CN117820910A - 涂层材料和集成电路及制备方法、电子设备 - Google Patents

涂层材料和集成电路及制备方法、电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN117820910A
CN117820910A CN202310014268.XA CN202310014268A CN117820910A CN 117820910 A CN117820910 A CN 117820910A CN 202310014268 A CN202310014268 A CN 202310014268A CN 117820910 A CN117820910 A CN 117820910A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyhydroxystyrene
coating
coating material
light
derivative
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.)
Pending
Application number
CN202310014268.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李雪苗
周慧慧
王力元
杜泽超
王昊阳
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.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies 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 Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Publication of CN117820910A publication Critical patent/CN117820910A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • C09D125/00—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 an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D125/18—Homopolymers or copolymers of aromatic monomers containing elements other than carbon and hydrogen
    • 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
    • C09D5/32—Radiation-absorbing paints
    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

本申请实施例提供一种涂层材料和集成电路及制备方法、电子设备。涂层材料包括：聚羟基苯乙烯衍生物。聚羟基苯乙烯衍生物至少包括聚羟基苯乙烯和吸光基团，吸光基团用于光的吸收。聚羟基苯乙烯的苯环上的至少一个氢原子被吸光基团取代。与小分子玻璃体系相较，聚羟基苯乙烯衍生物具有较高成膜性和较佳的抗刻蚀性能，因此，可以保证包含该聚羟基苯乙烯衍生物的涂层材料具有较高成膜性和较佳的抗刻蚀性能。进一步的，涂层材料的吸光性能，由聚羟基苯乙烯衍生物中的吸光基团所决定，可以通过调节引入的吸光集团来调节涂层材料n、k值，进而可以保证涂层材料批次间的稳定性。

Description

涂层材料和集成电路及制备方法、电子设备
技术领域
本申请涉及图案化材料领域，尤其涉及一种涂层材料和集成电路及制备方法、电子设备。
背景技术
集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。集成电路采用一定的工艺把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等器件连接在一起，形成的具有所需电路功能的微型结构。随着集成电路的不断发展，要求在集成电路上集成越来越多的器件。通常，集成电路包含若干层依次层叠的材料层，并且在各个材料层上形成有特定的图案，并且通过将不同材料层的图案组合(例如可以是连接)形成具有一定功能的器件；例如对于在集成电路上形成的晶体管，在一些材料层中形成有源极以及漏极的图案，在另一些材料层中形成有有源层等等。作为一种可行性实现方式，可以在集成电路的某些材料层(例如衬底层)形成沟槽的图案，进而实现器件的隔离。
请参阅图1，以对衬底层上形成沟槽的图案为例说明如下。首先，在衬底层1表面覆盖一层光敏感性的图案化材料层2(photoresist)，在图案化材料层2远离衬底层1的一侧设置有掩模版3(mask)。掩模版3具有预定图案的镂空3A。入射光A从掩模版3远离图案化材料层2的一侧入射，入射光A可以透过镂空3A照射到图案化材料层2的表面形成感光区域。被照射到的图案化材料层2可以发生反应，使得被照射的图案化材料与未被照射的图案化材料具有不同的理化性质，至此完成感光过程。对被照射的图案化材料或未被照射的图案化材料显影，以去除显影区域的图案化材料层，至此完成显影过程。对没被图案化材料层2保护的衬底层1部分进行刻蚀，以使得衬底层1表面制备出与预定图案匹配的沟槽，至此完成刻蚀过程。
请继续参阅图1，通常在感光过程，入射光A可以透射图案化材料层2到达图案化材料层2与衬底层1的界面。当入射光A到达图案化材料层2与衬底层1的界面时，部分入射光A可以发生反射，为了方便描述可以将发生发射的入射光称之为反射光B。反射光B可以回到图案化材料层2内，这就导致反射光B与入射光A形成干涉，使得在图案化材料层2内部的光强分布不均匀，形成驻波效应，进而导致被照射的图案化材料层2的内部不均匀，进一步导致最终在衬底层形成沟槽的内壁平整度较差。
发明内容
本申请实施例提供一种涂层材料和集成电路及制备方法、电子设备，以解决第一材料层形成沟槽的内壁平整度较差的问题。
本申请实施例第一方面提供一种涂层材料，包括：聚羟基苯乙烯衍生物，聚羟基苯乙烯衍生物至少包括聚羟基苯乙烯和吸光基团，吸光基团用于光的吸收；聚羟基苯乙烯的苯环上的至少一个氢原子被吸光基团取代。
本实现方式中，涂层材料可以在图案化材料层2和衬底层1之间形成涂层。涂层材料具有吸光基团，吸光基团用于光的吸收，因此涂层材料可以对透过图案化材料层的入射光产生一定的吸收，进而可以光反射回图案化材料层，即减少反射光，进而可以降低反射光对入射光干涉作用，提升在图案化材料层内部的光强分布均匀度，进一步保证最终得到沟槽的内壁平整度。进一步的，涂层材料包括：聚羟基苯乙烯衍生物。其中，聚羟基苯乙烯衍生物至少包括聚羟基苯乙烯和吸光基团，吸光基团用于光的吸收。聚羟基苯乙烯的苯环上的至少一个氢原子被吸光基团取代。本申请实施例提供的涂层材料包括聚羟基苯乙烯衍生物，与小分子玻璃体系相较，聚羟基苯乙烯衍生物具有较高成膜性和较佳的抗刻蚀性能，因此，可以保证包含该聚羟基苯乙烯衍生物的涂层材料具有较高成膜性和较佳的抗刻蚀性能。进一步的，涂层材料的吸光性能，由聚羟基苯乙烯衍生物中的吸光基团所决定，可以通过调节引入的吸光集团来调节涂层材料n、k值，进而可以保证涂层材料批次间的稳定性。
结合第一方面的第一种实现方式，聚羟基苯乙烯衍生物包括聚对羟基苯乙烯衍生物。
本实现方式中，聚羟基苯乙烯衍生物包括聚对羟基苯乙烯衍生物，聚对羟基苯乙烯衍生物由对羟基苯乙烯得到，与其他羟基苯乙烯衍生物相比较，对羟基苯乙烯的空间位阻较小，因此，较容易发生聚合反应得到聚羟基苯乙烯衍生物。
结合第一方面的第二种实现方式，聚羟基苯乙烯衍生物还包括至少一个连接基团；
连接基团的一个原子与聚羟基苯乙烯的苯环连接；
连接基团的另一个原子与吸光基团连接。
本实现方式中，吸光基团与聚羟基苯乙烯的苯环通过连接基团连接。连接基团的引入，可以降低吸光基团与聚羟基苯乙烯之间的空间位阻，相应的降低吸光基团与苯环上的碳原子连接的难度。
