TWI253544B - Planarizing antireflective coating compositions - Google Patents
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J253544 A7 五、發明說明(1 ) [發明背景] [發明領域] (請先閲讀背面之>i意事項再填寫本頁) 本發明係有關減少曝光輻射從基板反射回外敷光阻層 内之組成物。特定言之,本發明係有關可被塗敷成為與其 下面之基板一樣平坦之塗覆層之抗反射塗覆組成物。 [背景技藝] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 光阻係用於將影像轉移至基板的感光性薄膜。先於基 板上形成光阻塗覆層,然後將該光阻層透過光罩曝光於活 化輻射源。此光罩具有活化輻射穿不透之區域,及活化輻 射可牙透之其他區域。藉由曝光於活化輻射下,使光阻塗 覆層進行光誘導化學轉換,因而將光罩圖案轉移到經塗覆 光阻之基板上。曝光後,該光阻經顯影提供浮凸影像(reUef image)而可對基板進行選擇性加工處理。光阻組成物一般 為此項技藝所悉知,並見述於1975年由紐約McGrawHiU Book Company出版,Deforest所著之”光阻材料及製程 {Photoresist Materials and Processes)^ 一 書中第 2 章,及由 紐約Plenum Press出版,Moreau所著之,,半導體微影原 理·、f 绦瓦材斜{Semiconductor Lithographyt PrincipUs, /Vacizces 一 書中第 2 及 4 章。 光阻主要用於半導體之製造上,其目的在將經高度抛 光之半導體晶片(例如矽或砷化鎵)轉變成執行迴路功能之 電子導電途徑(較好具有微米或次微米幾何)之複雜美質。 適當的光阻製程為達成此目的之關鍵。雖然各種光二=程 步驟間強烈地互相依賴,惟曝光被認為是獲得高解析光阻 91583 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) 1253544 A7 B7 五、發明說明(2 ) 影像較重要的步驟之一。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 用於將光阻曝光的活化輻射之反射時常使該光阻層成. 像圖案之解析度受到限制。自基板/光阻界面之輻射反射會 使光阻之輻射強度產生立體差異(Spatiai variations),於顯 景’時造成不均一之光阻線寬。輻射也會自基板/光阻界面散 射入不擬曝光之光阻區域,又造成線寬差異。輻射在光阻 各區域間之散射及反射量通常有所不同,進一步造成線寬 之不均一性。基板表面形態(topography)之差異也會引起使 解析度受限之反射問題。 因此,新穎之抗反射塗覆組成物為業界所需求。 [發明概述] 申請人發現抗反射塗層通常在反射表面上方四分之一 波厚處(quarter wave thicknesses)功能最適當。因此,在許 多情形下,喜用保形(conformal)抗反射塗覆組成物。 然而,在某些應用中,較不喜用保形塗層。舉例而言, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當晶圓或其他基板表面形態具有垂直階梯時,即無法維持 所需之四分之一波塗層厚。於該情形下,較好使用平坦化 抗反射塗覆組成物,因其使垂直階梯形體之光阻厚無差 異。如此均一之光阻厚使CD差異成為極小,且由於所有 光阻置於相同高度而可能增進焦點之有效深度。此外,在 此等表面形態上使用平坦化ARC使得蝕刻過程之曝光相 當均一,於清除側壁期間,不致使溝渠中心曝露於抗反射 钱刻。 本發明提供適用為抗反射塗覆組成物(ARC)之新穎輻 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 2 91583 1253544 A7 ____ B7 _ 五、發明說明(3 ) 射吸收組成物以及光阻組成物。本發明之Arc可被二 坦化,因此可應用於如上述之用途。 本發明之第一態樣係提供包括樹脂黏合劑成^ 射組成物,該樹脂黏合劑成分含有分子量相當低 物,例如Mw為約8,000道耳吞或更少、更佳Mw為約一 6,000或5,000道耳吞或更少之聚合物。mw為約β 3,000或2,000道耳吞或更少之聚合物或募聚物也可 明之平坦化ARC中使用。一般而言,本發明之此態 低分子量樹脂具有至少約1〇〇〇或15〇〇道耳呑之 书吾用含有丙稀酸酿單元之樹脂。
頃發現具有如此低分子量樹脂成分之本發明A 應用在基板表面時,可表現出良好之平坦化性質。 。本發明之ARC可塗覆於例如垂直及傾斜階梯之 面形態,而於其上提供相當均一、平坦化之表面。 本發明之又一態樣係提供包括相當低分子量增 〇物之平坦化ARC。本發明ARC組成物較佳之增 合物包含非聚合性化合物,惟亦可使用多種寡聚物 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 明arc所用之增塑劑一般具有少於約2,〇〇〇或15匚 吞之刀子里’更佳為少於約1,〇〇〇、8〇〇或5〇〇道耳 子量。較佳之增塑劑亦具有足夠之分子量而於微影 間較不揮發,例如至少約150或200道耳吞之分子± 或具有超過約160。〇、更佳為超過約18(TC或約200-點。 舉例而言,適合之增塑劑包含蒽化合物,特別—
915 = 1253544 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(4 ) 基或苯甲基取代之化合物,例如9_(2,,4,_二羥基_3_甲基笨甲基)蒽·'具有多個芳基取代、特別是多個苯基或其他碳環 芳基取代之化合物,例如(3-羥笨基)[雙(3_環己基_4_羥基_ 6-甲苯基)]甲⑨:可具有附加之碳環芳基取狀紛型化合 物’例如2,6-雙(2’,4,-二經苯甲基M•甲笨酚;酿酸烧醋化合物,例如酞酸二(C2-Cl6烷基)酯化合物,如酞酸二辛酯 等。寡聚物之實例包含丙烯酸酯募聚物,例如丙烯酸乙酯/ 丙稀酸縮水甘油醋之募聚物等。 頃發現含有此等增塑劑化合物之本發明ARC,於應用 在基板表面(包含具有例如垂直及傾斜階梯之顯著表面形 態之基板表面)時’可表現出良好之平坦化性質。 本發明亦提供組合本發明上述二態樣(亦即含有低分 子量樹脂以及增塑劑化合物)之平坦化Arc。 本發明亦常喜用交聯性arc。