[发明专利]与经外涂布的光致抗蚀剂一起使用的涂层组合物

说明书

提供有机涂层组合物，尤其与经外涂布的光致抗蚀剂一起使用的抗反射涂层组合物，其包含包含式(I)的表面剂。其中A和B各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基；X和Y各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的碳环芳基；并且n是正整数。优选的涂层组合物可改进经外涂布的光致抗蚀剂层的图案崩塌极限。

背景技术

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层组合物(例如，“BARC”)。本发明的组合物包含表面能控制剂。

光致抗蚀剂是用于将图像转移到衬底上的感光性膜。光致抗蚀剂的涂层形成于衬底上，并且接着光致抗蚀剂层通过光掩模曝露于活化辐射源。曝露后，使光致抗蚀剂显影，以提供允许衬底进行选择性处理的凸纹图像。

用以曝露光致抗蚀剂的活化辐射的反射经常限制图案化于光致抗蚀剂层中的图像的分辨率。来自衬底/光致抗蚀剂界面的辐射的反射可使得光致抗蚀剂中的辐射强度发生空间变化，从而导致在显影时光致抗蚀剂的线宽不均一。辐射亦可自衬底/光致抗蚀剂界面散射到光致抗蚀剂中不想要曝露的区域中，再次导致线宽变化。

一种用以减少反射辐射问题的方法是使用插入在衬底表面和光致抗蚀剂涂层之间的辐射吸收层。参见美国专利2007026458和2010029556。也参见SPIE论文集(Proceedings of SPIE)，第7972卷，9720 Q(2011年)。

已经作出大量的工作来扩展正型显影的实际分辨率能力，包括在浸没式光刻中。一个此类实例涉及通过使用特定显影剂(通常为有机显影剂，例如酮、酯或醚)进行传统上正型类型的化学放大型光致抗蚀剂的负型显影(negative tone development，NTD)，留下不溶性曝露区域产生的图案。参见(例如)美国专利6790579。

然而使用NTD工艺会导致某些问题。显影的光致抗蚀剂图案可(例如)显示与曝露前抗蚀剂层相比显著的厚度损失。这在随后的蚀刻期间会引起由部分抗蚀图案的完全侵蚀产生的图案缺陷。使用较厚的抗蚀剂层可能不是一种实际的解决方案，因为接着会导致例如聚焦深度减小和图案崩塌的其它问题。

电子装置制造商不断地寻求图案化于抗反射涂层上的光致抗蚀剂图像的增加的分辨率。

发明内容

我们现在提供新颖涂层组合物，其可与经外涂布的光致抗蚀剂组合物一起使用。在优选方面中，本发明的涂层组合物可充当用于经外涂布的抗蚀剂层的有效抗反射层。

优选的涂层组合物可包括1)基质聚合物；和2)表面能控制剂，所述表面能控制 剂包含对应于下式(I)的结构：

其中A和B各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基；X和Y各自独立地是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的碳环芳基；并且n是正整数。

优选的涂层组合物可改进经外涂布的光致抗蚀剂层的图案崩塌极限。

确切地说，我们已发现使用如本文中所公开的底涂层组合物可将抗蚀图案崩塌的发生减到最小，尤其如在经外涂布的正型抗蚀剂的负型显影下可能发生。参见(例如)下面实例中所阐述的结果。

不受任何理论限制，我们已发现在负型显影(NTD)工艺中正型光致抗蚀剂的崩塌极限可取决于底层的表面能，包括底部抗反射涂层(bottom anti-reflective coating，BARC)。

我们发现针对给定的光致抗蚀剂，通过使用具有理想表面能的BARC膜可最大化崩塌极限。再次不受任何理论限制，我们认为在NTD工艺中，通过将BARC膜表面能调节到类似于其余(即曝露的光致抗蚀剂)图案的表面能，可达到增强结果(包括减小的抗蚀图案崩塌)。