结合第一方面的第三种实现方式，还包括交联剂，交联剂用于加热时使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。
本实现方式中，涂层材料包括交联剂。交联剂用于加热时使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。交联反应前，聚羟基苯乙烯衍生物的羟基以游离的状态存在，相应的，涂层材料为液体状态。在感光-刻蚀的过程中，通常采用加热旋涂的方式将涂层材料旋涂在衬底层表面。加热旋涂的过程中，交联剂使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应，涂层材料形成膜状附着在衬底层表面。
结合第一方面的第四种实现方式，还包括热产酸材料，热产酸材料加热时产生酸性物质，酸性物质用于加快交联反应的反应速率。
本实现方式中，热产酸材料加热时产生酸性物质，酸性物质用于加快交联反应的反应速率，进而缩短涂层材料形成涂层的时间。
结合第一方面的第五种实现方式，还包括有机溶剂。
本实现方式中，聚羟基苯乙烯衍生物可以溶解在有机溶剂中，以使得涂层材料具有较好的流动性能，进而使得涂层材料可以均匀的涂覆在衬底层的表面上。进而可以达到平整衬底层表面的目的，使得衬底层的几何结构均一，减少由于衬底层几何结构差异对光强均匀度的影响，同时减少衬底层的锐边引起反射光的散射而造成的沟槽缺口，缓解由于衬底层的构型的不同导致而引起的摆动曲线效应，从而能够在更小线宽下得到较好的沟槽。
结合第一方面的第六种实现方式，吸光基团包括第一基团和/或第二基团，第一基团包含芳香族结构，第二基团包含重氮结构；
芳香族结构包括具有至少一个离域键的环状结构；
重氮结构包括烷基与重氮基连接而生成的有机结构。
结合第一方面的第七种实现方式，所述芳香族结构包括苯环、蒽环、萘环、苯环衍生物、蒽环衍生物、萘环衍生物中的一种或多种。
结合第一方面的第八种实现方式，连接基团包括偶氮基团、羰基、酯基、氰基中的一种或几种混合。
结合第一方面的第九种实现方式，交联剂包括甘脲、三聚氰胺、甘脲衍生物、三聚氰胺衍生物中的一种或多种混合。
结合第一方面的第十种实现方式，热产酸材料包括：三氟甲磺酸铵盐、三氟甲磺酸吡啶鎓、九氟丁基磺酸铵盐、九氟丁基磺酸吡啶鎓、对甲苯磺酸铵盐、对甲苯磺酸吡啶鎓中的一种或多种混合。
结合第一方面的第十一种实现方式，有机溶剂包括：丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单甲醚醋酸酯、甲基乙基酮、乳酸乙酯、环己酮、环戊酮、γ-丁内酯、3-乙氧基丙酸乙酯和4-甲基-2-戊醇的中的一种或多种混合。
结合第一方面的第十二种实现方式，聚羟基苯乙烯衍生物的吸光基团导入率在0.4～1.2，吸光基团导入率为在聚羟基苯乙烯衍生物中吸光基团与羟基苯乙烯的摩尔比。
本实现方式，聚羟基苯乙烯衍生物的吸光基团导入率可以在0.4～1.2，可以兼顾聚羟基苯乙烯衍生物的吸光性能、投料产出比及产物纯度。
结合第一方面的第十三种实现方式，涂层材料的固含量在2％～20％。
本实现方式中，固含量在2％～20％可以兼顾涂层材料的流动性和涂层材料形成的涂层的厚度。
结合第一方面的第十四种实现方式，重氮结构由含氮化合物生成，含氮化合物在涂层材料中的质量分数在10％～40％。
本实现方式，含氮化合物在涂层材料中的质量分数在10％～40％，可以兼顾聚羟基苯乙烯衍生物的吸光性能、投料产出比及产物纯度。
本申请实施例第二方面提供一种涂层材料的制备方法，包括：
采用羟基苯乙烯制备聚羟基苯乙烯；
采用聚羟基苯乙烯和具有吸光基团的有机物制备聚羟基苯乙烯衍生物，以使得聚羟基苯乙烯的苯环上的至少一个氢原子被吸光基团取代。
结合第二方面的第一种实现方式，采用羟基苯乙烯制备聚羟基苯乙烯的步骤具体为：
采用阴离子聚合法将羟基苯乙烯制备成聚羟基苯乙烯。
结合第二方面的第二种实现方式，制备方法还包括：
将聚羟基苯乙烯衍生物与交联剂混合，交联剂用于加热时使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。
结合第二方面的第三种实现方式，制备方法还包括：
将聚羟基苯乙烯衍生物、交联剂及热产酸材料混合，交联剂用于加热时使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应，热产酸材料加热时产生酸性物质，酸性物质用于加快交联反应的反应速率。
其中，第二方面任一种可能实现方式中所带来的技术效果可参见上述第一方面不同的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
本申请实施例第三方面提供一种集成电路的制备方法，包括：
在待形成图案的第一材料层的表面形成涂层，涂层采用第一方面提供的涂层材料；
在涂层远离第一材料层的表面上形成图案化材料层；
控制预定图案的光照射图案化材料层，在图案化材料层和涂层上形成感光区域；
对图案化材料层的显影区域进行显影，以去除显影区域的图案化材料层，显影区域与感光区域相同或互补；
通过显影区域对涂层材料和第一材料层刻蚀，在第一材料层上形成图案。
结合第三方面的第一种实现方式，在待形成图案的第一材料层的表面形成涂层的步骤具体为：
采用加热旋涂的方式在待形成图案的第一材料层表面形成涂层材料，涂层材料包括聚羟基苯乙烯衍生物和交联剂；
在交联剂的作用下聚羟基苯乙烯的羟基发生交联反应形成涂层。
结合第三方面的第二种实现方式，在待形成图案的第一材料层的表面形成涂层的步骤具体为：
采用加热旋涂的方式待形成图案的第一材料层的表面形成涂层材料，涂层材料包括聚羟基苯乙烯衍生物、交联剂和热产酸材料；
在交联剂和热产酸材料的作用下聚羟基苯乙烯的羟基发生交联反应形成涂层。
结合第三方面的第三种实现方式，加热旋涂的转速在2000转/分钟～3000转/分钟。
结合第三方面的第四种实现方式，涂层的厚度在800A～1400A。
其中，第三方面任一种可能实现方式中所带来的技术效果可参见上述第一方面不同的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
本申请实施例第四方面提供一种集成电路，采用第三方面提供的制备方法得到。
其中，第四方面任一种可能实现方式中所带来的技术效果可参见上述第一方面及第三方面不同的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
本申请实施例第五方面提供一种电子设备，包括：存储器与存储器相连接的处理器；存储器包括第二方面提供的集成电路，和/或处理器包括第二方面提供的集成电路。
其中，第五方面任一种可能实现方式中所带来的技术效果可参见上述第一方面及第二方面不同的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为衬底层、图案化材料层及掩模版组装体的示意图；
图2为衬底层、图案化材料层及涂层组装体的示意图；
图3为丙烯酸酯共聚物体系的结构式；
图4为小分子玻璃的结构式；
图5为一可行性实施例提供的羟基苯乙烯的结构式；
图6为一可行性实施例提供的聚羟基苯乙烯的结构式；
图7为一可行性实施例提供的含氮化合物的结构式；
图8为一可行性实施例提供的芳香族结构的结构式；
图9为一可行性实施例提供的芳香族结构的200-500nm吸收光谱图；
图10为一可行性实施例提供的芳香族结构的结构式；
图11为一可行性实施例提供的芳香族结构的结构式；
图12为一可行性实施例提供的聚羟基苯乙烯衍生物的结构式；
图13为一可行性实施例提供的聚羟基苯乙烯衍生物的结构式；
图14为一可行性实施例提供的聚羟基苯乙烯衍生物的结构式；
图15为一可行性实施例提供的聚羟基苯乙烯衍生物的结构式；
图16为一可行性实施例提供的甘脲衍生物的结构式；
图17为一可行性实施例提供的三聚氰胺衍生物的结构式；
图18为一可行性实施例提供的一种涂层材料的制备方法的流程图；
图19为一可行性实施例制备的聚羟基苯乙烯的氢谱图；
图20为聚对羟基苯乙烯与2-氨基二苯甲酮，得到的聚对羟基苯乙烯的表征图；
图21为聚对羟基苯乙烯与4-氨基二苯甲酮，得到的聚对羟基苯乙烯的表征图；
图22为聚对羟基苯乙烯与1-氨基蒽醌，得到的聚对羟基苯乙烯的红外图；
图23为一可行性实施例提供的一种集成电路的制备方法的流程图；
