[发明专利]与外涂的光致抗蚀剂一起使用的涂料组合物

说明书

本发明涉及尿嘧啶组合物，其尤其可作为在外涂的光致抗蚀剂之下的涂料组合物的一个组分。

光致抗蚀剂是用于将图像转移至基材的光敏感性膜。光致抗蚀剂的涂料层是在基材上形成的，然后光致抗蚀剂层穿过光掩膜在活性隔射源下曝光。光掩膜具有对活性隔射不透光的区域和对活性辐射透光的其他区域。在活性辐射下曝光使得光致抗蚀剂涂层发生光诱导或者化学转变，从而将光掩膜的图案转移到光致抗蚀剂涂覆的基材上。曝光后，显影光致抗蚀剂以提供允许对基材的选择性处理的浮雕图像。

光致抗蚀剂主要使用是在半导体制造中，其目标是将高抛光的半导体薄片如硅或者砷化镓转换成可执行电路功能的电子传导线路复合矩阵。实现这个目标的关键是合适的光致抗蚀剂工艺。虽然在各种光致抗蚀剂工艺步骤中具有强烈的相关，但在实现高分辨率光致抗蚀剂图像中，曝光是被认为最重要的步骤之一。

用于曝光光致抗蚀剂的活性辐射的反射经常造成对光致抗蚀剂中形成的图像的分辨率的限制。来自基材/光致抗蚀剂界面的辐射反射可在光致抗蚀剂中产生辐射强度的空间差异，导致光致抗蚀剂在显影时线幅的非均一性。辐射还可以由基材/光致抗蚀剂界面散射到光致抗蚀剂区域，这种曝光是非预期的，再次导致线幅差异。

已经使用的用于减少反射辐射难题的一个途径是在基材表面和光致抗蚀剂涂层之间插入辐射吸收层。参见U.S.2007026458和2010029556。

电子器件制造商不断地寻求提高减反射涂层上形成图案的光致抗蚀剂图像的分辨率。

在一方面，我们提供新的尿嘧啶型单体，其在形成不同的位于底层的(underlying)减反射涂料组合物中的树脂是有用的。

在进一步的方面，我们提供在此披露的含有反应性尿嘧啶型单体的树脂。

本发明优选的涂料组合物的树脂可含有一个或多个聚酯键合。优选的树脂也可以包含除尿嘧啶基团之外的基团如氰脲酸酯基团。

在更进一步的方面，我们还提供含有在此披露的树脂的减反射组合物。优选的位于底层的减反射涂层组合物的额外的组分包括交联的官能团或者材料。优选的位于底层的涂料组合物被配制为用于旋转涂覆至期望的基材如微电子晶片的有机溶剂组合物。

优选的本发明的位于底层的涂料组合物在调整水接触角的处理之前是交联的。这样的交联包括固化和在一个或多个组合物组分间形成共价键的反应。

在用于减反射性应用时，本发明的位于底层的组合物也优选包含含有发色团基团的组分，所述发色团基团能吸收不期望的被用于使外涂抗蚀剂层曝光的辐射以防止其反射回抗蚀剂层。这样的发色团基团可与其他组合物组分诸如树脂或者酸产生剂化合物一起存在，或者组合物可包含含有所述发色团单元的另一个组分，例如小分子(例如，Mw小于约1000或者500)，其含有一个或多个发色团部分，诸如一个或者多个任选取代的苯基、任选取代的蒽基或者任选取代的萘基基团。

一般的，优选的用于包含在本发明涂料组合物中的尤其是那些用于减反射应用的发色团同时包含单环和多环芳香族基团，例如任选取代的苯基、任选取代的萘基、任选取代的蒽基、任选取代的苯蒽基、任选取代的喹啉基等。特别优选的发色团可根据用于曝光外涂抗蚀剂层的辐射而变。更特别的是，对于在248nm曝光的外涂抗蚀剂，任选取代的蒽基和任选取代的萘基是优选的减反射组合物的发色团。对于在193nm曝光外涂抗蚀剂，任选取代的苯基和任选取代的萘基是特别优选的减反射组合物的发色团。优选的，这样的发色团基团是键合到(例如，侧基)减反射组合物的树脂组分上。

如上所述，本发明的涂料组合物优选是交联组合物，并且包含一种在如热或者活性辐射处理下会交联或以其它方式固化的材料。典型的，所述组合物将包含一种交联剂组分，例如，一种含胺的材料诸如三聚氰胺，甘脲(glycouril)或者苯胍胺化合物或者树脂。优选的，本发明的交联组合物可通过对组合物涂层进行热处理来固化。合适的，所述涂料组合物还包含酸，或者更优选的是酸产生剂化合物，特别是热酸产生剂化合物，以促进交联反应。

对于用作减反射涂料组合物，以及其他应用诸如塞孔(via-fill)，优选的在将光致抗蚀剂组合物层涂敷在组合物层之前，使所述组合物交联。