CN113913060B - 一种顶部抗反射涂层组合物 - Google Patents

一种顶部抗反射涂层组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN113913060B
CN113913060B CN202111212997.3A CN202111212997A CN113913060B CN 113913060 B CN113913060 B CN 113913060B CN 202111212997 A CN202111212997 A CN 202111212997A CN 113913060 B CN113913060 B CN 113913060B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
surfactant
coating composition
photoresist
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111212997.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113913060A (zh
Inventor
马晓明
王健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Runbang Semiconductor Material Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Runbang Semiconductor Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Runbang Semiconductor Material Technology Co ltd filed Critical Suzhou Runbang Semiconductor Material Technology Co ltd
Priority to CN202111212997.3A priority Critical patent/CN113913060B/zh
Publication of CN113913060A publication Critical patent/CN113913060A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113913060B publication Critical patent/CN113913060B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/006—Anti-reflective coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

本发明公开了一种顶部抗反射涂层组合物，该组合物的原料包括含氟聚合物、碱、表面活性剂及溶剂，且所述含氟聚合物的分子量控制在20‑80W之间，按重量份数计，各原料组分的投加量分别为含氟聚合物1‑10份、碱0‑10份、表面活性剂0.05‑10份、溶剂80‑95份。采用上述原料所制得的顶部抗反射涂层能确保光刻胶图形不会变形。