图24为一可行性实施例提供的涂层、图案化材料层及衬底层的组装图；
图25为一可行性实施例提供的衬底层、图案化材料层、涂层及掩模版组装体的示意图；
图26为一可行性实施例提供的刻蚀后的图案化材料层、涂层及衬底层组装体的示意图；
图27为一可行性实施例提供的衬底层的示意图；
图28为一可行性实施例提供的膜厚与转速曲线；
图29为一可行性实施例提供的膜厚与转速曲线；
图30为衬底层的扫描电镜图；
图31为一可行性实施例提供的衬底层的扫描电镜图；
图32为一可行性实施例提供的衬底层的扫描电镜图；
图33为一可行性实施例提供的衬底层的扫描电镜图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
此外，本申请中，“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”以及“竖直”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。集成电路采用一定的工艺把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等器件连接在一起，形成的具有所需电路功能的微型结构。随着集成电路的不断发展，要求在集成电路上集成越来越多的器件。通常，集成电路包含若干层依次层叠的材料层，并且在各个材料层上形成有特定的图案，并且通过将不同材料层的图案组合(例如可以是连接)形成具有一定功能的器件；例如对于在集成电路上形成的晶体管，在一些材料层中形成有源极以及漏极的图案，在另一些材料层中形成有有源层等等。作为一种可行性实现方式，可以在集成电路的某些材料层(例如衬底层)形成沟槽的图案，进而实现器件的隔离。
请参阅图1，以对衬底层上形成沟槽的图案为例说明如下。首先，在衬底层1表面覆盖一层光敏感性的图案化材料层2(photoresist)，在图案化材料层2远离衬底层1的一侧设置有掩模版3(mask)。掩模版3具有预定图案的镂空3A。入射光A从掩模版3远离图案化材料层2的一侧入射，入射光A可以透过镂空3A照射到图案化材料层2的表面形成感光区域。被照射到的图案化材料层2可以发生反应，使得被照射的图案化材料与未被照射的图案化材料具有不同的理化性质，至此完成感光过程。对被照射的图案化材料或未被照射的图案化材料显影，以去除显影区域的图案化材料层，至此完成显影过程。对没被图案化材料层2保护的衬底层1部分进行刻蚀，以使得衬底层1表面制备出与预定图案匹配的沟槽，至此完成刻蚀过程。
请继续参阅图1，通常在感光过程，入射光A可以透射图案化材料层2到达图案化材料层2与衬底层1的界面。当入射光A到达图案化材料层2与衬底层1的界面时，部分入射光A可以发生反射，为了方便描述可以将发生发射的入射光称之为反射光B。反射光B可以回到图案化材料层2内，这就导致反射光B与入射光A形成干涉，使得在图案化材料层2内部的光强分布不均匀，形成驻波效应，进而导致被照射的图案化材料层2的内部不均匀，进一步导致最终在衬底层形成沟槽的内壁平整度较差。
请参阅图2，为了解决上述技术问题，可以在图案化材料层2和衬底层1之间增加一个涂层(anti-reflection coating ARC)4。涂层4可以对到达图案化材料层2与涂层4界面的入射光A产生一定的吸收，进而可以减少反射光B，进而可以降低反射光B对入射光A干涉作用，提升在图案化材料层2内部的光强分布均匀度，进一步保证最终得到沟槽的内壁平整度。
进一步的，由于涂层4可以对入射光A产生一定的吸收，进而可以减少一些散射光线(图中未画出)回到图案化材料层，有助于入射光A的聚焦，有助于感光形成更小尺寸的图像。
进一步的，通常涂层4采用涂层材料。涂层材料具有一定的流动性，将其涂覆在衬底层1的表面，可以达到平整衬底层1表面的作用，使得衬底层1的表面几何结构均一，减少由于衬底层1几何结构差异对光强均匀度的影响，同时减少衬底层1的锐边引起反射光的散射而造成的沟槽缺口，缓解由于衬底层1的构型的不同导致而引起的摆动曲线效应，从而能够在更小线宽下得到较好的沟槽。
进一步的，涂层4可以降低入射光A的散射作用，因此，可以能够增加感光能量范围(exposure latitude，EL)和焦距(depth of field，DOF)。
表1为目前公开的涂层材料；
表1
序号 涂层材料
1 酚醛树脂
2 聚酯纤维
3 丙酸酯类均聚物
4 丙酸酯类三元共聚物
5 聚醚
一些现有技术采用涂层材料包括如图3所示的结构。图3提供的结构可以称之为丙烯酸酯共聚物体系。包含丙烯酸酯共聚物体系的涂层材料的吸光性能由聚合反应决定，由于聚合反应的可控性较差，因此，包含丙烯酸酯共聚物体系的涂层材料批次间的稳定性较差。
本申请实施例中，吸光性能可以用吸光度(absorbance)和消光系数(extinctioncoefficient)量化。其中，吸光度可以简称为n，消光系数可以简称为k。
一些现有技术采用的涂层材料包括如图4所示的分子玻璃结构。图4提供的结构可以称之为分子玻璃式体系，此类涂层材料的主体分子结构主要为小分子玻璃，与高分子聚合物相比较，该小分子玻璃的成膜性较差，导致包含小分子玻璃的涂层材料的涂覆性能较差。进一步的，与高分子聚合物相比较，该小分子玻璃的抗刻蚀性能较差，导致包含小分子玻璃的涂层材料抗刻蚀性能较差。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种涂层材料。涂层材料包括：聚羟基苯乙烯衍生物。其中，聚羟基苯乙烯衍生物至少包括聚羟基苯乙烯和吸光基团，吸光基团用于光的吸收。聚羟基苯乙烯的苯环上的至少一个氢原子被吸光基团取代。本申请实施例提供的涂层材料包括聚羟基苯乙烯衍生物，与小分子玻璃体系相较，聚羟基苯乙烯衍生物具有较高成膜性和较佳的抗刻蚀性能，因此，可以保证包含该聚羟基苯乙烯衍生物的涂层材料具有较高成膜性和较佳的抗刻蚀性能。进一步的，涂层材料的吸光性能，由聚羟基苯乙烯衍生物中的吸光基团所决定，可以通过调节引入的吸光集团来调节涂层材料n、k值，进而可以保证涂层材料批次间的稳定性。
下面对本申请实施例提供的涂层材料作进一步的说明：
本申请实施例提供的涂层材料包括：聚羟基苯乙烯衍生物。首先，结合具体附图对聚羟基苯乙烯衍生物作以说明：
在一些可行性实施例中，聚羟基苯乙烯衍生物包括聚羟基苯乙烯，聚羟基苯乙烯由N个羟基苯乙烯聚合而成。
图5示出了羟基苯乙烯的三种结构式(一)、(二)、(三)，其中羟基苯乙烯的每种结构中至少包括苯环53以及连接于苯环53的乙烯基(-CH＝CH2)51、以及连接于苯环53的羟基(-OH)52；需要说明的是连接可以理解为一个氢原子被乙烯基(-CH＝CH2)51或羟基(-OH)52替代。本申请实施例并不对羟基苯乙烯5中羟基52的位置做具体的限定，请参阅图5中的(一)，在一些可行性实现方式中，羟基52可以位于乙烯基51的对位。请参阅图5中的(二)，在一些可行性实现方式中，羟基52可以位于乙烯基51的临位。请参阅图5中的(三)，在一些可行性实现方式中，羟基52可以位于乙烯基51的间位。
请参阅图6示出了聚羟基苯乙烯的一种结构式，N个羟基苯乙烯可以聚合得到聚羟基苯乙烯。在后续实施例中，除特殊说明外，以羟基苯乙烯指的是羟基苯乙烯，聚对羟基苯乙烯指的是聚对羟基苯乙烯。
本申请实施例中，聚羟基苯乙烯的苯环53上至少一个氢原子被吸光基团取代。本申请实施例并不对吸光基团作具体的限定，凡是可以对光产生吸收作用的基团均可以作为吸光基团应用到本申请实施例中。
本申请实施例中，吸光基团的光吸收过程为：光照射吸光基团，如果光的能量与吸光基团的两个分子轨道之间能量差相同，会导致电子在两个分子轨道之间跃迁，分子跃迁的过程中会消耗光，产生光吸收。
作为一种可行性实现方式，吸光基团可以包含离域键。离域键周围的电子可以在离域键周围流动，这就导致离域键周围的电子在分子轨道之间跃迁需要较少的能量。
能量与波长存在如下关系e＝hc/λ。其中，e为能量；h为普朗克常数；c为光速；λ为波长。由于，在含有离域键的吸光基团中，电子在分子轨道跃迁需要的能量较少，因此，含有离域键的吸光基团可以吸收较长波长的光。含有离域键的吸光基团可以吸收波长在190nm～250nm的光。通常，本领域通常采用相应感光波长感光图案化材料层2，因此，本实现方式得到的涂层材料可以与本领域常用技术联用。
