[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

在优选的方面，提供了有机涂料组合物，特别是与外涂光致抗蚀剂一起使用的抗反射涂料组合物，其包含1)一个或多个经取代尿嘧啶部分；和2)一个或多个反应的二羧酸基团。

技术领域

本发明涉及用于微电子应用的组合物，并且确切地说，抗反射涂料组合物。本发明的优选组合物包含具有一个或多个经取代尿嘧啶部分和一个或多个反应的脂肪族二羧酸基团的树脂。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并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通过光掩模使光致抗蚀剂层暴露于活化辐射源。在暴露之后，使光致抗蚀剂显影，从而得到允许衬底的选择性加工的浮雕图像。

用于暴露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暴露的区域中，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US 20030004901；76915556；US 2006057501；US 2011/0033801；JP05613950B2；JP05320624B2；以及KR1270508B1。

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并且转而需要抗反射组合物的不断增加的性能。

为了获得更高的分辨率，蚀刻底部抗反射涂层(BARC)所需的时间减少了。减少蚀刻时间可以使成像抗蚀剂层的损伤最小化，从而提高分辨率。下层组合物层相对于光致抗蚀剂层的蚀刻速率可以确定在干法蚀刻步骤期间有多少抗蚀剂损失。芯片制造商日益要求快速蚀刻BARC。

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。在其它性能中，表现出快干蚀刻速率的下层涂料组合物将是非常需要的。

发明内容

我们现在提供新的下层涂料组合物，其包含一种或多种树脂，所述树脂包含1)一个或多个经取代尿嘧啶部分；和2)一个或多个反应的二酸基团。如本文所提及的，二酸基团在与其它材料反应以形成树脂之前将具有两个羧基(-COOH)部分。

在某些优选的方面，涂料组合物树脂可以进一步包含3)一个或多个经取代异氰脲酸酯部分。

我们发现，本发明的优选涂料组合物可以在抗蚀剂等离子体蚀刻剂中表现出快速的蚀刻速率。参见例如在之后的实例中阐述的结果。

组合物的树脂的优选尿嘧啶部分被电负性基团如硝基和卤素特别是氟取代。本发明组合物的树脂的优选的反应的二酸基团包括不具有芳香族取代的二酸基团(即脂肪族二酸基团)。

所述组合物的优选树脂具有相对高的Ohnishi参数值，如至少7，更优选7至14或8至12或9至12。如本文所提及的，Ohnishi参数值代表作为NT/(NC-NO)的函数的聚合物中的有效碳含量，其中NT是原子总数，NC是碳原子数，并且NO是氧原子的数量。

本发明的优选树脂包括基于树脂总重量包含尿嘧啶和反应的二羧酸组分的量为20至70重量％的那些树脂，甚至更优选其中尿嘧啶和反应的二羧酸组分的存在量基于树脂总重量为20或30至40、50或60重量％。

本发明优选的涂料组合物还可以包含单独的交联剂组分。这种交联剂可以与树脂组分反应，例如在组合物的涂层热处理过程中，在其上涂覆光致抗蚀剂层之前。优选的交联剂包括胺基材料，如甘脲材料。