Description

一种顶部抗反射涂层组合物
技术领域
本发明涉及光刻胶用顶部抗反射膜技术领域，具体涉及一种顶部抗反射涂层组合物。
背景技术
在集成电路制造的光刻工艺中，由于基材底层的光学反射，光强沿光刻胶深度方向的正弦周期性变化，导致光刻胶图形侧壁的正弦波动及CD尺寸可控性差。光刻胶开膜能量计最佳曝光能量随光刻胶膜厚增加呈现出正弦周期性波动，使得非平坦表面的胶的曝光能量可控性变差。目前对于改善这些缺陷主要有两种解决方案，第一种为底部抗反射涂层（BARC），在涂布光刻胶前，先在衬底涂布对波长有强烈吸收的BARC层，通过该涂层厚度的控制，使来自光刻胶与BARC层之间的放射光发生破坏性干涉，从而使得总的放射光强度降低。第二种为顶部抗放射层（TARC），在涂布光刻胶后，在光刻胶表面涂布一层折射率为接近光刻胶折射率的平方根，厚度为该其介质中波长的1/4的薄膜，使来自TARC层与空气界面与来自TARC层与光刻胶界面的反射光发生破坏性干涉，从而降低因反射无法被光刻胶吸收的能量。
与BARC相比，TARC的去除较为简洁，只需使用显影液即可。相反BARC涂层的去除较为复杂，需要专门的刻蚀工艺，从而导致工艺成本的上升以及复杂化。因此TARC在实际工艺中，与BARC相比有明显的优势。然而，TARC使用较为特殊的含氟聚合物，因此在一定条件下引起光刻图形的变形。上述技术问题，是本领域技术人员致力于解决的事情。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种不影响光刻胶图形的顶部抗反射涂层组合物。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种顶部抗反射涂层组合物，该组合物的原料包括含氟聚合物、碱、表面活性剂及溶剂，所述含氟聚合物具有以下结构式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
其中，n为大于0的整数；
R1、R2中的每一个独立地选自：
-H；
-CH3；
-C6H5；
-(CH2)n1OH；
-(CH2)n2COOH；
-(CH2)n3CH3；
其中n1为1~3的整数，n2为0~3的整数，n3为0~3的整数，
且所述含氟聚合物的分子量控制在20-80W之间，按重量份数计，各原料组分的投加量分别为含氟聚合物1-10份、碱0-10份、表面活性剂0.05-15份、溶剂80-95份。
作为一种具体的实施方式，所述碱选自羟乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种或多种。
作为一种具体的实施方式，所述溶剂为去离子水。
作为一种具体的实施方式，所述表面活性剂采用了硫酸盐表面活性剂。
作为一种具体的实施方式，所述表面活性剂选自选自十二烷基硫酸钠、脂肪醇醚硫酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、环烷硫酸钠中的一种或多种。
作为一种具体的实施方式，按重量份数计，所述原料中碱的投加量为0-1份。进一步优选地，该组合物的原料由含氟聚合物、表面活性剂及溶剂构成，其中，所述含氟聚合物的分子量控制在20-80W之间，按重量份数计，各原料组分的投加量分别为含氟聚合物1-10份、表面活性剂0.05-15份、溶剂80-95份。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的顶部抗反射涂层组合物，其原料采用了上述结构的含氟聚合物，且分子量控制在20-80W之间，配合其他组分以得到能够抑制光刻胶图形变形的顶部抗放射层。
附图说明
图1a至1d分别为实施例1中的1-1、1-2、1-3、1-5实施例使用CD-SEM观察所观察到的光刻胶图案；
图2a至2d分别为实施例2中的2-1、2-2、2-3、2-4实施例使用CD-SEM观察所观察到的光刻胶图案；
图3a至3e分别为实施例3中的3-1、3-2、3-3、3-4、3-5实施例使用CD-SEM观察所观察到的光刻胶图案；
图4a至4c分别为实施例4中的4-2、4-5、4-8实施例使用CD-SEM观察所观察到的光刻胶图案。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
本发明提供了一种顶部抗反射涂层组合物，其原料包括含氟聚合物、碱、表面活性剂及溶剂，所述含氟聚合物具有以下结构式：
Figure 568188DEST_PATH_IMAGE002
其中，n为大于0的整数；
R1、R2中的每一个独立地选自：
-H；
-CH3；
-C6H5；
-(CH2)n1OH；
-(CH2)n2COOH；
-(CH2)n3CH3；
其中n1为1~3的整数，n2为0~3的整数，n3为0~3的整数，
且所述含氟聚合物的分子量控制在20-80W之间，按重量份数计，各原料组分的投加量分别为含氟聚合物1-10份、碱0-10份、表面活性剂0.05-10份、溶剂80-95份。
具体的，所述碱选自羟乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种或多种；所述溶剂为去离子水；所述表面活性剂采用了硫酸盐表面活性剂。
实施例1（含氟聚合物分子量的选择）
本例中提供一种顶部抗反射涂层组合物，其原料包括含氟聚合物、碱、表面活性剂及溶剂，按重量份数计，各组分的投加量分别为含氟聚合物2份、碱0.5份、表面活性剂10份、溶剂90份，其中碱采用了羟乙基乙二胺，表面活性剂采用了十二烷基硫酸钠，溶剂采用了去离子水，所投加的含氟聚合物的分子量见表1。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE004
测试方法：
将上述TARC涂布在KrF光刻胶上进行曝光实验。TARC的涂布厚度为45nm，不进行光刻胶前烘，KrF光刻胶涂布厚度为500nm，PAB温度为110℃60秒；曝光能量为20-30mJ/cm2,焦距为0.2μm；PEB温度为130℃60秒；使用2.38%的TMAH进行显影。图形为LS(1/1, 260nm)。
光刻胶图案观察方法：使用CD-SEM观察
所观察的光刻胶图案见附图1a至1d。
从图1a至1d中我们可以看出，含氟聚合物分子量分子量在超过20万时可以抑制线条的变形，在分子量达80万时，其线条的变形与分子量在20万时的区别不大；而若超过80万，产品的粘度和溶解性太差没办法用在tarc上，这里未做附图表示。
实施例2（含氟聚合物投加量对光刻胶图案的影响）
本例中提供一种顶部抗反射涂层组合物，其原料包括含氟聚合物、碱、表面活性剂及溶剂，按重量份数计，各组分的投加量分别为碱0.5份、表面活性剂10份、溶剂90份，其中碱采用了羟乙基乙二胺，表面活性剂采用了十二烷基硫酸钠，溶剂采用了去离子水，含氟聚合物的分子量为20万，其投加量参见表2。
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE006
其测试方法同实施例1，其测试所观察到的光刻胶图案见附图2a至2d。从图中我们可以看出，含氟聚合物的添加量不影响光刻胶的相貌特征。
实施例3（碱投加量对光刻胶图案的影响）
本例中提供一种顶部抗反射涂层组合物，其原料包括含氟聚合物、碱、表面活性剂及溶剂，各组分的投加量见表3。
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE008
其测试方法同实施例1，其测试所观察到的光刻胶图案见附图3a至3e。
从图3a至3e中我们可以看出，碱加量不影响光刻胶的相貌特征，同时在碱投加量为0-1时，光刻胶图形的变形量较小。
实施例4（表面活性剂投加量对光刻胶图案的影响）
本例中提供一种顶部抗反射涂层组合物，其原料包括含氟聚合物、碱、表面活性剂及溶剂，各组分的投加量见表4。
表4
Figure DEST_PATH_IMAGE010
其测试方法同实施例1，本例中对实施例4-2、4-5、4-8做了其测试，其所观察到的光刻胶图案见附图4a至4c。
从图4a至4c中我们可以看出，表面活性剂不影响光刻胶图案的形貌特征。但因表面活性剂太多，不易在tarc上涂布，因此，其重量份数控制在0.05-10份之间。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种顶部抗反射涂层组合物，其特征在于，该组合物的原料包括含氟聚合物、碱、表面活性剂及溶剂，所述含氟聚合物具有以下结构式：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，n为大于0的整数；
R1、R2中的每一个独立地选自：
-H；
-CH3；
-C6H5；
-(CH2)n1OH；
-(CH2)n2COOH；
-(CH2)n3CH3；
其中n1为1~3的整数，n2为0~3的整数，n3为0~3的整数，
且所述含氟聚合物的分子量控制在20万-80万之间，按重量份数计，各原料组分的投加量分别为含氟聚合物1-10份、碱0-1份、表面活性剂0.05-10份、溶剂80-95份。
2.根据权利要求1所述的顶部抗反射涂层组合物，其特征在于，所述碱选自羟乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的顶部抗反射涂层组合物，其特征在于，所述溶剂为去离子水。
4.根据权利要求1所述的顶部抗反射涂层组合物，其特征在于，所述表面活性剂采用了硫酸盐表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的顶部抗反射涂层组合物，其特征在于，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、脂肪醇醚硫酸钠、环烷硫酸钠中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的顶部抗反射涂层组合物，其特征在于，所述表面活性剂采用了月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
CN202111212997.3A 2021-10-19 2021-10-19 一种顶部抗反射涂层组合物 Active CN113913060B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111212997.3A CN113913060B (zh) 2021-10-19 2021-10-19 一种顶部抗反射涂层组合物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111212997.3A CN113913060B (zh) 2021-10-19 2021-10-19 一种顶部抗反射涂层组合物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113913060A CN113913060A (zh) 2022-01-11
CN113913060B true CN113913060B (zh) 2022-05-03