作为一种可行性实现方式，吸光基团可以包含重氮结构。重氮结构包括烷基与重氮基连接而生成的有机结构，可以表示为：-R1-N＝N-R1，其中，R1和R1为烷基。重氮结构包含离域键-N＝N-，使得包含重氮结构的吸光基团可以吸收波长在190nm～250nm的光。
作为一种可行性实现方式，重氮结构由含氮化合物得到。作为一种可行性实现方式，含氮化合物可以包括如图7中的结构式。
本申请实施例中，在聚羟基苯乙烯衍生物中吸光基团与羟基苯乙烯的摩尔比称之为吸光基团导入率。将含氮化合物与羟基苯乙烯的质量比称之为含氮化合物的含量。
本申请实施例中，在涂层材料中，吸光基团与羟基苯乙烯的摩尔比称之为吸光基团导入率。
吸光基团导入率与聚羟基苯乙烯衍生物的吸光性能正向相关。在一些可行性实现方式中，为了提升聚羟基苯乙烯衍生物的吸光性能，聚羟基苯乙烯衍生物的吸光基团导入率可以大于或等于0.4。
吸光基团导入率与聚羟基苯乙烯衍生物的投料产出比反向相关。在一些可行性实现方式中，为了提升聚羟基苯乙烯衍生物的投料产出比，聚羟基苯乙烯衍生物的吸光基团导入率可以小于或等于1.2。其中，投料产出可以是但不限于原料与聚羟基苯乙烯衍生物的摩尔比，其中原料可以是但不限于含有吸光基团的物质，羟基苯乙烯。
吸光基团导入率与聚羟基苯乙烯衍生物的产物纯度反向相关，在一些可行性实现方式中，为了提升聚羟基苯乙烯衍生物的产物纯度，聚羟基苯乙烯衍生物的吸光基团导入率可以小于或等于1.2。
作为一种可行性实现方式，为了兼顾聚羟基苯乙烯衍生物的吸光性能、投料产出比及产物纯度，聚羟基苯乙烯衍生物的吸光基团导入率可以在0.4～1.2，优选为0.6～1.0。
含氮化合物的含量与吸光基团导入率正相关。吸光基团导入率与聚羟基苯乙烯衍生物的吸光性能正向相关。在一些可行性实现方式中，为了提升聚羟基苯乙烯衍生物的吸光性能，含氮化合物的含量可以大于或等于10％。
含氮化合物的含量与聚羟基苯乙烯衍生物的投料产出比反向相关。在一些可行性实现方式中，为了提升聚羟基苯乙烯衍生物的投料产出比，含氮化合物的含量可以小于或等于40％。其中，投料产出可以是但不限于原料与聚羟基苯乙烯衍生物的质量比，其中原料可以是但不限于含有吸光基团的物质，例如含氮化合物。
含氮化合物的含量与聚羟基苯乙烯衍生物的产物纯度反向相关。在一些可行性实现方式中，为了提升聚羟基苯乙烯衍生物的产物纯度，含氮化合物的含量可以小于或等于40％。
作为一种可行性实现方式，为了兼顾聚羟基苯乙烯衍生物的吸光性能、投料产出比及产物纯度，含氮化合物的含量可以在10％～40％，优选的15％～30％。
为了提升涂层材料的涂覆性能，作为一种可行性实现方式，涂层材料还包括有机溶剂。作为一种可行性实现方式，有机溶剂可以包括：丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单甲醚醋酸酯、甲基乙基酮、乳酸乙酯、环己酮、环戊酮、γ-丁内酯、3-乙氧基丙酸乙酯和4-甲基-2-戊醇的中的一种或多种混合。
本申请实施例中，聚羟基苯乙烯衍生物可以溶解在有机溶剂中，以使得涂层材料具有较好的流动性能，进而使得涂层材料可以均匀的涂覆在衬底层1的表面上。进而可以达到平整衬底层1表面的目的，使得衬底层1的几何结构均一，减少由于衬底层1几何结构差异对光强均匀度的影响，同时减少衬底层1的锐边引起反射光的散射而造成的沟槽缺口，缓解由于衬底层1的构型的不同导致而引起的摆动曲线效应，从而能够在更小线宽下得到较好的沟槽。
在有机溶剂包括丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单甲醚醋酸酯中的一种或几种混合的实施例中，含氮化合物可以包括如图7中的(三)和(四)的结构式。与包含图7中(一)中结构式的含氮化合物相比较，包含图7中(三)中结构式的含氮化合物具有基团7A，基团7A与丙二醇具有相似的结构，因此包含图7中(三)中结构式的含氮化合物在本实现方式提供的有机溶剂中具有较好的溶解度。与包含图7中(二)中结构式的含氮化合物相比较，包含图7中(四)中结构式的含氮化合物具有基团7B，基团7B与丙二醇具有相似的结构，因此包含图7中(四)中结构式的含氮化合物在本实现方式提供的有机溶剂中具有较好的溶解度。
作为一种可行性实现方式，吸光基团可以包括芳香族结构。芳香族结构包括具有至少一个离域键的环状结构；芳香族结构包含离域键，使得包含芳香族结构包括的吸光基团可以对波长在190nm～250nm的光产生吸收。
请参阅图8，作为一种可行性实现方式，芳香族结构可以包括：图8中的(一)的苯环、图8中的(二)中的蒽环、图8中的(三)中的萘环、图8中的(四)苯环衍生物、图8中的(五)蒽环衍生物、图8中的(六)萘环衍生物中的一种或多种混合。其中，R为取代基。本申请实施例并不对取代基的种类作具体的限定，取代基可以是甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基、硝基、氟原子、氯原子、溴原子，上述取代可以单取代，也可以多取代。
由于苯环、蒽环、萘环、苯环衍生物、蒽环衍生物、萘环衍生物均包含多个离域键(本实现方式中可以称之为双键)，多个双键组成的也可以共轭体系。共轭体系的电子可以在共轭体系周围流动，电子可以在较大的区域内流动，这就导致电子在分子轨道之间跃迁需要的能量进一步降低。因此，包含苯环、蒽环、萘环、苯环衍生物、蒽环衍生物、萘环衍生物的吸光基团可以吸收波长在210nm～250nm的光。
请参阅图9，可以看出包含了苯环、蒽环、苯环衍生物、蒽环衍生物的吸光基团可以在248nm处较大的吸收。
作为一种可行性实现方式，芳香族结构可以采用结构式为图10示出的结构式(一)、(二)、(三)、(四)、(五)、(六)中的一种或几种混合。图10中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立地表示氢、甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基、硝基、氟原子、氯原子、溴原子，上述取代可以单取代，也可以多取代。
作为一种可行性实现方式，吸光基团可以包括：重氮结构和芳香族结构。本实现方式中，芳香族结构可以采用结构式为图11示出的结构式(一)、(二)、其中碳原子11A与重氮结构中的其中一个N原子连接。通常，碳原子11A所在的位置位阻越小，该碳原子11A越容易与N原子连接，相应的重氮结构与芳香族结构的结合难度越低。为了降低重氮结构与芳香族结构的结合难度。作为一种可行性实现方式，芳香族结构可以采用结构式为图11示出的结构式(三)、(四)。与图11中的(一)中碳原子11A相比较，图11中的(三)中碳原子11A距离苯环11B的距离较远，相应的，图11中的(三)中碳原子11A所在位置的位阻较小，因此，图11中的(三)示出的芳香族结构与重氮结构的结合难度较低。与图11中的(二)中碳原子11A相比较，图11中的(四)中碳原子11A距离苯环11B的距离较远，相应的，图11(四)中碳原子11A所在位置的位阻较小，因此，图11中的(四)示出的芳香族结构与重氮结构的结合难度较低。
作为一种可行性实现方式，图11中的芳香族结构的氢原子可以被甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基、硝基、氟原子、氯原子、溴原子中的一个或多个原子/分子取代，可以是单取代也可以是多取代。
至此完成对吸光基团的描述。
本申请实施例不对聚羟基苯乙烯的一个苯环上连接吸光基团的数量作具体的限定。
在一些可行性实现方式中，聚羟基苯乙烯的一个苯环上可以连接一个吸光基团，具体的可以参阅图12。本申请实施例并不对吸光基团在苯环上的取代位置作具体的限定。请参阅图12中的(一)，作为一种可行性实现方式，吸光基团R吸光可与取代乙烯基(-CH＝CH2)51临位的C原子连接。
通常，苯环上的碳原子与乙烯基(-CH＝CH2)51的距离越远，该碳原子所在位置的位阻越小，相应的该碳原子与吸光基团R吸光结合的难度越低。为了降低聚羟基苯乙烯和吸光基团R吸光结合的难度。请参阅图12中的(二)，作为一种可行性实现方式，吸光基团R吸光可与取代乙烯基(-CH＝CH2)51间位的C原子53A连接。与C原子53A相比较，C原子53B与乙烯基(-CH＝CH2)51的距离较远，相应的，C原子53B所在位置的位阻较小，因此，C原子53B与吸光基团R吸光结合的难度较低。