於交聯系統中,有一或 夕種成分此夠使施敷之ARC塗層進行交聯或硬化之某種 反應。此等交聯型組成物較好包含酸或酸產生劑化合物(例 如受熱酸產生劑),以誘發或促進ARC之一或多種成分之 此等交聯作用。通常較佳之交聯性抗反射組成物包括分離 之交聯劑成分,例如以胺為主之材料。本發明亦包含在與 光阻組成物之意指用途期間,不進行顯著交聯之抗反射組 成物。 本發明之又一態樣係提供平坦化arc組成物之施敷 方法。彼等方法通常包含在基板上施敷arc組成物,加熱 該經施敷之ARC塗覆層,使組成物流動而增進平坦化。然 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐) 91583 (請先閲讀背面之沒意事項再填寫本頁) 裝 訂ίι^—丨 蠢 1253544 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(5 ) 後在ARC塗覆層上施敷光阻。 於彼等方法中,如果ARC組成物為交聯性組成物,則 流動溫度應低於可誘發該ARC組成物顯著交聯之溫度。舉 例而言,此等平坦化交聯型AkC可包括玻璃轉移溫度(Tg) 低於誘發ARC組成物實質交聯溫度之樹脂。使用此等
ARC,則可將經施敷之ARC加熱至大約樹脂之Tg,使ARC 組成物流動及達成增進之平坦度,惟未使組成物顯著地交 聯。其後,ARC組成物可在高於樹脂Tg之溫度進一步加 熱,以誘發顯著之交聯。較好ARC樹脂Tg比誘發ARC組 成物顯著交聯之溫度低至少約l〇°C、15°C或20°C,更好 ARC樹脂Tg比誘發ARC組成物顯著交聯之溫度低至少約 25°C、30°C、3 5°C或40°C。通常較喜用含有丙晞酸酯單元 之低Tg樹脂。本文所稱之”誘發ARC組成物發生顯著交聯 之溫度”或其他類似術語,係界定為意指曝露於該溫度60 秒時,該ARC組成物之交聯劑成分至少約20莫耳%已經 反應之溫度。 具有此等低Tg樹脂之ARC可藉由許多策略來提供。 例如,可使用包括可降低樹脂Tg之較”撓性”單體之聚合單 元之ARC樹脂。撓性單體之實例包含甲基丙晞酸二乙二醇 酯、丙烯酸二乙二醇酯及對應之低級烷基(例如Ch4)醚, 特別是甲酯,例如 ch2=c(ch3)c(o)och2ch2och3、 ch2=chc(o)och2ch2och3、ch2=chc(o)och2ch2och2ch2och3、 ch2=c(ch3)c(o)och2ch2och2ch2och3 等;甲基丙烯酸 乙二醇酯及丙烯酸乙二醇酯;具有4個或4個以上碳原子 -----------裝--------訂ii-------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 5 91583 1253544 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(6 ) (一般為4至約16個碳原子)之丙烯酸烷酯,如丙烯酸正丁 酉旨,及其羥烷基取代基具有4至约16個碳原子之甲基丙稀 酸羥烷酯或丙烯酸羥烷酯等。 ARC組成物流動及交聯間之此等溫度差異可藉由數 個不同策略來提供。於一較佳方法中,ARC組成物於酸存 在下發生交聯,且組成物含有只在曝露於ARC樹脂Tg以 上之相當咼溫度才會產生酸之受熱酸產生劑。舉例而言, 用於本發明此一態樣之較佳受熱酸產生劑在至少約7〇〇c 或80°c,更佳為至少約90°C或10(TC,又更佳為至少約uo C或1 2 0 c ’延長(例如至少約3 0秒)曝露而被活化(產生 酸)。 本發明亦包含具有此等低Tg樹脂以及上述本發明其 他一或兩種態樣(亦即低分子量樹脂及/或增塑劑化合物) 之ARC組成物。 本發明之抗反射組成物對正作用型光阻及負作用型光 阻組成物均適用。 本發明進一步提供形成光阻浮凸影像之方法,及包括 以本發明抗反射組成物單獨或組合光阻組成物所塗覆之基 板之新穎製造物件。塗覆本發明抗反射組成物之典型基板 包含如微電子晶圓及平面顯示基板(例如液晶顯示基板)。 茲揭示本發明之其他態樣於下。 [圖式簡單說明] 第1圖示出測定ARC平坦度之概要圖。 [發明之詳細說明] ------------ΦΜ------- —訂--------- (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適财®國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公羞I 6 91583 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 1253544 五、發明說明(7 如上述,第一悲樣中,本發明之抗反射組成物包括低 分子量聚合物。該低分子量聚合物能夠提供高度平坦化之 塗覆。 塗覆層平坦化之一度量為”平坦度,,或”D〇pn,本文對 既定階梯表面形態之DOP作如丁之界定: DOP = 1 - Rj/R2 式中1為覆於該階梯形體上的ARC組成物之最大,,凹陷深 度’ R2為階梯深度。計算DOP之該等關係進一步示於第 1圖式,其中基板10具有傾斜階梯(例如可能由於矽製程 之局部氧化而形成)及ARC層12。該 所述值之商數即等於塗層之DOP。本文所用二坦度及, 或”D〇P”等詞係指如上述並示於第i圖之ι減去队除以 R2)的值。 本發明較佳之ARC可顯示至少約〇5之D〇p之階梯 形體’該階梯形體具有由石夕製程之局部氧化(L〇c〇s)所形 成之傾斜剖面且具有0.8微米寬及2微米中點深度,此等 形體更佳為具有至少約〇.55或0 6()之D〇p,此等形體又 更佳為具有約0.65之DOP。 如上述,本發明之第一態樣係提供含有低Mw樹脂之 平坦化ARC。多種不同材料可作為arc之低分子聚合物 使用。低分子聚合物較好在意指用途中展現適當特性者, 特別疋能夠溶於選定溶劑中之聚合物。 至於本發明之交聯性ARC,該聚合物可適當地含有斑 其他组成物成分反應以引起交聯之部位,惟其他繼成分 本紙張尺_ _~ii5TCNS)A4 規格(21〇7^— 7 91583 -----------Aw --------^------1— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1253544 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(8 ) 亦可作為交聯物質,例如另一聚合物。 於冰备、外線應用時,抗反射組成物之聚合物較好有效 地吸收深紫外線範圍(一般為約1〇〇至3〇〇nm)之反射。