[发明专利]与外涂布光致抗蚀剂一起使用的涂料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于微电子应用的组合物，且确切地说，抗反射涂层组合物。本发明的组合物包含热酸产生剂，其包含：i)具有一或多个选自任选经取代的烷基和任选经取代的杂烷基的环取代基的吡锭组分；和ii)磺酸组分。本发明的优选组合物与外涂布光致抗蚀剂组合物一起使用且可称为底部抗反射组合物或“BARC”。

背景技术

光致抗蚀剂是用于将图像转移到衬底的感光膜。在衬底上形成光致抗蚀剂涂层并且随后经由光掩模使光致抗蚀剂层曝光于活化辐射源。在曝光之后，光致抗蚀剂被显影，得到允许选择性处理衬底的浮雕图像。

用于曝光光致抗蚀剂的活化辐射的反射通常对光致抗蚀剂层中图案化的图像的分辨率造成限制。来自衬底/光致抗蚀剂界面的辐射的反射可产生光致抗蚀剂中的辐射强度的空间变化，导致显影时的非均一光致抗蚀剂线宽。辐射还可从衬底/光致抗蚀剂界面散射到光致抗蚀剂的不预期曝光的区域中，再次导致线宽变化。

用于减少反射辐射问题的一种方法为使用插入在衬底表面与光致抗蚀剂涂层之间的辐射吸收层。参见美国专利8623589和6887648。

对于许多高性能光刻应用，利用特定抗反射组合物以提供所需性能特性，如最优吸收特性和涂布特征。参见例如上文所提到的专利文献。尽管如此，电子装置制造商不断地寻求抗反射涂层上方图案化的光致抗蚀剂图像的增加的分辨率且转而需要抗反射组合物的不断增加的性能。

因此将期望具有与外涂布光致抗蚀剂一起使用的新颖抗反射组合物。将尤其期望具有展现增强的性能且可提供图案化到外涂布光致抗蚀剂中的图像的增加的分辨率的新颖抗反射组合物。

发明内容

我们现在提供可与外涂布光致抗蚀剂组合物一起使用的新颖涂料组合物。在优选方面中，本发明的涂料组合物可充当外涂布抗蚀剂层的有效抗反射层。

在特定方面中，提供涂料组合物，包括可用作用于外涂布光致抗蚀剂的抗反射涂层的组合物，其包含：1)树脂；和2)包含以下的离子热酸产生剂：i)具有一或多个选自任选经取代的烷基和任选经取代的杂烷基的环取代基的吡锭组分；和ii)磺酸组分。

我们已发现本发明热酸产生剂可在用于调配抗反射涂层组合物的有机溶剂，如2-羟基异丁酸甲酯(HBM)、丙二醇甲基醚(PGME)和乳酸乙酯(EL)中展现显著溶解性。

我们另外已发现本发明的涂料组合物可在光刻处理期间与外涂布光致抗蚀剂组合物一起产生减少的缺陷。

在某些优选方面中，吡锭组分的环氮未经取代。在其它优选方面中，吡锭组分包含一或多个选自C_1-6烷基和C_1-6烷氧基的环取代基。

可利用多种磺酸组分。在某些优选方面中，磺酸组分为任选经取代的芳基磺酸。

如所提及，优选的本发明的底层涂料组合物是用包含2-羟基异丁酸甲酯、丙二醇甲基醚和乳酸乙酯中的一或多种的溶剂组分调配。组合物的尤其优选的涂料组合物将用溶剂组分(组合物的总溶剂)调配，所述溶剂组分的至少10、20、30、40、50、60、70、80、90、95或更大重量％由2-羟基异丁酸甲酯、丙二醇甲基醚和乳酸乙酯中的一或多种组成。

关于抗反射应用，本发明的底层组合物还优选地含有包含发色团的组分，所述发色团可吸收用于曝光外涂布抗蚀剂层的不合需要的辐射，免于反射回抗蚀剂层中。树脂或交联剂可包含此类发色团，或涂料组合物可包含另一包含适合发色团的组分。

在与外涂布光致抗蚀剂一起使用中，涂料组合物可涂覆于衬底上，如上面可具有一或多个有机或无机涂层的半导体晶片。涂覆的涂层可任选地在用光致抗蚀剂层外涂布之前经热处理。此类热处理可引起涂料组合物层的硬化，包括交联。此类交联可包括一或多种组合物组分之间的硬化和/或共价键形成反应且可调节涂料组合物层的水接触角。

此后，光致抗蚀剂组合物可涂覆于涂料组合物层上方，接着通过图案化活化辐射对涂覆的光致抗蚀剂组合物层成像且成像的光致抗蚀剂组合物层经显影，得到光致抗蚀剂浮雕图像。

多种光致抗蚀剂可与本发明的涂料组合物组合使用(即外涂布)。与本发明的底层涂料组合物一起使用的优选光致抗蚀剂为化学放大抗蚀剂，尤其为负型光致抗蚀剂，其含有一或多种光敏化合物和含有在存在光生酸的情况下经历解块或裂解反应的单元的树脂组分。

在优选方面中，光致抗蚀剂组合物被设计用于负型抗蚀剂，其中曝光区域在显影过程之后保留，但正型显影还可用于去除光致抗蚀剂层的曝光部分。