在一些可行性实现方式中，聚羟基苯乙烯的一个苯环上可以连接多个吸光基团，具体的可以参阅图13。其中，吸光基团R吸光1与吸光基团R吸光2可以是相同的吸光基团也可以不是不同的吸光基团。
作为一种可行性实现方式，聚羟基苯乙烯的每个苯环上连接的吸光基团R吸光可以相同也可以不同，图12和图13为聚羟基苯乙烯的每个苯环上连接相同吸光基团R吸光的情况。本实现方式中吸光基团R吸光的不同，可以是苯环上连接吸光基团R吸光的数量不同，也可以是苯环上连接吸光基团R吸光的种类不同，也可以是苯环上连接吸光基团R吸光的位置不同。图14为一可行性实施例提供的聚羟基苯乙烯衍生物的结构式，可以看出苯环53-1，苯环53-2连接的吸光基团R吸光的数量不同。图14提供的聚羟基苯乙烯衍生物的吸光基团导入率：(y+2z)/(x+y+z)。
通常情况下，苯环53上的碳原子位阻较大，相应的吸光基团与苯环上的碳原子连接的难度较大，相应的得到的聚羟基苯乙烯衍生物的投料产出比较低。
为了提升聚羟基苯乙烯衍生物的投料产出比，作为一种可行性实现方式，聚羟基苯乙烯衍生物还包括至少一个连接基团；请参阅图15，其中L为连接基团，连接基团的一个原子与聚羟基苯乙烯的苯环连接；连接基团的一个原子与吸光基团连接。
本申请实施例并不对连接基团的种类作具体的限定，例如，连接基团包括：偶氮基团(-N-N-)、羰基(-C-O-)、酯基、氰基(-C＝N-)中的一种或几种混合。
为了提升涂层材料的成膜性能，降低涂层材料制得的涂层在图案化材料层的溶剂中的溶解度。作为一种可行性实现方式，涂层材料还包括：交联剂。交联剂用于加热时使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。
作为一种可行性实现方式交联剂可以包括：甘脲、三聚氰胺、甘脲衍生物、三聚氰胺衍生物中的一种或多种混合。
本申请实施例，涂层材料包括交联剂。交联剂用于加热时使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。交联反应前，聚羟基苯乙烯衍生物的羟基以游离的状态存在，相应的，涂层材料为液体状态。在感光-刻蚀的过程中，通常采用加热旋涂的方式将涂层材料旋涂在衬底层表面。加热旋涂的过程中，交联剂使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应(cross-linking reaction)，涂层材料形成膜状附着在衬底层表面。
进一步的，聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应的过程中，聚羟基苯乙烯衍生物由线性分子结构转换为网状分子结构。与线性分子结构的聚羟基苯乙烯衍生物相比较，网状分子结构的聚羟基苯乙烯衍生物的耐磨性得以提升，相应的该涂层材料制得的涂层耐磨性较高。
在衬底层形成沟槽后，需要去除涂层。通常采用打磨的方式去除涂层，实现方式提供的涂层材料制得的涂层耐磨性较高，因此采用本实现方式提供的涂层材料制备的涂层，可以在一定程度上延长去除涂层的所需的时间，进而有利于精准的控制打磨厚度，避免由于过度打磨对衬底层造成的损耗。
作为一种可行性实现方式，甘脲衍生物可以包含图16中的(一)的结构式。在有机溶剂包括：丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单甲醚醋酸酯中的一种或几种混合的实施例中，甘脲衍生物可以包含图16中的(二)的结构式。与包含图16中的(一)结构式的甘脲衍生物相比较，包含图16中的(二)结构式的甘脲衍生物具有基团16A，基团16A与丙二醇具有相似的结构，因此，包含图16中的(二)结构式的甘脲衍生物在本实现方式提供的有机溶剂中具有较好的溶解度。R9、R10各自独立的表示碳原子数1～4的烷基。
作为一种可行性实现方式，三聚氰胺衍生物可以包含图17中的(一)的结构式。在有机溶剂包括：丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单甲醚醋酸酯中的一种或几种混合的实施例中，三聚氰胺衍生物可以包含图17中的(二)的结构式，与包含图17中的(一)结构式的三聚氰胺衍生物相比较，包含图17中的(二)结构式的三聚氰胺衍生物具有基团17A，基团17A与丙二醇具有相似的结构，因此，包含图17中的(二)结构式的三聚氰胺衍生物在本实现方式提供的有机溶剂中具有较好的溶解度R11、R12各自独立地表示甲基或乙基。
作为一种可行性实现方式，在上述实施例提供涂层材料的基础上，涂层材料还包括热产酸材料。
本申请实施例中，热产酸材料加热时产生酸性物质，酸性物质用于加快交联反应的反应速率。热产酸材料可以是但不限于，三氟甲磺酸铵盐、三氟甲磺酸吡啶鎓、九氟丁基磺酸铵盐、九氟丁基磺酸吡啶鎓、对甲苯磺酸铵盐、对甲苯磺酸吡啶鎓中的一种或多种混合。其中酸性物质由热产酸材料的种类决定，例如，热产酸材料为三氟甲磺酸铵盐酸性物质可以是硫酸，亚硫酸等含有硫元素的酸。
本实施例提供的涂层材料，在加热旋涂之前，热产酸材料并未释放酸性物质，因此，在加热旋涂之前，热产酸材料并未改变涂层材料的pH，因此，不会对涂层材料中的交联剂及聚羟基苯乙烯衍生物的性质产生影响。在加热旋涂时，热产酸材料加热时产生酸性物质，酸性物质用于加快交联反应的反应速率，进而缩短涂层材料形成涂层的时间。
本申请实施例中，固含量等于烘干后的涂层材料(也可以是涂层材料制得的涂层)与液态的涂层材料的质量比。
固含量与单位体积/质量涂层材料形成的涂层的厚度正相关。在一些可行性实现方式中，为了提升涂层的厚度，固含量可以大于或等于2％。
固含量与涂层材料的流动性反向相关，为了保证涂层材料的流动性作为一种可行性实现方式，固含量可以小于或等于20％。
为了兼顾涂层材料的流动性和涂层材料形成的涂层的厚度，作为一种可行性实现方式，固含量可以在2％～20％，优选在3％～12％。
本申请实施例第二方面提供一种涂层材料的制备方法，请参阅图18，制备方法包括S181～S183/S184：
S181采用羟基苯乙烯制备聚羟基苯乙烯；
制备聚羟基苯乙烯的方式可以采用本领域惯用的聚合反应方式，在此申请人不做过多的限定。
图19为一可行性实施例制备的聚羟基苯乙烯的氢谱图。可以检测出聚羟基苯乙烯(a、b、c、d)位的氢原子，因此可以证明已成功合成聚羟基苯乙烯。
作为一种可行性实现方式，S181可以采用阴离子聚合法将羟基苯乙烯制备成聚羟基苯乙烯。
本实现方式采用，采用阴离子聚合法将羟基苯乙烯制备成聚羟基苯乙烯，进而可保证得到的聚羟基苯乙烯的聚合物分散性指数(polymer dispersity index，PDI)小于或等于1.20，进而保证得到的聚羟基苯乙烯分子量分布均匀，进而保证由该聚羟基苯乙烯制得的涂层材料性质均一。
表2为示例性的示出几种聚羟基苯乙烯的PDI。
表2不同分子量的聚羟基苯乙烯及PDI
序号 数均分子量 PDI 序号 数均分子量 PDI
1 3500 1.18 7 9500 1.20
2 4000 1.20 8 10800 1.07
3 4700 1.10 9 13000 1.09
4 5300 1.16 10 16500 1.10
5 6800 1.14 11 17800 1.12
6 7000 1.14 12 20000 1.12
可以看出本实现方式得到的聚羟基苯乙烯的PDI均小于或等于1.21，进而保证得到的聚羟基苯乙烯分子量分布均匀，进而保证由该聚羟基苯乙烯制得的涂层材料性质均一。
S182采用聚羟基苯乙烯和具有吸光基团的有机物制备聚羟基苯乙烯衍生物，以使得聚羟基苯乙烯的苯环上的至少一个氢原子被吸光基团取代。
下面结合具体的附图对合成的聚羟基苯乙烯衍生物作以说明。
图20为聚对羟基苯乙烯与2-氨基二苯甲酮，得到的聚对羟基苯乙烯的表征图。其中图20中的(一)为氢谱图，可以看出在2.02处有一个吸收峰，2.02处的吸收峰为(-C＝O)吸收峰。图20中的(二)为红外图，可以看出在1664nm处有一个吸收峰，1664nm处的吸收峰为(-C＝O)吸收峰。由图20可知，2-氨基二苯甲酮与聚对羟基苯乙烯连接成功。