因 此,該聚合物較好含有深紫外線發色團之單元,亦即吸收 深紫外線輻射之單亓。古# & ^ A , # 早70冋度共軛之部分通常為適當之發色 團。芳族基,特別是多環烴或雜環單元,一般為較佳之深 紫外線發色團,例如具有二至三或四個稠合或分開之環、 各環為具有〇至3個仏〇或s原子之3至8員環之基團。 此等發+色團包含經取代或未經取代之菲基、經取代或未經 取代^蒽基、經取代或未經取代之〇丫咬、經取代或未經取 代之萘基、經取代或未經取代之喹啉基、及環_取代之喹啉 基(例如羥喹啉基)。其中以經取代或未經取代之蒽基為特 佳。較佳之樹脂黏合劑具有側出之蒽基。較佳之樹脂包含 揭示於希普列公司(Shlpley c〇mpany)歐洲公開申請案 813114A2第4頁之式][者。 ” 另一較佳之樹脂黏合劑包括具有一或多個N、〇或§ 壞原子之經取代或未經取代之喹啉基或喹啉基衍生物,例 如羥喹啉基。此聚合物可含有自聚合物主鏈側出之其他單 =,例如羧基及/或烷醋單元。特佳之抗反射組成物樹脂為 含有該等單元之丙烯酸聚合物,例如揭示於希普列公司歐 洲公開申請案813114A2第4至5頁之式樹脂。 於193 nm成像時,ARC組成物較好含有具苯基發色 團單元之樹脂。例如,與193 nm成像之光阻使用之較佳 ARC樹脂為苯乙烯、甲基丙烯酸2_羥乙酯及甲基丙烯酸 - -----I I I I — ^--------^---------. (請先閱讀背面之庄意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 8 91583 1253544 A7 B7 五、發明說明(9 ) 醋⑽38:32莫耳比)聚合單元级成之三元共聚物。該等苯 基樹脂及其於八仏組成物中之用途已揭示於希普列公司 於1998年9月15日申請之美國申請案序號〇9/1 53 575 (請先閱讀背面之庄音?事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明抗反射組成物之低分子量樹脂較好藉由聚合二 或多種不同單體予以合成,Μ至少—種單^含例 基、喹啉基或羥喹啉基之發色團。可適當使用自由基聚合 作用’例如,於自由基引發劑存在下,較好於惰性氛圍(例 如比或氬氣)及升高之溫度(例如約5〇χ:或高於5〇。〇μ雖然 反應溫度可視所用特定試劑之反應性及反應溶劑(如果使 用溶劑)之沸點而異],使大量單體反應而提供各種單元。 可使用多種溶劑,例如丙醇類與丁醇類及芳族溶劑,例如 苯、氣苯、?苯及二曱苯。三甲亞楓、二子基甲酿胺、丙 二醇單甲基醚、乳酸乙醋及THF亦適用。溶劑較好於添加 試劑前先除氣。亦可使用鏈轉移試劑,例如第三(十二烷基) 硫醇任何特疋系統之適當反應溫度可由熟習此項技藝者 依據本揭示内容輕易地憑經驗決定。多種自由基引發劑可 用於製備本發明之共聚物。例如,可使用偶氮化合物,例 如2,2,·偶氮雙(2_甲基丁腈)、2,2,_偶氮雙(2,4_二甲基戊 腈)、偶氮-雙·2,2’-異丁腈(ΑΙΒΝ)及1,1’_偶氮雙(環己烷 腈)。亦可使用過氧化物、過氧酸酯、過氧酸及過氧硫酸鹽。 參見下文為反應條件例示之實施例1至4。 同時,雖然較不喜用,惟預塑之樹脂亦可藉發色團予 以官能化。例如,縮水甘油基酚型樹脂(例如縮水甘油基酚 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐) 9 91583 1253544 A7
五、發明說明(10 ) 駿清漆)可與蒽基羧酸反應。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之抗反射組成物樹脂較好於深紫外線波長(例· 如在100至約300 nm之範圍内)展現良好之吸收。更詳言 之,本發明較佳之樹脂黏合劑於所用曝光波長(例如約248 nm或約193 nm)之光密度為每微米約3個吸收單位(吸收單 位/μ),較好於所用曝光波長為每微米約5至2〇或2〇個以 上之吸收單位,更好於所用曝光波長為每微米約4至16 或1 6個以上之吸收單位。對於特定樹脂而言,藉由增加樹 脂之發色團單元百分比可獲得較高之吸收值。 雖然一般較喜用具有此等吸收發色團之抗反射組成物 樹脂,惟本發明之抗反射組成物亦可包括其他樹脂作為共 樹脂或唯一之樹脂黏合劑成分之用。舉例而言,可使用盼 類,例如聚(乙烯苯酚類)及酚醛清漆類。該等樹脂揭示於 希普列公司歐洲申請案ΕΡ 542008及頒給Thackeray等人 之美國專利案5,851,738。下文所述作為光阻樹脂黏合劑之 其他樹脂亦可於本發明抗反射組成物之樹脂黏合劑成分中 使用。 本發明抗反射組成物樹脂成分之濃度可於相當寬廣範 圍内有所不同,通常所用樹脂黏合劑之濃度為抗反射組成 物乾燥成分總量之約50至95重量%,更典型地為乾燥成 分總量(除了溶劑載體以外之所有成分)之約60至90重量 % 〇 多種化合物可作為本發明抗反射組成物之增塑劑用。 若需要,則增塑劑材料亦可包含曝光輻射吸收發色圍。舉 — — — — — — — — — — 1AW i — — — — — — ^*— — 1 —--- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 10 91583 1253544
五、發明說明(11 ) 例而言,適合之增塑劑包含蒽化合物,特別是經笨基或苯 甲基取代之化合物,例如9-(2,,4,-二羥基甲基笨甲美> 蒽;具有多個芳基取代、特別是多個苯基或其他碳環芳基 取代之化合物,例如(3-羥苯基)[雙(3_環己基羥基_6•甲 苯基)]甲烷;可具有另外之碳環芳基取代之酚型化合物, 例如2,6-雙(2,,4,-二羥苯甲基)_4•甲苯酚等。於許多應用中 喜用非聚合性增塑劑。然而’如上述,亦可使用寡聚物增 塑劑。較佳之寡聚物包含丙烯酸酯寡聚物,例如丙烯酸乙 醋/丙烯酸縮水甘油酯之寡聚物等。一般而言,本發明arc 組成物所用之寡聚物增塑劑具有約2、3、4、5、6或7個 連接單元,更典型為約2、3、4或5個連接單元。本發明 ARC之券聚物增塑劑較好具有約3〇〇〇或少於3〇〇〇、更好 約2,000或1,500或少於1,500道耳吞之Mw。 本發明ARC中使用的若干特佳之增塑劑包含下述化 合物:L至么,其中包含募聚合物t至么。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 11 91583 1253544 A7 B7 五、發明說明(12
ch3ch2c 6 HO.
