[发明专利]含金刚烷基的非聚合物减反射组合物

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2012年1月19日提交的、题为“含金刚烷基的非聚合物减反射组合物”(NONPOLYMERIC ANTIREFLECTION COMPOSITIONS CONTAINING ADAMANTYL GROUPS)的美国临时专利申请系列第61/588,268号的优先权，该文的全部内容通过引用纳入本文。

背景

技术领域

本发明涉及含非聚合物金刚烷基化合物的组合物，其可用作照相平版印刷工艺中的减反射层和/或平坦化层，包括微电子制造工艺。

相关技术的描述

集成电路制造商不断地在探索着如何使得晶片尺寸最大化，同时使得器件特征尺寸最小化，从而提高产率、降低成本并且提高芯片计算能力。现在，照相平版印刷技术和较小波长光刻辐射源的改进允许形成接近20纳米的特征。减小和/或优化光刻胶曝光时基材的反射率，对维持这种小特征的尺寸控制是关键的。因此，将已知作为减反射涂层的光吸收有机聚合物施涂在光刻胶层下面，从而降低半导体基材在光刻胶曝光时通常遇到的反射率。

现有技术的减反射涂层包含聚合物树脂，其具有连接至该树脂或与该树脂共混的光吸收发色团。尽管高的光密度使得这些聚合物能提供有效的反射率控制，但它们也具有很多不足。例如，这些聚合物具有高分子量，这在聚合物共混时会引起问题。具体来说，使用这些聚合物抑制了根据特定光刻工艺所使用的光刻胶来定制减反射涂层。定制是极端重要的，因为它允许更直的轮廓和将光刻胶更好地粘附至减反射涂层，由此得到更好的性能。较低分子量的组分还允许提供更好的流动性质，这增加了材料填充器件表面的形貌以及为光刻胶的施涂形成更加平坦的表面的能力。因此，本领域仍需要改进的减反射涂层或平坦化涂层组合物。

发明内容

本发明总体涉及化合物、组合物、用于形成微电子结构的方法，以及由此形成的结构。在一种或更多种实施方式中，所述方法包括提供具有表面的微电子基材；任选地在所述基材表面上形成一个或多个中间底层；以及如果存在中间底层，则邻近所述中间底层形成减反射层或平坦化层，如果不存在中间底层，则邻近所述基材表面形成减反射层或平坦化层。所述减反射层或平坦化层由包括分散或溶解于溶剂体系中的非聚合物化合物的组合物形成。所述非聚合物化合物包括至少两个环氧部分(moiety)和至少一个金刚烷基。

本发明还揭示了可用于形成微电子结构的减反射或平坦化组合物。所述组合物包括分散或溶解于溶剂体系的非聚合物化合物。所述非聚合物化合物包括至少两个环氧部分和至少一个金刚烷基，其中至少一个所述环氧部分包括化学改性基团。

本发明还描述了微电子结构。在一种或更多种实施方式中，所述微电子结构包括具有表面的微电子基材；任选地，在所述基材表面上的一个或多个中间底层；以及如果存在中间底层，则邻近所述中间底层的减反射层或平坦化层，如果不存在中间底层，则邻近所述基材表面的减反射层或平坦化层。所述减反射层或平坦化层由包括分散或溶解于溶剂体系中的非聚合物化合物的组合物形成。所述非聚合物化合物包括至少两个环氧部分和至少一个金刚烷基。

本发明还揭示了一种非聚合物化合物，其包括核组分，至少两个环氧部分和至少一个金刚烷基分别连接至该核组分。在一种或更多种实施方式中，至少一个环氧部分具有下述通式：

或者，

其中*是化合物的连接点，各y是1-2，各X是化学改性基团，各L独立地是氨基连接基(linkage)、醚连接基、硫(硫醚)连接基、肼连接基、亚磺酸酯连接基、磺酸酯连接基、磺酰胺连接基、酯连接基、碳酸酯连接基、氨基甲酸酯连接基、酰胺连接基、尿素连接基，各R独立地是-O-或-CH₂-，且各R²独立地是-H、烷基、磺酸酯基、酯基、碳酸酯基、氨基甲酸酯基或其官能化衍生物。

附图简要说明

图1是通过使9-蒽甲酸和1,3-二(1-金刚烷基)-4,6-二(缩水甘油基氧基)苯反应来形成根据本发明的实施方式的非聚合物化合物的反应方案；

图2是通过使3,7-二羟基-2-萘甲酸和1,3-二(2',4'-二(缩水甘油基氧基)苯基)金刚烷反应来形成根据本发明的实施方式的非聚合物化合物的反应方案；

图3是使用实验用硬掩模成像的本发明非聚合物涂层组合物的扫描电子显微镜(SEM)截面图像；以及

图4是使用市售硬掩模成像的本发明非聚合物涂层组合物的SEM截面图像。

优选实施方式详述