图21为聚对羟基苯乙烯与4-氨基二苯甲酮，得到的聚对羟基苯乙烯的表征图。其中图22中的(一)为氢谱图，可以看出在2.02处有一个吸收峰，2.02处的吸收峰为(-C＝O)吸收峰。图21中的(二)为红外图，可以看出在1664nm处有一个吸收峰，其中1664nm处的吸收峰为(-C＝O)吸收峰。由图21可知，4-氨基二苯甲酮与聚对羟基苯乙烯连接成功。
图22为聚对羟基苯乙烯与1-氨基蒽醌，得到的聚对羟基苯乙烯的红外图。可以看出在1664nm处有一个吸收峰，其中1664nm处的吸收峰为(-C＝O)吸收峰。由图22可知，1-氨基蒽醌与聚对羟基苯乙烯连接成功。
请继续参阅图18，作为一种可行性实现方式，制备方法还包括：
S183将聚羟基苯乙烯衍生物与交联剂混合，使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。
交联剂用于使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。
请继续参阅图18，作为一种可行性实现方式，制备方法还包括：S184将聚羟基苯乙烯衍生物、交联剂及热产酸材料混合，使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。
其中，热产酸材料加热时产生酸性物质，酸性物质用于加快交联反应的反应速率。
表3示例性的介绍几种涂层材料包含的物质；本申请实施例中，PHS表示聚对羟基苯乙烯。
表3
涂层材料的吸光性能可用n和k表示，吸光性能与n正向相关，吸光性能与k正向相关，下面结合具体的数值对涂层材料的吸光性能作以说明。
表4示例性的示出几种涂层材料的n和k。两行数据分别表示两次结果比较。
表4涂层材料的折射率n及消光系数k表征结果
本申请实施例示出制备方法得到的涂层材料包括：聚羟基苯乙烯衍生物。其中，聚羟基苯乙烯衍生物包括聚羟基苯乙烯和吸光基团。涂层材料包括聚羟基苯乙烯衍生物，与小分子玻璃体系相较，聚羟基苯乙烯衍生物具有较高成膜性和较佳的抗刻蚀性能，因此，可以保证包含该聚羟基苯乙烯衍生物的涂层材料具有较高成膜性和较佳的抗刻蚀性能。进一步的，涂层材料的吸光性能，由聚羟基苯乙烯衍生物中的吸光基团所决定，可以通过调节引入的吸光集团来调节涂层材料n、k值，进而可以保证涂层材料批次间的稳定性。
本申请实施例还提供一种集成电路的制备方法，请参阅图23，集成电路的制备方法包括S231～S235：
S231在待形成图案的第一材料层的表面形成涂层。
本申请实施例中，第一材料层可以是但不限于衬底层、以及在衬底上形成半导体层、绝缘层、导电材料层等。
其中，涂层4采用本申请实施例提供的涂层材料。
S232在涂层远离第一材料层的表面上形成图案化材料层。
图24为涂层4、图案化材料层2及衬底层1的截面结构图。可以看出，涂层4堆叠在图案化材料层2与衬底层之间。
S233控制预定图案的光照射图案化材料层，在图案化材料层和涂层上形成感光区域。
请参阅图25，在一可行性实现方式中可以在光源与图案化材料层2之间设置掩模版3，掩模版3具有预定图案的镂空3A，光源发出的光透过镂空3A，得到具有预定图案的光。预定图案的光的照射区域称之为感光区域。
预定图案的光照射在图案化材料层可以使得被照射的被照射的图案化材料层与未被照射的图案化材料层性质不同。例如图案化材料层采用的图案化材料分为两类,一类是负性图案化材料,一类是正性图案化材料。在显影后，正性图案化材料层未感光的部分将被保留下来，感光区域被显影液去除；而负性图案化材料层的感光区域则在显影后被保留下来。
作为一种可行性实现方式，被照射的图案化材料层的在显影剂中的溶解度大于未被照射的图案化材料在显影剂中的溶解度。在本实现方式中，显影区域为与感光区域相同的区域。在显影剂的作用下，与未被照射的图案化材料层相比，被照射的图案化材料层的溶解速度较快。图案化材料层未感光的部分将被保留下来
作为一种可行性实现方式，被照射的图案化材料层的在显影剂中的溶解度小于未被照射的图案化材料在显影剂中的溶解度。在本实现方式中，显影区域为与感光区域互补的区域(即未被光照射的区域)。在显影剂的作用下，与被照射的图案化材料层相比，未被照射的图案化材料层的溶解速度较快。图案化材料层的感光区域则在显影后被保留下来。
S234通过显影区域对涂层和第一材料层刻蚀，在第一材料层上形成图案。
在显影区域第一材料层1未被图案化材料层2保护起来，可以对未被图案化材料层2保护的涂层和第一材料层进行刻蚀，以第一材料层上形成图案。需要说明的是，在进行步骤S234的处理之前，首先需要通过对上述的图案化材料层进行显影处理，以将显影区域的图案化材料层去除，以将显影区域对应的涂层和第一材料层暴露出来。
本申请实施例中，刻蚀的方式可以是干法刻蚀和湿法刻蚀，干法刻蚀可以是但不限于打磨刻蚀，湿法刻蚀可以是但不限于溶剂刻蚀。
图26为刻蚀后的图案化材料层2、涂层4及衬底层1组装体的示意图。可以看出，在衬底层1的一侧形成有沟槽1A。
请继续参阅图23，作为一种可行性实现方式，制备方法还可以包括S235去除图案化材料层和涂层。
图27为衬底层的示意图。可以看出，衬底层1的一侧形成有预定图案的沟槽1A。
作为一种可行性实现方式步骤S231可以包括：S1A和S1B。
S1A采用加热旋涂的方式在衬底层的表面形成涂层材料，涂层材料包括聚羟基苯乙烯衍生物和交联剂。
S1B在交联剂的作用下聚羟基苯乙烯的羟基发生交联反应形成涂层。
本申请实施例，涂层材料包括交联剂。交联剂用于加热时使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。交联反应前，聚羟基苯乙烯衍生物的羟基以游离的状态存在，相应的，涂层材料为液体状态。在感光-刻蚀的过程中，通常采用加热旋涂的方式将涂层材料旋涂在衬底层表面。加热旋涂的过程中，交联剂使得聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应(cross-linking reaction)，涂层材料形成膜状附着在衬底层表面。
进一步的，聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应的过程中，聚羟基苯乙烯衍生物由线性分子结构转换为网状分子结构。与线性分子结构的聚羟基苯乙烯衍生物相比较，网状分子结构的聚羟基苯乙烯衍生物的耐磨性得以提升，相应的该涂层材料制得的涂层耐磨性较高。
作为一种可行性实现方式步骤S231可以包括：S2A和S2B。
S2A采用加热旋涂的方式在衬底层的表面形成涂层材料，涂层材料包括聚羟基苯乙烯衍生物、交联剂和热产酸材料；
S2B在交联剂和热产酸材料的作用下聚羟基苯乙烯的羟基发生交联反应形成涂层。
本实现方式提供的涂层材料，在加热旋涂之前，热产酸材料并未释放酸性物质，因此，在加热旋涂之前，热产酸材料并未改变涂层材料的pH，因此，不会对涂层材料中的交联剂及聚羟基苯乙烯衍生物的性质产生影响。在加热旋涂时，热产酸材料加热时产生酸性物质，酸性物质用于加快交联反应的反应速率。进而缩短涂层材料形成涂层的时间。
涂层的厚度与在衬底层表面形成沟槽的效率反向相关。涂层的厚度越大，加热旋涂的过程中以及刻蚀的过程中耗费的时间越多，相应的在衬底层表面形成沟槽的效率越低。为了提升在衬底层表面形成沟槽的效率，作为一种可行性实现方式，涂层的厚度小于或等于1400A。
通常采用打磨的方式去除涂层，如果涂层的厚度过薄，将会导致过度打磨，即在打磨的过程中也打磨掉一部分衬底层。为了避免过度打磨对衬底层造成的损耗，作为一种可行性实现方式，涂层的厚度可以大于或等于800A，以达到保护衬底层的目的。
为了兼顾在衬底层表面形成沟槽的效率和保护衬底层，作为一种可行性涂层的厚度可以在800A～1400A。
在加热旋涂的过程中，旋涂的转速与最终得到的涂层的厚度反向相关。具体的可参阅图28和图29。本实施例中，涂层材料包括2-氨基聚对羟基苯乙烯、甘脲。涂层材料分别在1500转/分钟、2000转/分钟、2500转/分钟、3000转/分钟、1500转/分钟的转速下进行旋涂，涂层材料(对应图中前烘)的厚度与涂层材料形成的涂层(对应图中后烘)的厚度可以参阅28。
在一可行性实施例中，涂层材料包括2-氨基聚对羟基苯乙烯、甘脲。分别对固含量分别为3％、4％及5％的涂层材料，在1500转/分钟、2000转/分钟、2500转/分钟、3000转/分钟、1500转/分钟的转速下进行旋涂，最终得到的涂层的厚度可以参阅29。