OH
Avg Μη 二 i 0004
CHatOCHeCH^xOH
Avg. Mw 2000 1 CH3CH2'
CH^CHoOH Avg. Mn ~ 1000 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
增塑劑化合物存在之量以arc組成物總固體(除了溶 劑载體以外之所有成分)量計,較好約5重量%至約50重 里%,更好約10至3〇或4〇重量%。特佳者以ARC組成物 總固體量計,為増塑劑之2〇重量%載荷。 含有低Tg樹脂之本發明arc通常可藉由如上述低 Mw樹脂之製法,於樹脂合成中使用撓性單體予以製備。 參見下文為反應條件例示之實施例3與4。如本文所述, 低Tg樹脂亦可具有低。如上述,適合之"撓性"單體包 含例如甲基丙烯酸二乙二醇酯及丙烯酸二乙二醇酯;甲基 丙稀酸乙二醇酯及丙烯酸乙二醇酯;具有4或4個以上碳 (一般為4至約16個碳)之丙烯酸烷酯,如丙烯酸正丁酯; 及其經烷基取代基具有4至約16個碳原子之甲基丙稀酸羧 烷酯或丙烯酸羥烷酯,例如CH2=C(CH3)C〇〇(CH2CH2〇)4CH2CH 〇H 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 12 91583 -----------AW ^--------訂---------, (請先閱讀背面之沒音?事項再填寫本頁) 1253544 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -Ο
J A7 五、發明說明(13 ) (該單體即所謂,ΉΕΜΑ-5,,)等。 本發明之父聯型抗反射組成物通常亦含有另外的交聯 劑成分。可使用多種交聯劑,包含揭示於併入本文供參考 之希普列公司歐洲申請案EP 542008中之彼等抗反射組成 物交聯劑。舉例而言,適合之抗反射組成物交聯劑包含以 胺為主之交聯劑,例如三聚氰胺材料,包含三聚氰胺樹脂, 例如由 American Cyanamid 製造並以 Cymel 3〇〇、3〇1、 303、350、370、380、1116及113〇之商品名出售者。特 佳者為乙炔脲類,包含可得自American Cyanamid之乙炔 脲類。苯并關胺(benzoquanamine)及以脲為主之材料亦適 合,包含例如可得自American Cyanamid公司、商品名為
Cymelll23& 1125之苯并關胺樹脂,及可得自八则士⑽ Cyanamid公司、商品名為Beetle6〇、65& 8〇之脲樹脂等 樹脂。此等以胺為主之樹脂除了市售可得外,可藉由例如 丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺共聚物與▼醛於含醇溶液中之反 應,或者藉由N-烷氧甲基丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺與其他 適合單體之共聚作用予以製備。 特佳者為低鹼度抗反射組成物交聯劑,例如甲氧甲義 化之乙炔脲。一特佳之交聯劑為對應於下面結構(πι)之甲 氧甲基化之乙炔脲: h3co
Ji απ> JNf h3co 91583 ^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1253544 A7 --------- 五、發明說明(14 ) 此甲氧甲基化之乙炔脲可藉已知方法予以製備。此化 合物亦為American cyanamid公司以商品名p〇wderlink 1174市售可得者。 其他適合之低鹼度交聯劑包含羥基化合物,特別是多 官能化合物,例如具有一或多個羥基或羥烷基取代基(例如 C1 ^餐烧基取代基)之苯基或其他芳族基。通常較佳者為苯 酚化合物,例如二-甲醇苯酚具有相 鄰(於1至2個環原子内)羥基及羥烷基取代之其他化合 物,特別是具有一或多個甲醇或其他羥烷基環取代基且至 少一個羥基緊鄰此羥烷基取代基之苯基或其他芳族化合 物0 頃發現本發明抗反射組成物中所用之低驗度交聯劑, 例如甲氧甲基化之乙炔脲’可提供極佳之微影操作性能’ 包含顯著減少(SEM檢查)外敷光阻浮凸影像之下挖 (undercutting)或下腳(footing)現象。 本發明抗反射組成物交聯劑成分存在之量為抗反射組 成物總固體(除了溶劑載體以外之所有成分)量之5至重 量%之間’其存在量更典型為總固體量之約7至25重量 % 〇 本發明之交聯型抗反射組成物較好進一步包括酸或酸 產生劑化合物,特別是受熱酸產生劑化合物,以於抗反射 組成物塗覆層固化期間催化或促進交聯。較好使用受熱酸 產生劑,亦即,於加熱處理時可產生酸之化合物。多種已 知之受熱酸產生劑均適用,例如2,4,4,6 -四溴環己二烯酿I、 本紙張尺度過用中國國家標準(CNS)A4規格⑵〇 χ 297公餐) ^一' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ---- ---訂-----I--- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ch3(ch2)8 1253544 A7 -----—_gl_____ 五、發明說明(15 ) 安息香甲苯磺酸酯(benzoin tosylate)、甲苯磺酸4-硝基笨 甲酯及有機磺酸之其他烷酯類。活化時可產生磺酸之化入 物通常亦適合。抗反射組成物中,受熱酸產生劑存在之遭 度典型為組成物乾燥成分總量之約〇 · 1至1 〇重量%,更好 為乾燥成分總量之約2重量%。 如上述’本發明之”多固化(111111^丨-()1^6)”方法一先進行 較低溫之流動加熱處理,然後進行較高溫之交聯處理〜 中’較好使用於較高溫可被活化(產生酸)之受熱酸產生 劑。較佳之高溫活化受熱酸產生劑包含芳基磺酸胺鹽,例 如具下式之化合物:
(SO/NRsH )n 式中各R分別獨立為氫或具1至約6個碳之烷基,!!為i 或2且較好為2,及該萘環可視需要於有效位置被例如具1 至約16個碳之烷基等所取代。 特佳之受熱酸產生劑具有下面通式之結構(R之定義 同上),且為美國康乃狄格州挪瓦克市國王工業公司(King
Industries,Inc·)以商品名 Nacure X49-110 市售可得者: CH3(CH2)8
