因此，仍然需要先进的光致抗蚀剂底层膜/材料，其展现出许多上述特性，包括对底层/衬底的可接受的粘附性以及可接受的平坦化，以满足半导体制造中不断增长的设计要求。

技术实现思路

1、提供了一种形成图案的方法，该方法包括：

2、在衬底上提供光致抗蚀剂底层；

3、在该光致抗蚀剂底层上形成光致抗蚀剂层；

4、将该光致抗蚀剂层图案化；以及

5、将图案从该图案化的光致抗蚀剂层转移到该光致抗蚀剂底层；

6、其中该光致抗蚀剂底层由组合物形成，该组合物包含溶剂和由式1表示的化合物

7、

8、聚合物，该聚合物具有由式2表示的重复单元

9、

10、其中在式1和2中：

11、ar1和ar2独立地表示芳香族基团；

12、每个y1和每个y2独立地是-oh、-sh、-c(o)oh、-nh2、-ra、-ora、-c(o)ora、-sra、或-nhra，并且y1和y2独立地是从0至6的整数，

13、其中ra独立地是取代或未取代的c1-c18烷基、取代或未取代的c3-c12环烷基、取代或未取代的c3-c12杂环烷基、取代或未取代的c2-18烯基、取代或未取代的c3-8炔基、取代或未取代的c6-c14芳基、或取代或未取代的c6-c14杂芳基；

14、x1和x2独立地是单键或二价连接基；

15、x3是二价连接基；

16、z1和z2独立地是-ora、-c(o)ora、-sra、-nhra、-oc(o)crb＝ch2、取代或未取代的c1-18烷基、取代或未取代的c1-18烷氧基、取代或未取代的c3-12环烷基、取代或未取代的c3-12杂环烷基、取代或未取代的c3-12缩水甘油基、取代或未取代的c2-18烯基、取代或未取代的c5-12环烯基、取代或未取代的c3-18炔基、取代或未取代的c6-14芳基、或取代或未取代的c3-44杂芳基，其中rb是氢、氟、或取代或未取代的c1-5烷基；

17、t1和t2独立地是二价连接基；

18、z1和z2独立地是从0至6的整数、或从0至3的整数，并且对于该具有式1的化合物，z1+y1至少是1，并且z2+y2至少是1；并且

19、t1和t2独立地是从0至6的整数、或从0至3的整数。

20、还提供了上述光致抗蚀剂底层组合物。

21、还提供了一种衬底，其包括：布置在衬底上的上述光致抗蚀剂底层组合物的层；以及布置在该光致抗蚀剂底层组合物的层上的光致抗蚀剂层。

技术特征：

1.一种形成图案的方法，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中，ar1和ar2独立地是取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、取代或未取代的芘基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的芴基、或取代或未取代的咔唑基。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，式1的z1和z2独立地由以下表示：

4.如权利要求1至3所述的方法，其中，式2的所述二价连接基x3、t1和t2独立地是单键、-o-、-s-、-c(o)-、或以下的基团部分

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述光致抗蚀剂底层组合物进一步包含含有环氧基团的化合物或含有环氧基团的聚合物。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述光致抗蚀剂底层组合物进一步包含：

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述具有式1的化合物由以下表示：

8.一种光致抗蚀剂底层组合物，其包含溶剂和由式1表示的化合物，

9.如权利要求8所述的光致抗蚀剂底层组合物，其进一步包含含有环氧基团的化合物或含有环氧基团的聚合物。

10.如权利要求8所述的光致抗蚀剂底层组合物，其进一步包含：

技术总结
一种形成图案的方法，该方法包括：在衬底上提供光致抗蚀剂底层；在该光致抗蚀剂底层上形成光致抗蚀剂层；将该光致抗蚀剂层图案化；以及将图案从该图案化的光致抗蚀剂层转移到该光致抗蚀剂底层；其中该光致抗蚀剂底层由组合物形成，该组合物包含溶剂和由式1表示的化合物式1，或聚合物，该聚合物具有由式2表示的重复单元式2；其中在式1和2中：Ar1和Ar2独立地表示芳香族基团；并且Y1、Y2、X1、X2、X3、T1、T2、Z1、和Z2是如所定义的。

技术研发人员：A·查韦斯,柯佑晟,山田晋太郎
受保护的技术使用者：罗门哈斯电子材料有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21