[发明专利]一种底部抗反射涂层组合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种底部抗反射涂层组合物及其制备方法，该底部抗反射涂层组合物包括以下质量百分比的原料：含芳基的甘脲类低聚物溶液5‑15％、主体树脂0.5‑15％、交联剂0.1‑5％、热敏酸0.1‑1％，余量为有机溶剂；其中，所述主体树脂包括吸光官能团、交联官能团和辅助官能团。该底部抗反射涂层组合物，采用含特殊基团的甘脲类低聚物溶液的作为交联剂。通过改变含芳基的甘脲类低聚物中芳基比例，方便的调整n/k值，大大降低BARC产品在n/k值方面的调整难度，减少光刻胶底部界面出现反射和诸如驻波等问题，提高光刻工艺中线宽解析度，同时可方便的调整BARC产品的刻蚀速率，降低了产品的开发难度，优化其在刻蚀工艺时的性能，具有较大的应用前景。

技术领域

本发明属于光刻胶底部抗反射涂层技术领域，尤其涉及一种底部抗反射涂层组合物及其制备方法。

背景技术

随着半导体工艺的进一步发展，光刻工艺中所能达到的线宽越来越小。光刻胶直接涂布在硅片上后，在紫外光照射下，光线在光刻胶底部界面出现反射，造成光刻胶曝光过度的问题。现有的方法是了通过增加抗反射涂层(BARC)来减少反射和诸如驻波等问题，提高光刻工艺中线宽解析度。底部抗反射涂层(Bottom Anti-Reflection Coating,BARC)是位于Si衬底和光刻胶之间的涂层，主要成分是能交联的主体成膜树脂、热致酸发生剂、交联剂以及溶剂。判断某种 BARC的好快，关键在其n/K值与上层光刻胶的匹配度，需要调整到合适的数值。

在ArF光刻胶中，底部抗反射层需要吸收多余的193nm波长的光，来达到提高线条形貌的目的。根据已有专利，如CN201810796829.5，通常采用修饰 BARC的主体树脂结构，增加特点的吸收基团来调节n/k值，以达到抗反射的作用。但在实际研究中，聚合物分子具体结构的不同，会导致BARC的n/k值发生改变。而且，在树脂结构修饰时，精确控制树脂组成和n/k值的难度较大。因此，需要一个简便的方法来调整BARC的n/k值。

发明内容

本发明实施例提供一种底部抗反射涂层组合物及其制备发方法，该底部抗反射涂层组合物可减少光刻胶底部界面出现反射和诸如驻波等问题，提高光刻工艺中线宽解析度。

本发明实施例是这样实现的，一种底部抗反射涂层组合物，其包括以下质量百分比的原料：含芳基的甘脲类低聚物溶液5-15％、主体树脂0.5-15％、交联剂0.1-5％、热敏酸0.1-1％，余量为有机溶剂；其中，所述主体树脂包括吸光官能团、交联官能团和辅助官能团，所述结构式为：

其中，所述主体树脂的分子量为4000-100000。

优选地，在所述的底部抗反射涂层组合物中，所述吸光官能团、交联官能团和辅助官能团的数量比是10-50％：5-40％：10-85％。

优选地，在所述的底部抗反射涂层组合物中，所述吸光官能团为含有苯环的官能团，即苯基、甲苯基、二甲苯基、氯苯基、氟苯基、联苯基及其它苯环数在20以内的取代芳基衍生物。

优选地，在所述的底部抗反射涂层组合物中，所述交联官能团为含羟基的官能团，即甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、环己基、降冰片、金刚烷、立方烷及碳原子数在20以内的单羟基或多羟基烷基衍生物。

优选地，在所述的底部抗反射涂层组合物中，所述辅助官能团为含酯基或/ 和刚性结构的官能团。

更优选地，在所述的底部抗反射涂层组合物中，所述含酯基或/和刚性结构的官能团为甲醇、乙醇、丙醇、丙二醇、环己醇、降冰片醇、金刚烷醇及碳原子数在20以内的酯类或/和刚性烷基衍生物。

优选地，在所述的底部抗反射涂层组合物中，所述含芳基的甘脲类低聚物溶液包括：含芳基的甘脲类低聚物和稀释剂，所述含芳基的甘脲类低聚物的质量浓度为33-36％；其中，所述含芳基的甘脲类低聚物的结构式为：