so3 nr3h+ S〇3 nr3h 除了受熱酸產生劑外,亦可僅將酸調配於抗反射組成 物中’特別是需要於酸存在下加熱固化之抗反射組成物, 因此在使用抗反射組成物之前,酸不會促進組成物成分不 ----------I ^ ml — ^Nil —--I I a Aw i讀先閱讀背面之*!意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用3國家標準(CNS)h規格⑽X 297公釐) 15 91583 1253544 ___B7 五、發明說明(Μ ) :所欲之反應。適合之酸包含強酸如續酸,例如甲苯磺酸' 甲燒確酸、三氟甲燒碳酸等或其特料之混合物。 本發明亦包含在與光阻組成物之意指用途中,不進行 =者父聯之抗反射組成物。此等非交聯型抗反射組成物不 需包含用於誘發或促進交聯反應之交聯劑成分或酸或受熱 酸產生劑。換言之’此等非交聯型抗反射組成物通常基^ 上不含(亦即少於約重量%)或完全不含用於促進交聯|寒 反應之交聯劑成分及/或酸表面。 本發明之抗反射組成物較好亦包括一或多種光酸產生|寺 劑(亦即"PAG”),其用量足以抑制或實際上防止外敷光阻層 不為所欲之下凹或下腳現象。本發明之此一態樣中,光酸 產生劑並非作為促進父聯反應之酸源,因此較好該光酸產 生劑於抗反射組成物交聯(於交聯性arc之情形下)期間, 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 實際上不被活化。特別是對於受熱交聯型抗反射組成物而 言’該抗反射組成物PAG必須對交聯反應條件實際上很穩 定,因此PAG可於隨後外敷光阻層曝光時被活化及產生 酸。詳言之,較佳之PAG在約140或150至190°C之溫度 曝露5至30分鐘或更久時,實際上不會分解或裂解。此等 PAG及其於抗反射塗覆組成物之用途揭示於希普列公司 Pavelchek等人於1997年2月6日申請之美國專利申請序 號08/797,741及對應之日本專利申請案10-61845中。 對於本發明之至少若干抗反射組成物而言,較喜用可 作為界面活性劑及在接近該抗反射組成物上層部分、緊鄰 抗反射組成物/光阻塗覆層界面處聚集之抗反射組成物光 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 16 91583 1253544 A7 五、發明說明(17 ) 酸產生劑。本發明特佳之抗反射組成物光酸產生劑可在曝 路於深糸外線輻射’特別是約248 nm、約1 93 nm及/或約 157 nm時被活化,使得該抗反射組成物可有效地與外敷之 深紫外線光阻一起使用。較適者為抗反射組成物之光酸產 生劑與光阻組成物之光酸產生劑可於相同曝光波長被活 化。又較佳為本發明之抗反射組成物與光阻組成物一起使 用,且在照射光阻層而曝光於活化輻射時,抗反射組成物 光活性化合物及光阻光活性化合物可產生相同或大概相同 之酸化合物(光產物),亦即較好為具有相似擴散特性及相|貪 似酸強度之光產物。參見上文引用之美國專利申請序號 08/7 97,741及日本專利申請案1〇_61845。 鎢鹽可作為本發明抗反射組成物之光酸產生劑用。適 合之較佳鎗鹽之實例見於美國專利案4,4423 97、4,6〇3,1〇1 及4,624,912,以及上文引用之美國專利申請序號 08/797,741及日本專利申請案1〇_61845。 經取代之樟腦磺酸二苯基鐫化合物為本發明抗反射組 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成物較佳之&類PAG,特別是碍酸鹽。兩種特佳試劑為下 述之PAG1及2 :
〇
•03S
〇
•03S 91583 1253544 A7 _—— B7______ 五、發明說明(18 ) 此等鏔化合物可如歐洲專利申請案96118111 ·2(公告 號碼0783136)揭示之内容予以製備,該案詳細記載上述· PAG 1之合成。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 其他適合之PAG包含磺酸化酯類及磺醯氧酮類。參見 °f Photopolymer Science and Technologhy 4(3):337-3 40(1991),其中揭示適合之PAG,包含安息香甲苯磺酸 酯、α -(對甲苯磺醯氧基乙酸第三丁基苯酯及α兴對甲苯 磺醯氧基)-乙酸第三丁酯。較佳之磺酸鹽PAG亦揭示於頒 給Sinta等人之美國專利案5 344 742中。 本發明抗反射組成物之其他有用之酸產生劑包含硝基 苯甲基酯族化合物及第二-三哄衍生物。適合之第二-三畊 酸產生劑揭示於例如美國專利案4,189,323中。 鹵化之非離子性光酸產生化合物亦適用於本發明之抗 反射組成物,舉例而言,如,1,1 _雙[對氣苯基]_2,2,2_三氣 乙烧(DDT)、1,1-雙[對甲氡苯基卜2,2,2-三氣乙烷、 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 1,2,5,6,9,1〇-六溴環癸烷、1,1〇_二溴癸燒等。適合之光酸 產生劑亦揭示於歐洲專利申請案0164248與0232972,及 頒給Sinta等人之美國專利案5,362,600中。 本發明抗反射組成物亦可含有吸收用於外敷光阻層曝 光之輻射之附加染料化合物。其他視需要之添加劑包含表 面調平劑,例如,由Union Carbide以商名品silwet 7604 市售可得之調平劑,或購自3M公司之界面活性劑Fc 171 或 FC 43 1。 本發明之ARC可藉一般已知方法予以製備。製造液態 91583 1253544 A7 五、發明說明(19 /
注 意 I 塗覆纟且成物時’將抗反射組成物之諸成分溶於適當溶劑 中’溶劑如乳酸乙醋或一或多種乙二醇ϋ,例如2 -甲氧基. 乙基醚(二乙二醇二甲醚)、乙二醇單甲基醚、及丙二醇單 甲基醚;具有醚及羥基部分之溶劑,例如甲氧丁醇、乙氧 丁醇、甲氧丙醇及乙氧丙醇;酯類,例如乙酸甲基赛路蘇 酯、乙酸乙基賽路蘇酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二 醇單甲基醚乙酸酯;及其他溶劑例如二元酯、碳酸丙烯醋 及r -丁内酯。乾燥成分於溶劑中之濃度可視例如施敷方法 等數個因素而定。一般而言,抗反射組成物之固體含量自 抗反射組成物總重之約0.5至20重量%不等,較好固體含 量自抗反射組成物總重之約2至1 〇重量❶/❻不等。 多種光阻組成物,包含正作用型光阻及負作用型光阻 光酸產生組成物,可與本發明之抗反射組成物一起使用。 與本發明抗反射組成物一起使用之光阻一般包括樹脂黏合 劑及光活性成分,通常為光酸產生劑化合物。較妤之光阻 樹月曰黏a劑具有賦與成像之光阻組成物驗性水溶顯影性之 B月b基。一般而言,與本發明抗反射組成物一起使用之特 佳光阻為正作用型及負作用型化學倍增式光阻。許多化學 倍增式光阻組成物見述於美國專利案4,968,581、 4,883,740、4,810,613、4 491 628 及 5 492 793,其中有關 合 社 印 製 製造及使用化學倍增式正作用型光阻之教示均併入本文以 兹參考。與本發明抗反射組成物一起使用之特佳化學倍增 弋光P匕括摻合光酸產生劑與樹脂黏合劑,該樹脂黏合劑 丨t 3 # I»型及非酚型兩種單元之共聚物。例如,此等共 91583 ^張尺度適财國規格⑵G x 297公爱· 1253544 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ------- R7___ 五、發明說明(20 ) ^
㈣之較佳基團實質上 '基本上或完全僅在共聚物之非紛 型早儿上具有酸不穩定基。一特佳之共聚物 式之重複單元X及^ T
其中在整個共聚物中,羥基可出現於鄰位、間位或對 位’ R’為具1至約18個碳原子(更典型為1至約6至8個 奴原子)之經取代或未經取代之烷基。通常較好之r,基為 第一 丁基。R’基可視需要被例如一或多個鹵素(特別是F、 C1或Br)、Cis烷氧基、CM烯基等所取代。共聚物中,X 與y早το可有規則地交替,或於聚合物無規散佈。此等共 聚物可輕易製得。例如,對於上式之樹脂而言,可使乙烯 苯酚類與經取代或未經取代之丙烯酸烷酯(例如丙烯酸第 一丁 δ曰)等,於此項技藝中悉知之自由基條件下予以縮合。 經取代之酯部分,亦即R,_〇_c( = 〇)_,丙烯酸酯單元部分, 供作樹脂之酸不穩定基,於含該樹脂之光阻塗覆層曝光 夺P進行光酸誘發之裂解。較好該共聚物具有約8,000 至約50,〇00之Mw,更佳為約15 〇〇〇至約3〇 〇〇〇,且具有 約3或更少之分子量分布,更佳為約2或更少之分子量分 布非紛型樹脂,如丙烯酸燒酯(例如丙浠酸第三丁酯或甲 基丙酸第二丁酯)及乙烯基脂環(例如乙烯基去甲萡基或乙 本紙&度適用Tiiii^_CNS)A4規格⑽x 297公复)~----- 裝--------訂·--------AW 1. C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1253544
91583 1253544 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 22 91583 A7 五、發明說明(22 ) 主之材料。通常最佳為三聚氰胺_曱醛樹脂。此等交聯劑為 市售可得,例如,American Cyanamid公司以商品名Cymel 3 00、301及303出售之三聚氰胺樹脂。乙炔脲類樹脂由 American Cyanamid 公司以商品名 Cymel i i 7〇、j j 7 i、 1172、Powdedink 1174出售;以脲為主之樹脂以商品名 Beetle 60、65及80出售;及苯并關胺樹脂以商品名Cymej 1123及1125出售。 與本發明抗反射組成物一起使用之光阻之適合光酸產 生劑化合物包含鎗鹽,例如揭示於美國專利案4,442,^ 、 4,603,101及4,624,912者,其各併入本文以兹參考;非離 子性有機光活性化合物,例如頒給Thackeray等人之美國 專利案5,128,232中之豳化之光活性化合物,及包含磺酸 化酯類及磺醯氧酮類之磺酸鹽光酸產生劑。參見人〜 Photopolymer Science and Technologh, 4(3):337-340(1991) ^ 其中揭示適合之磺酸鹽PAG,包含安息香甲苯磺酸酯、“ =對甲苯磺醯氧基)_乙酸第三丁基苯醋及(對甲苯磺醯 乳基乙酸第三丁酯。較佳之磺酸鹽PAG亦揭示於頒給 inta等人之美國專利案5,344,742中。上述之樟腦石黃酸鹽 AG 1及2亦為與本發明抗反射組成物一起使用的光阻組 成物(特別是本發明之化學倍增式光阻)之較佳光酸產生 劑。 與本發明抗反射組成物一起使用之光阻亦可含有其他 材料。舉例而言,其他視需要之添加劑包含光化及對比染 料、抗條紋劑、增塑劑、速度加強劑等。該視需要之添加 μ氏張尺度適家標準(CNS)A4規格( χ挪公董 -----------裝------II 訂---------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1253544 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明說明(23 ) 劑-般在光阻纪成物令以相當低濃度存在,惟填充劑及染 料可以相當高濃度存在,例如為光阻乾燥成分總重之約5 至30重量%。 包含低驗度交聯谢(例如適合之乙块脲)之本發明抗反 射’且成物對於曝光時可產生強酸光產物(例如三氟甲烷磺 酸、樟腦續酸鹽或其他續酸、或pKa(25t)為約2或更小 之其他酸)之光阻特別有用。參見上述希普列公司之歐洲公 開申請案。 使用時將本發明之抗反射組成物藉由多種方法(例如 旋轉塗覆法)施敷於基板上成為塗覆層。施敷於基板上之抗 反射組成物通常具有介於約〇〇2至〇5^m間之乾燥層 厚,較佳為介於約0.04至間之乾燥層厚。基板可 適當地為與光阻相關方法中所用之任何基板。例如,基板 可為矽、二氧化矽或鋁-氧化鋁微電子晶圓,亦可使用砷化 鎵、陶瓷、石英或銅基板。用於液晶顯示器及其他平面顯 示器之基板亦適用,如玻璃基板、經塗覆氧化銦錫之基板 等。亦可使用光學及光學-電子裝置(例如波導)之基板。 右使用交聯性抗反射組成物,較好於施敷光阻組成物 於抗反射組成物上之前,將已施敷之抗反射組成物先予固 化。固化條件視抗反射組成物之成分而定。如果組成物不 含酸或受熱酸產生劑,則其固化溫度及條件將比含酸或受 熱酸產生劑化合物之組成物更為劇烈。一般固化條件為約 120 C至225 C,約0·5至40分鐘。固化條件較好使抗反 射组成物塗覆層實際上不溶於光阻溶劑以及鹼性顯影水溶
Aw Μ--------------->. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 23 91583 1253544 A7 五、發明說明(24 ) 液中。 (清先閱讀背面之庄意事項再填寫本頁) 若使用本發明之多固化方法,先進行較低溫之流動加 熱處理,然後進行較高溫之交聯處理,如上述,則使已施 敷之ARC組成物層先進行較低溫之樹脂,,流動”平坦化加 …、處理如此將改變該ARC紕成物之流動及交聯溫度。然 而,適合之流動平坦化加熱處理可為約5〇(>c或6(rc,至少 約1至2分鐘。對任何特定之ARC組成物而言,適當之流 動平坦化處理條件可容易地以實驗確定。其後,可於較高 溫處理該ARC組成物層以使組成物交聯。 經上述固化後,將光阻施敷於抗反射組成物表面。如 同抗反射組成物之施敷,可藉由例如旋轉、浸潰、彎月形 或滾筒塗覆之任何標準方式施敷光阻。施敷後,光阻塗覆 層通常藉加熱乾燥以移除溶劑直到較好此光阻層不黏為 止。最好是’抗反射組成物層與光阻層基本上不發生互混。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後透過光罩,以活化輻射藉習知方法使光阻層成 像。曝光能量應足以有效活化光阻系統之光活性成分,以 於光阻塗覆層產生圖案影像,及活化抗反射組成物層至少 一部分厚度之光酸產生劑,使得自抗反射組成物PAG之光 產生酸存在於抗反射組成物/光阻塗覆層界面。曝光能量隨 曝光器具及特定光阻與所用光阻製程部分而不同,一般介 於約1至300 mJ/cm2之間。若ARC亦含有減少不為所欲 之下凹或下腳現象之光酸產生劑,則一般光阻層成像所用 之曝光劑量,通常即足以使位於下面抗反射組成物層中之 酸有效量予以光活化。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 24 91583 1253544 A7 五、發明說明(25 如果需要,則可將已曝光之光阻層進行曝光後之烘 烤’以產生或增進塗覆層已曝光與未曝光區域間之溶解度‘ 差異。舉例而言,酸-硬化性負光阻一般需要曝光後之加 熱’以誘發由酸促進之交聯反應;許多化學倍增式正作用 型光阻則需要曝光後之加熱,以誘發由酸促進之脫保護反 應。曝光後之烘烤條件一般包含約5〇它或更高之溫度,更 詳言之,為約50°C至160°C之溫度範圍内。 然後使已曝光之光阻塗覆層顯影,較好使用水性鹼性 顯影劑’例如無機驗,其例示如氫氧化四丁銨、氫氧化納、 氫氧化卸、碳酸納、碳酸氫鈉、碎酸納、偏碎酸鈉、氨水 等。或者,可使用有機顯影劑。一般而言,係依據此項技 藝中公認之程序予以顯影。顯影之後,常於約1 〇〇 t至約 1 50°c之溫度進行酸-硬化性光阻之最後烘烤數分鐘,使已 曝光顯影之塗覆層區域進一步固化。 經顯影之基板接著可於無光阻區域之基板進行選擇性 處理,例如,依據此項技藝中悉知之程序於無光阻之基板 區域進行化學蝕刻或電鍍。適合之蝕刻劑包含氫氟酸蝕刻 溶液及電漿氣體蝕刻,例如氧氣電漿蝕刻。電漿氣體蝕刻 可移除經交聯之抗散光塗覆層。 本文提及之所有文件全部併入本文以茲參考。茲以下 列非限制性實施例說明本發明。 實施例1 - ARC聚合物之合成 使甲基丙烯酸9-蒽甲酯(1 55.63 g)、甲基丙烯酸2-經 乙酯(65·07 g)及甲基丙烯酸甲酯(65.62 g)溶於1850 g乳酸 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) , t - _ 裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 25 91583 1253544 A7 五、發明說明(26 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 乙酯中。此溶液以無水氮氣流除氣15分鐘並加熱至50°C。 使聚合作用引發劑[2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)](2 3.2 17 g)溶· 於11 0 g乳酸乙酯中,將此溶液迅速加至反應瓶中;繼續 加熱至85C。於85C持續加熱24小時後,冷卻溶液至室 溫。聚合產物於12L去離子水中以沉澱法單離,並真空乾 燥。產率100%。分子量(Mw)(相對於聚苯乙烯標準)8355 ; Tg 103〇C 〇 宜例2 -使用鏈轉移劑之低Mw ARC聚合物之合成 使甲基丙烯酸9-蒽甲酯(15.56 g)、甲基丙烯酸2-羥乙 酯(6·51 g)及甲基丙烯酸甲酯(6.59 g)溶於200 g乳酸乙酯 中。添加第三(十二烧基)硫醇(2.0 1 g)作為鏈轉移劑。此溶 液以無水氮氣流除氣10分鐘並加熱至50°C ;添加1.015 g 聚合作用引發劑[2,2’_偶氮雙(2-甲基丁腈)],並繼績加熱至 85°C。此溶液於85°C加熱24小時後,冷卻溶液至室溫, 另以50 g乳酸乙酯予以稀釋。聚合產物於2L己烷中以沉 澱法單離,並真空乾燥。產率86%。分子量(Mw)(相對於 聚苯乙烯標準)6304 ; Tg l〇rc。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 實施例3 -使用鏈轉移劑之低Mw ARC聚合物之合成 使甲基丙烯酸9-蒽甲酯(15.58 g)、甲基丙烯酸2-羥乙 酯(6.51 g)及甲基丙烯酸甲酯(6.58 g)溶於200 g乳酸乙酯 中。添加第三(十二烷基)硫醇(4.06g)作為鏈轉移劑。此溶 液以無水氮氣流除氣10分鐘並加熱至50°C ;添加l.〇12g 聚合作用引發劑[2,2’_偶氮雙(2 -甲基丁腈)],並繼續加熱至 85°C。此溶液於85 °C加熱24小時後,冷卻溶液至室溫。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 26 91583 1253544 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(27 ) 使反應溶液於800 mL第三丁基甲基醚中沉澱。過濾混合 物’濃縮收集之液體,使產物油於300 mL庚烷中沉澱, 並真空乾燥。產率21%。分子量(Mw)(相對於聚苯乙烯標 準)2337 ; Tg 60°C。 -使用低Tg單體之ARC聚合物之合成 使甲基丙烯酸9-蒽甲酯(33.21 g)、HEMA-5(亦即 cH2-C(CH3)COO(CH2CH20)4CH2CH2OH)( 15.36 g)及甲基 丙烯酸甲酯(8·00 g)溶於430 g乳酸乙酯中。此溶液以無水 氮氣流除氣10分鐘並加熱至45°C。添加聚合作用引發劑 [2,2f-偶氮雙(2,4_二甲基戊腈)](5.58 g),並繼續加熱至85 °C。於85 °C持續加熱24小時後,冷卻溶液至室溫。聚合 產物於2.5 L去離子水中以沉澱法單離,並真空乾燥。產 率79%。分子量(Mw)(相對於聚苯乙烯標準)4963 ; Tg 50 〇C。 例5 -本發明低分子詈嶎脂ARC組成物之製備奧處理 藉由混合下列成分,適當地製備具有低分子聚合物之 本發明較佳之ARC組成物,其中成分量係以液態抗反射塗 覆組成物總固體量(除了溶劑載體以外之所有成分)計之重 量份表示: 1) 樹脂:88%上述實施例1之三元共聚物 2) 父聯劑:11% p〇wderiink 1174(American Cyanamid) 3) 光酸產生劑:〇·5%樟腦磺酸二(第三丁基)二苯基鐄 4) 酸:0.3%對甲苯磺酸單水合物 於乳酸乙酯溶劑中調配ARC組成物。將液態ARC組 ------ — i — !^^裝! -----訂-----I---.1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) 27 91583 1253544 Α7 Β7 五、、發明說明(28 ) 成物旋轉塗覆於矽晶圓基板上,然後於175°C加熱固化60 秒。經固化之ARC層再以得自希普列公司(美國麻薩諸塞. 州馬堡市)之正作用型光阻UV5外敷。於真空熱板上將光 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 阻層低烘烤(softbake),輻射曝光形成圖案,進行曝光後烘 烤’然後以鹼性水溶液顯影。以氧/氟碳電漿蝕刻下方之 ARC層,並於主基板表面進行電漿蝕刻。 6 -含有增塑劑之本發明ARC組成物之Μ借斑虛裡 藉由混合下列成分,適當地製備具有增塑劑之本發明 較佳之ARC組成物,其中成分量係以液態抗反射塗覆組成 物總固體量(除了溶劑載體以外之所有成分)計之重量份表 示: 1) 樹脂:68%上述實施例1之三元共聚物 2) 增塑劑:20% 2,6-雙(2’,4’_二羥苯甲基)-4_甲苯酚 3) 交聯劑:11 % Powderlink 1174(American Cyanamid) 4) 光酸產生劑:0.5%樟腦磺酸二(第三丁基)二苯基錤 5) 酸·· 0.3%對甲苯磺酸單水合物 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於乳酸乙酯溶劑中調配ARC組成物。將液態ARC組 成物旋轉塗覆於矽晶圓基板上,然後於175°C加熱固化60 秒。經固化之ARC層再以得自希普列公司(美國麻薩諸塞 州馬堡市)之正作用型光阻UV5外敷。於真空熱板上將光 阻層低烘烤(softbake),輻射曝光形成圖案,進行曝光後烘 烤’然後以鹼性水溶液顯影。以氧/氟碳電漿蝕刻下方之 ARC層,並於主基板表面進行電漿蝕刻。 實施例7 _雨插固化系統 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) π 1253544 A7 B7 五、發明說明(29 ) (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 製備含有下列混合物成分之本發明ARC組成物:95 · 5 重量0/〇丙二醇單甲基醚溶劑;及4.5重量%固體,該固體含. 有下列組成:86·95重量% Mw為約12000之三元共聚物 (ANTMA/HEMA/MMA)、11 重量% powderlink 1174 交聯 劑、0.8重量%表面調平劑(得自3M公司之FC 430)、0.5 重ϊ%樟腦績酸二(第三丁基)苯基錤、及075重量%Nacure X49(國王工業公司)受熱酸產生劑。 此ARC組成物以2500rpm旋轉塗覆於晶圓基板上至 厚度為1200埃,然後於200°C固化。如此於其得到可接受 之光阻外形,以248 nm輻射及0.53NA透鏡於9.2mJ/cm2 曝光。 含有Nacure X49受熱酸產生劑之本發明ARC組成物 之附加試驗顯示:於125 °C固化後,僅有微量交聯(喪失90% 於乳酸乙醋溶劑中)。 上文之陳述僅為本發明之說明,故須知在不脫離本發 明下揭請求專利範圍之精神與範脅下,可進行各種改變及 修飾。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公t ) 29 91583
Claims (1)
1253544 η H3 「一一—,一一一一一___ ^ _—.., 第89 L〇j9〇| ’號專利_:舞 申凊專利範圍修正本 (93年3月11曰) K 一種在具有表面形態(toP〇gaphy)之基板上形成光 阻〉予凸影像(relief image)之方法,該方法包括·· a) 於基板上施敷由分子量(Mw)為8,〇⑼或更小 之聚合物組成之抗反射組成物層;該聚合物包括蒽 基單元或苯基單元;該抗反射組成物可顯示至少 〇·5之平坦度之階梯形體,該階梯形體具有由矽製 程之局部氧化所形成之傾斜剖面且具有0.8微米寬 及2微米中點深度 b) 於該抗反射組成物層上施敷光阻組成物 層;及 Ο以活化輻射使該光阻層曝光並使經曝光之 光阻層顯影。 ,其中該抗反射層於 予以加熱固化。 ,其中該聚合物之分 經濟部中夬標準局員工福利委員會印製 2·如申睛專利範圍第1項之方法 敷β光阻組成物層之前,先 3 ·如申請專利範圍第1項之方法 子量(Mw)為6,〇〇〇或更小。 4.如申請專利範圍第丨項之方法,其中該聚合物之分 子量(Mw)為5,〇〇〇或更小。 5·如申請專利範圍第丨項之方法,其中該聚合物之分 子量(Mw)為3,〇〇〇或更小。 6.如申請專利範圍第丨項之方法,其中該抗反射組成 物進一步包括交聯劑化合物。 本紙張尺度_巾關家縣(CNS) A4iF(2W X 297^t") 91583(修正版) 1253544 7 — — H3 — ^中晴專利範圍第1項之方法,其中該抗反射組成 物進一步包括增塑劑化合物。 •如申請專利範圍第7項之方法,其中該增塑劑化合 物為非聚合性化合物。 9 丄 •如申請專利範圍第7項之方法,其中該增塑劑化合 物為經苯基或苯曱基取代之蒽化合物;具有多個芳 基取代之化合物;或酚型化合物。 1 0.如申請專利範圍第7項之方法,其中該增塑劑化合 物係Mw為2,〇〇〇或更少之寡聚物。 1 1 ·如申請專利範圍第6項之方法,其中該抗反射組成 物包括玻璃轉移溫度(Tg)低於誘發該抗反射組成 物實質交聯溫度之樹脂。 1 2·如申請專利範圍第11項之方法,其中於施敷該抗 反射組成物後,將該抗反射組成物加熱至樹脂之 丁g,惟未使該抗反射組成物實質交聯。 1 3 · —種在具有表面形態之基板上形成光阻浮凸影像 之方法,該方法包括: 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 a) 於基板上施敷包括增塑劑化合物之抗反射 组成物層; b) 於該抗反射組成物層上施敷光阻組成物 層;及 c) 以活化輻射使該光阻層曝光並使經曝光之 光阻層顯影。 14. 一種在具有表面形態之基板上形成光阻浮凸影像 之方法,該方法包括: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公楚) 2 91583(修正版) 1253544 a) 於基板上施敷包括Tg低於誘發該抗反射組 成物增塑劑化合物實質交聯溫度之樹脂之抗反射 組成物層; b) 於該抗反射組成物層上施敷光阻組成物 層;及 c) 以活化輻射使該光阻層曝光並使經曝光之 光阻層顯影。 1 5 · —種在具有表面形態之基板上形成光阻浮凸影像 之方法,該方法包括: a) 於基板上施敷包括τg低於誘發該抗反射組 成物實質交聯溫度之樹脂之交聯性抗反射組成物 層; b) 將該抗反射組成物層加熱到至少樹脂之 Tg ’惟未誘發該抗反射組成物實質交聯; c) 於該抗反射組成物層上施敷光阻組成物 層;及 d) 以活化輻射使該光阻層曝光並使經曝光之 光阻層顯影。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 1 6. —種與外敷之光阻一起使用之抗反射塗覆組成 物’包括一或多種下列成分:〇分子量(Mw)為8,000 或更小之聚合物、2)增塑劑及3)Tg低於誘發該組 成物實質交聯溫度之樹脂,其中該組成物係使用於 申晴專利範圍第1項之方法。 1 7·如申請專利範圍第1 6項之抗反射塗覆組成物,其 中該聚合物或樹脂含有丙烯酸酯單元。 令戒張尺度適用中國國家標準(CNS (210 X 297^1~)~ 一 一 3 91583(修正版) 1253544 H3 1 8 . —種經塗覆之基板,包括: 其上具有 1) 如申請專利範圍第1 6項之抗反射組成物塗 覆層;及 2) 光阻塗覆層之基板。 1 9.如申請專利範圍第1 8項之經塗覆之基板,其中該 基板為微電子晶圓基板。 2 0.如申請專利範圍第18項之經塗覆之基板,其中該 基板為平面顯示基板。 經濟部中夬標準局員工福利委員會印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 4 91583(修正版)
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