图28和图29的结果可以看出，旋涂的转速与最终得到的涂层的厚度反向相关，为了保证最终得到的涂层的厚度作为一种可行性实现方式，旋涂的转速大于或等于2000转/分钟。
涂层的厚度过大会降低涂层的打磨效率，为了保证涂层的打磨效率，作为一种可行性实现方式，旋涂的转速小于或等于3000转/分钟。
为了兼顾涂层的打磨效率和涂层的厚度，作为一种可行性实现方式，旋涂的转速在2000转/分钟～3000转/分钟。
本申请实施例提供的制备方法在衬底层形成沟槽的过程中，在衬底层与图案化材料层形成抗反射层。涂层采用涂层材料。涂层材料包括聚羟基苯乙烯衍生物。聚羟基苯乙烯衍生物至少包括聚羟基苯乙烯和吸光基团，吸光基团用于光的吸收。进而使得涂层4可以对到达图案化材料层2与涂层4界面的入射光A产生一定的吸收，进而可以减少反射光B，进而可以降低反射光B对入射光A干涉作用，提升在图案化材料层2内部的光强分布均匀度，进一步保证最终得到沟槽的内壁光滑。
本申请实施例还提供一种集成电路，衬底层采用本申请实施例集成电路的制备方法得到。集成电路可以包括衬底层表面具有用于隔绝器件且内壁光滑的沟槽。
下面结合具附图对本申请实施例可以在衬底层表面刻蚀内壁光滑的沟槽作以说明。
请参阅表5，为本申请实施例提供的集成电路包含的衬底层的电镜表征结果。
表5衬底层的电镜表征结果
图30为曝图案化材料蚀过程中采用现有技术提供的涂层材料得到的衬底层的电镜图，其中图30中的(一)为衬底层的俯视图，图30中的(二)为图30中的(一)在AA’截面上的剖面图。可以看出沟槽1A的内壁存在较多的缺口，光滑性较差。
图31为曝图案化材料蚀过程中采用现有技术提供的涂层材料得到的衬底层的电镜图，其中图31中的(一)为衬底层的俯视图，图31中的(二)为图31中的(一)在AA’截面上的剖面图。与图30提供的方案，图31提供的方案中沟槽1A的内壁较为光滑。
图32为曝图案化材料蚀过程中采用现有技术提供的涂层材料得到的衬底层的电镜图，其中图32中的(一)为衬底层的俯视图，图32中的(二)为图32中的(一)在AA’截面上的剖面图。与图30提供的方案，图32提供的方案中沟槽1A的内壁较为光滑。
图33为曝图案化材料蚀过程中采用现有技术提供的涂层材料得到的衬底层的电镜图，其中图33中的(一)为衬底层的俯视图，图33中的(二)为图33中的(一)在AA’截面上的剖面图。与图30提供的方案，图33提供的方案中沟槽1A的内壁较为光滑。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括：存储器与存储器相连接的处理器；
存储器包括本申请实施例提供的集成电路，和/或处理器包括本申请实施例提供的集成电路。
虽然详细描述了本申请实施例及其优点，但是应当理解，能够对本文的实施例进行各种改变、替换和变更，而没有背离所附权利要求书所定义的本申请实施例的精神和范围。在通过上述的描述，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请实施例揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在申请实施例的保护范围之内。因此，申请实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (26)

1.一种涂层材料，其特征在于，包括：聚羟基苯乙烯衍生物，所述聚羟基苯乙烯衍生物至少包括聚羟基苯乙烯和吸光基团，所述吸光基团用于光的吸收；
所述聚羟基苯乙烯的苯环上的至少一个氢原子被所述吸光基团取代。
2.根据权利要求1所述的涂层材料，其特征在于，所述聚羟基苯乙烯衍生物包括聚对羟基苯乙烯衍生物。
3.根据权利要求1或2所述的涂层材料，其特征在于，所述聚羟基苯乙烯衍生物还包括至少一个连接基团；
所述连接基团的一个原子与所述聚羟基苯乙烯的苯环连接；
所述连接基团的另一个原子与所述吸光基团连接。
4.根据权利要求1～3任一项所述的涂层材料，其特征在于，还包括交联剂，所述交联剂用于加热时使得所述聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。
5.根据权利要求4所述的涂层材料，其特征在于，还包括热产酸材料，所述热产酸材料加热时产生酸性物质，所述酸性物质用于加快所述交联反应的反应速率。
6.根据权利要求1～5任一项所述的涂层材料，其特征在于，还包括有机溶剂。
7.根据权利要求1～6任一项所述的涂层材料，其特征在于，所述吸光基团包括第一基团和/或第二基团，所述第一基团包含芳香族结构，所述第二基团包含重氮结构；
所述芳香族结构包括具有至少一个离域键的环状结构；
所述重氮结构包括烷基与重氮基连接而生成的有机结构。
8.根据权利要求7所述的涂层材料，其特征在于，所述芳香族结构包括苯环、蒽环、萘环、苯环衍生物、蒽环衍生物、萘环衍生物中的一种或多种。
9.根据权利要求3～8任一项所述的涂层材料，其特征在于，所述连接基团包括偶氮基团、羰基、酯基、氰基中的一种或几种混合。
10.根据权利要求4～9任一项所述的涂层材料，其特征在于，所述交联剂包括甘脲、三聚氰胺、甘脲衍生物、三聚氰胺衍生物中的一种或多种混合。
11.根据权利要求5～10任一项所述的涂层材料，其特征在于，所述热产酸材料包括：三氟甲磺酸铵盐、三氟甲磺酸吡啶鎓、九氟丁基磺酸铵盐、九氟丁基磺酸吡啶鎓、对甲苯磺酸铵盐、对甲苯磺酸吡啶鎓中的一种或多种混合。
12.根据权利要求6～11任一项所述的涂层材料，其特征在于，所述有机溶剂包括：丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单甲醚醋酸酯、甲基乙基酮、乳酸乙酯、环己酮、环戊酮、γ-丁内酯、3-乙氧基丙酸乙酯和4-甲基-2-戊醇的中的一种或多种混合。
13.根据权利要求1～12任一项所述的涂层材料，其特征在于，所述聚羟基苯乙烯衍生物的吸光基团导入率在0.4～1.2，所述吸光基团导入率为在所述聚羟基苯乙烯衍生物中所述吸光基团与羟基苯乙烯的摩尔比。
14.根据权利要求1～13任一项所述的涂层材料，其特征在于，所述涂层材料的固含量在2％～20％。
15.根据权利要求7所述的涂层材料，其特征在于，重氮结构由含氮化合物生成，所述含氮化合物在所述涂层材料中的质量分数在10％～40％。
16.一种涂层材料的制备方法，其特征在于，包括：
采用羟基苯乙烯制备聚羟基苯乙烯；
采用所述聚羟基苯乙烯和具有吸光基团的有机物制备聚羟基苯乙烯衍生物，以使得所述聚羟基苯乙烯的苯环上的至少一个氢原子被所述吸光基团取代。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述采用羟基苯乙烯制备聚羟基苯乙烯的步骤具体为：
采用阴离子聚合法将所述羟基苯乙烯制备成所述聚羟基苯乙烯。
18.根据权利要求16或17所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
将所述聚羟基苯乙烯衍生物与交联剂混合，所述交联剂用于加热时使得所述聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应。
19.根据权利要求16或17所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
将所述聚羟基苯乙烯衍生物、交联剂及热产酸材料混合，所述交联剂用于加热时使得所述聚羟基苯乙烯衍生物的羟基发生交联反应，所述热产酸材料加热时产生酸性物质，所述酸性物质用于加快所述交联反应的反应速率。
20.一种材料的制备方法，其特征在于，包括：
在待形成图案的第一材料层的表面形成涂层，所述涂层采用如权利要求1～15任一项所述的涂层材料；
在所述涂层远离所述第一材料层的表面上形成图案化材料层；
控制预定图案的光照射所述图案化材料层，在所述图案化材料层和所述涂层上形成感光区域；
对所述图案化材料层的显影区域进行显影，以去除所述显影区域的图案化材料层，所述显影区域与所述感光区域相同或互补；
通过所述显影区域对所述涂层和所述第一材料层刻蚀，在所述第一材料层上形成所述图案。
21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述在待形成图案的第一材料层的表面形成涂层的步骤具体为：
采用加热旋涂的方式在待形成图案的所述第一材料层表面形成所述涂层材料，所述涂层材料包括聚羟基苯乙烯衍生物和交联剂；
在所述交联剂的作用下所述聚羟基苯乙烯的羟基发生交联反应形成涂层。
22.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述在待形成图案的第一材料层的表面形成涂层的步骤具体为：
采用加热旋涂的方式待形成图案的所述第一材料层的表面形成所述涂层材料，所述涂层材料包括聚羟基苯乙烯衍生物、交联剂和热产酸材料；
在所述交联剂和所述热产酸材料的作用下所述聚羟基苯乙烯的羟基发生交联反应形成涂层。
23.根据权利要求21或22所述的制备方法，其特征在于，所述加热旋涂的转速在2000转/分钟～3000转/分钟。
24.根据权利要求20～23任一项所述的制备方法，其特征在于，所述涂层的厚度在800A～1400A。
25.一种集成电路，其特征在于，采用如权利要求20～23任一项所述的制备方法得到。
26.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器与所述存储器相连接的处理器；
所述存储器包括如权利要求25所述的集成电路，和/或所述处理器包括如权利要求25所述的集成电路。
CN202310014268.XA 2022-06-30 2023-01-05 涂层材料和集成电路及制备方法、电子设备 Pending CN117820910A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210764458 2022-06-30
CN2022107644589 2022-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117820910A true CN117820910A (zh) 2024-04-05

Family

ID=89383296

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310014268.XA Pending CN117820910A (zh) 2022-06-30 2023-01-05 涂层材料和集成电路及制备方法、电子设备
CN202310686542.8A Pending CN117866487A (zh) 2022-06-30 2023-06-09 一种化合物及其制备方法和应用

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310686542.8A Pending CN117866487A (zh) 2022-06-30 2023-06-09 一种化合物及其制备方法和应用

Country Status (2)

Country Link
CN (2) CN117820910A (zh)
WO (1) WO2024002277A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5994430A (en) * 1997-04-30 1999-11-30 Clariant Finance Bvi) Limited Antireflective coating compositions for photoresist compositions and use thereof
KR100363695B1 (ko) * 1998-12-31 2003-04-11 주식회사 하이닉스반도체 유기난반사방지중합체및그의제조방법
US20030215736A1 (en) * 2002-01-09 2003-11-20 Oberlander Joseph E. Negative-working photoimageable bottom antireflective coating
US20050214674A1 (en) * 2004-03-25 2005-09-29 Yu Sui Positive-working photoimageable bottom antireflective coating
CN110590976B (zh) * 2019-09-19 2020-12-25 北京师范大学 一种含偶氮基团的聚对-羟基苯乙烯衍生物、其制备方法及其在抗反射涂层中的应用
CN112680052B (zh) * 2020-12-23 2022-06-28 上海飞凯材料科技股份有限公司 一种抗反射涂料组合物及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024002277A1 (zh) 2024-01-04
CN117866487A (zh) 2024-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4879384B2 (ja) フォトレジストレリーフイメージを形成する方法
JP5357186B2 (ja) 多重暗視野露光によるハードマスクのパターン形成のためのオントラックプロセス
JP4789300B2 (ja) フォトレジストレリーフイメージの形成方法
JP5047728B2 (ja) 半導体素子の微細パターン形成方法
JP4247512B2 (ja) レジストフロー工程用フォトレジスト組成物、及びこれを利用したコンタクトホールの形成方法
TWI477915B (zh) 與塗覆於上面的光阻併用之塗覆組成物
JPH11133618A (ja) 光酸発生剤をしてなる反射防止コーティング組成物
JP4918162B2 (ja) １９３ｎｍリソグラフィー用の二重層の感光性で現像液に可溶な底面反射防止塗膜
JP2005055893A (ja) リソグラフィ用反射防止ハードマスク組成物およびそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JP2004503830A (ja) 化学増幅型ネガ型フォトレジスト組成物
JPS62234148A (ja) コントラスト増強用の光脱色性層
TWI489202B (zh) 正型感放射線性組成物、硬化膜及其形成方法
JP2023036751A (ja) 複合トリガーフォトレジスト組成物および方法
CN104884423A (zh) 亚甲基富勒烯
TW202104240A (zh) 輻射圖案化組合物在基板上的穩定化界面
JP4259871B2 (ja) ヒドロキシプロピルセルロースのアリールウレタン類を含む熱硬化性の反射防止コーティング
JP3683986B2 (ja) 感光性組成物
KR20050013995A (ko) 스티렌-알릴 알콜 공중합체를 포함하는 반사방지 코팅조성물 및 듀얼 다마신 매립 조성물
TW200404191A (en) Method for forming fine pattern and resist surface treatment agent
KR20010095279A (ko) 포토레지스트 조성물 및 그의 용도
KR100570211B1 (ko) 유기 반사방지막용 가교제 중합체, 이를 포함하는 유기반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의 패턴형성 방법
KR20120071856A (ko) 하드마스크용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 패턴 형성 방법
JPH1165125A (ja) パターン形成方法
CN117820910A (zh) 涂层材料和集成电路及制备方法、电子设备
DE112010005304B4 (de) Reflexionsmindernde Hartmaskenzusammensetzung und Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Materials damit

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication