[发明专利]与外涂光刻胶一起使用的涂料组合物

说明书

技术领域

本申请要求于2009年5月20日提交的在35U.S.C.§119(e)下的美国临时申请No.61/216,795的优先权，该申请的内容全部被引入本发明作为参考。

本发明涉及氰尿酸酯树脂，它特别适用于作为在外涂光刻胶下层的涂料组合物的组分。

背景技术

光刻胶是用于将图像转移到基材上的感光膜。在基材上形成光刻胶涂层，然后经光掩模将所述光刻胶层在活化射线源曝光。所述光掩模具有对活化射线不透明的区域和透明的其它区域。活化射线曝光使得光刻胶涂层发生光致转变或化学转变，从而将光掩模的图案转移到所述光刻胶涂覆的基材上。曝光后，将光刻胶显影以提供一种允许对基材进行选择性加工的浮雕图像。

光刻胶主要用于半导体制造业，目的是将高度抛光的半导体片如硅或砷化镓，转化成起电路作用的电子传导路线的复合物基体。适当的光刻工艺是达到这一目的关键。虽然各种光刻工艺步骤之间存在很强的相关性，曝光被认为是获得高分辨率光刻胶图像的最重要的步骤之一。

用于曝光光刻胶的活化射线的反射常常会使光刻胶层上的成像的分辨率受到限制。来自基材/光刻胶界面的辐射反射会使光刻胶中的辐射强度产生空间改变，导致在显影时产生不均匀的光刻胶线宽。另外，射线还会由基材/光刻胶界面散射到光刻胶的非预定曝光区域，从而再次产生线宽改变。

已经使用的降低射线反射问题的一个途径是在基材表面和光刻胶涂层之间插入射线吸收层。参见美国专利7425403。

电子设备制造业不断寻求各种减反射涂层来提高光刻胶成像的分辨率。

发明内容

在一个方面，我们提供了新的树脂，其包含(i)包含氰尿酸酯型基团的重复单元；(ii)包含疏水性基团(如羟基-多元醇(例如二醇)、醚和它们的组合)的重复单元。

我们发现在外涂光刻胶层的碱水显影期间，下层减反射组合物倾向于发生不希望的从基材表面的“翘起”。这种翘起会严重损害外涂光刻胶层中的成像的分辨率。

我们现在意外地发现，在下层减反射组合物的氰尿酸酯树脂中引入疏水性基团可以显著增强外涂光刻胶层的分辨率，包括减少不希望的减反射层翘起。

可以通过各种方法将这种疏水性物质赋予树脂。例如，疏水性基团可以接枝到预形成的树脂上。包含一个或多个疏水性基团的化合物也可以与其它化合物如包含氰尿酸酯官能团的反应性单体共聚来形成本发明的树脂。

在一个优选方面，本发明的树脂包含氰尿酸酯单元，所述氰尿酸酯单元的多个氰尿酸酯氮环原子被特定的(不同的)羧基(例如-COOH)和/或羧基酯(例如COOR，其中R不是氢，例如C_1-12烷基)取代。在该方面，特别优选的本发明树脂通过如下式I的化合物反应提供：

其中至少两个所述基团R¹OOC(CX₂)_n-、R²-和R³OOC(CX₂)_m-是不同的酸或酯基团；和

R¹、R²、R³和每个X各自独立地是氢或非氢取代基，如任选取代的烷基(例如任选取代的C_1-10烷基)，优选具有2-约10个碳原子的任选取代的烯基或炔基如烯丙基，优选具有1-约10个碳原子的任选取代的链烷酰基；优选具有1-约10个碳原子的任选取代的烷氧基(包括环氧基)如甲氧基、丙氧基、丁氧基；优选具有1-约10个碳原子的任选取代的烷硫基；优选具有1-约10个碳原子的任选取代的烷基亚磺酰基；优选具有1-约10个碳原子的任选取代的烷基磺酰基；优选具有1-约10个碳原子的任选取代的羧基(其包括基团如-COOR′，其中R′是H或C_1-8烷基，包括基本上不与光酸反应的酯)；任选取代的烷芳基如任选取代的苄基，任选取代的碳环芳基如任选取代的苯基、萘基、苊基，或任选取代的杂脂环族或杂芳族基团如甲基邻苯二甲酰亚胺、N-甲基-1，8-邻苯二甲酰亚胺；

n和m可以相同或不同，各自是整数如0、1、2、3或4，通常优选n和/或m等于正整数如1或2。

在许多方面，特别优选的本发明树脂通过其中一个或多个X基团是氢的化合物反应提供，例如下式IA的化合物：