Family

ID=79240969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111212997.3A Active CN113913060B (zh) 2021-10-19 2021-10-19 一种顶部抗反射涂层组合物

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113913060B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1666154A (zh) * 2002-07-04 2005-09-07 Az电子材料（日本）株式会社 用于抗反射涂层的组合物及形成图形的方法
US20060292485A1 (en) * 2005-06-23 2006-12-28 Hiroshi Ito Topcoat compositions and methods of use thereof
CN101617273A (zh) * 2007-02-22 2009-12-30 旭硝子株式会社 防反射涂覆用组合物
CN110128904A (zh) * 2019-05-10 2019-08-16 甘肃华隆芯材料科技有限公司 一种用于光刻的上表面抗反射涂层组合物

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016089050A (ja) * 2014-11-05 2016-05-23 旭硝子株式会社 コーティング用組成物およびフォトレジスト積層体の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1666154A (zh) * 2002-07-04 2005-09-07 Az电子材料（日本）株式会社 用于抗反射涂层的组合物及形成图形的方法
US20060292485A1 (en) * 2005-06-23 2006-12-28 Hiroshi Ito Topcoat compositions and methods of use thereof
CN101617273A (zh) * 2007-02-22 2009-12-30 旭硝子株式会社 防反射涂覆用组合物
CN110128904A (zh) * 2019-05-10 2019-08-16 甘肃华隆芯材料科技有限公司 一种用于光刻的上表面抗反射涂层组合物

Also Published As

Publication number Publication date
CN113913060A (zh) 2022-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5582316B2 (ja) ポリマー型の光酸発生剤を含有するレジスト下層膜形成組成物及びそれを用いたレジストパターンの形成方法
TWI688827B (zh) 抗蝕劑底層組成物及使用所述組成物形成圖案的方法
JP6342998B2 (ja) 可溶性金属酸化物カルボキシレートのスピンオン組成物及びそれらの使用方法
US7129020B2 (en) Liquid coating composition for forming a top antireflective film and photoresist laminate using the same, as well as method for forming photoresist pattern
TWI411886B (zh) 圖型之形成方法
TWI805779B (zh) 抗蝕劑底層組成物和使用所述組成物形成圖案的方法
CN104407501A (zh) 用于光刻的组合物和方法
KR20050074962A (ko) 트리아진 화합물을 포함하는 반사 방지 조성물
US20110262863A1 (en) Near-infrared absorptive layer-forming composition and multilayer film
JP2006227632A (ja) 液浸露光プロセス用レジスト保護膜形成用材料、複合膜、およびレジストパターン形成方法
KR20050075328A (ko) 반사 방지 코팅용 조성물 및 패턴 형성방법
KR100399848B1 (ko) 반사방지성표면코팅필름
TWI417667B (zh) 光吸收劑及含有上述光吸收劑的有機抗反射塗層合成物
US7462439B2 (en) Top anti-reflective coating polymer, its preparation method and top anti-reflective coating composition comprising the same
KR20010026524A (ko) 유기 난반사 방지막용 조성물과 이의 제조방법
US20110262862A1 (en) Near-infrared absorptive layer-forming composition and multilayer film
TW548322B (en) Antireflective coating compositions for photoresists
KR102324679B1 (ko) 금속 산화물을 함유하는 재료, 이것의 제조 방법 및 이것의 사용 방법
JP3509760B2 (ja) 半導体装置の製造方法
CN113913060B (zh) 一种顶部抗反射涂层组合物
CN100379807C (zh) 有机底层抗反射组合物及采用该组合物的构图方法
KR102230712B1 (ko) 유기 공중합체, 그 제조 방법, 유기 공중합체를 포함하는 반사방지막 및 응용
CN103324030B (zh) 一种正型光刻胶组合物及正型光刻胶显影工艺
JPH06110199A (ja) 反射防止膜およびレジストパターンの形成方法
WO2010083350A1 (en) Nonpolymeric binders for semiconductor substrate coatings

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant