一种底部抗反射涂层组合物及其用途的制作方法

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1.本技术涉及新型半导体技术领域，特别是涉及一种底部抗反射涂层组合物及其用途。

背景技术：

2.随着半导体行业持续发展，摩尔定律的不断延伸，芯片中的特征尺寸不断减小，因此需要使用越来越薄的光刻胶图层来防止图案倒塌。随着光刻胶图层厚度的不断降低，特征尺寸的不断减小，由于硅片基底对光线的反射，使得入射光和反射光干涉形成驻波，在光刻胶内部形成驻波效应，导致对于关键尺寸控制稳定性下降，并且在光刻胶图层侧壁上出现波浪形或锯齿状的缺失，大大影响了图形的分辨率和清晰度。底部抗反射涂层则是通过吸收底部射线，降低了光刻胶界面的反射率，从而可更好的控制线宽，提高光刻胶性能。目前大部分的底部抗反射图层主要是由含有吸光基团的高分子树脂、交联剂、热产酸剂、溶剂组成的组合物形成，将组合物旋涂在基底表面，通常通过热板加热使高分子树脂与交联剂在热产酸剂的作用下交联固化，从而使涂层不溶于光刻胶溶剂。这种体系的抗反射涂层有效简化了工艺，降低了成本，因此被广泛应用和研究。
3.但是，这种形成底部抗反射涂层的组合物由于交联剂和热产酸剂是小分子，在高温下会有部分气化挥发，如果排气不及时会在热板上方的内壁上冷却结晶，容易造成设备的污染。由此，产生小分子气化-重结晶导致的污染情况。

技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种底部抗反射涂层组合物及其用途，用以减少小分子气化-重结晶导致的污染情况的发生。具体技术方案如下：
5.本技术第一方面提供了一种底部抗反射涂层组合物，包括丙烯酸树脂共聚物a、丙烯酸树脂共聚物b、有机溶剂和表面活性剂，丙烯酸树脂共聚物a包括环氧基团a-1，丙烯酸树脂共聚物b包括苯胺基团b-1，有机溶剂的沸点为70℃～220℃：
[0006][0007]
其中，r7选自-(ch2)
m-，m为0～4的整数，*表示连接位点；
[0008]
基于底部抗反射涂层组合物的总质量，丙烯酸树脂共聚物a的质量百分含量为1％～5％，丙烯酸树脂共聚物b的质量百分含量为1％～5％，有机溶剂的质量百分含量为90％～98％，表面活性剂的质量百分含量为0％～0.5％。
[0009]
本技术第二方面提供了一种本技术第一方面提供的底部抗反射涂层组合物用作形成底部抗反射涂层的用途。
[0010]
本技术提供了一种底部抗反射涂层组合物及其用途，其中，底部抗反射涂层组合
物包括丙烯酸树脂共聚物a、丙烯酸树脂共聚物b、有机溶剂和表面活性剂，丙烯酸树脂共聚物a包括环氧基团a-1，丙烯酸树脂共聚物b包括苯胺基团b-1，有机溶剂的沸点为70℃～220℃；基于底部抗反射涂层组合物的总质量，丙烯酸树脂共聚物a的质量百分含量为1％～5％，丙烯酸树脂共聚物b的质量百分含量为1％～5％，有机溶剂的质量百分含量为90％～98％，表面活性剂的质量百分含量为0％～0.5％。本技术提供了一种不含小分子交联剂、产酸剂的底部抗反射涂层组合物，该底部抗反射涂层组合物含有丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b，能够引入含有可热交联的环氧基团和芳香胺基团的侧基，可以在热交联的过程中减少由于小分子气化-重结晶导致的污染情况的发生。
[0011]
当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0012]
为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0013]
图1为实施例1中的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌；
[0014]
图2为实施例2中的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌；
[0015]
图3为实施例3中的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌；
[0016]
图4为实施例4中的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌；
[0017]
图5为实施例5中的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌；
[0018]
图6为实施例6中的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌；
[0019]
图7为实施例7中的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌；
[0020]
图8为实施例8中的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌；
[0021]
图9为对比例1中的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌；
[0022]
图10为对比例2中的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌。
具体实施方式
[0023]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员基于本技术所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]
本技术第一方面提供了一种底部抗反射涂层组合物，包括丙烯酸树脂共聚物a、丙烯酸树脂共聚物b、有机溶剂和表面活性剂，丙烯酸树脂共聚物a包括环氧基团a-1，丙烯酸树脂共聚物b包括苯胺基团b-1，有机溶剂的沸点为70℃～220℃：
[0025]
[0026]
其中，r7选自-(ch2)
m-，m为0～4的整数，*表示连接位点；
[0027]
基于底部抗反射涂层组合物的总质量，丙烯酸树脂共聚物a的质量百分含量为1％～5％，丙烯酸树脂共聚物b的质量百分含量为1％～5％，有机溶剂的质量百分含量为90％～98％，表面活性剂的质量百分含量为0％～0.5％。可以理解，本技术的“基于底部抗反射涂层组合物的总质量”是指丙烯酸树脂共聚物a、丙烯酸树脂共聚物b、有机溶剂和表面活性剂的质量之和。
[0028]
本技术的底部抗反射涂层组合物不含小分子交联剂和产酸剂，该底部抗反射涂层组合物含有丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b，丙烯酸树脂共聚物a包括环氧基团a-1、丙烯酸树脂共聚物b包括苯胺基团b-1，能够引入含有可热交联的环氧基团和芳香胺基团的侧基，环氧基团a-1和芳胺基团b-1在90℃～220℃加热条件下发生交联反应，能够降低丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b在光刻胶溶剂中的溶解度，使其被光刻胶溶剂溶解的风险降低，同时由于环氧基团a-1和芳胺基团b-1可以在热交联的过程中减少小分子气化-重结晶的情况。由此，减少了小分子气化-重结晶导致的污染情况的发生。并且，本技术的底部抗反射涂层组合物中的组分数量少，易于制备，能够广泛应用于工业生产或其他生产中。
[0029]
本技术对丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b的质量比没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。优选地，在本技术的一些实施例中，丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b的质量比为1:1，这样，更利于减少小分子气化-重结晶导致的污染情况的发生。
[0030]
进一步地，丙烯酸树脂共聚物a的结构式如下：
[0031][0032]
其中，r1选自苯甲基、萘甲基或蒽甲基；
[0033]
r2为-(ch2)
n-，n为0～4的整数；
[0034]
r3选自甲基、乙基或丙基；
[0035]
r4、r5和r6各自独立地选自氢原子或甲基；
[0036]
以x、y和z的总和为基准，x为10％～50％，y为30％～70％，z为5％～20％；优选地，x为20％～40％，y为40％～70％，z为5％～20％。
[0037]
进一步地，丙烯酸树脂共聚物b的结构式如下：
[0038][0039]
其中，r8选自苯甲基、萘甲基或蒽甲基；
[0040]r10
选自甲基、乙基或丙基；
[0041]r11
、r
12
和r
13
各自独立地选自氢原子或甲基；
[0042]
r9选自-(ch2)
m-；
[0043]
以u、v和w的总和为基准，u为10％～50％，v为30％～70％，w为5％～20％；优选地，u为20％～40％，v为40％～70％，w为5％～20％；
[0044]
r1和r8选用的上述基团为吸光基团，其对248nm波长的光源具有较强的吸收，因此可以减少反射光，从而消除驻波效应，使光刻胶层侧壁上出现波浪线或锯齿状的缺失的风险降低，从而改善光刻胶形貌。通过将x调控在上述范围内，调整r1的含量，从而改变丙烯酸树脂共聚物a的消光系数ka，调整其抗反射强度。通过将u调控在上述范围内，调整r8的含量，从而改变丙烯酸树脂共聚物b的消光系数kb，调整其抗反射强度。由此，底部抗反射涂层组合物能够更好地吸收反射光线，减少驻波效应，使光刻胶层侧壁上出现波浪线或锯齿状的缺失的风险降低，从而改善光刻胶形貌。
[0045]
环氧基团a-1和苯胺基团b-1分别为丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b上的交联位点，环氧基团和苯胺基团在90℃～220℃加热条件下发生交联反应，能够降低丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b在光刻胶溶剂中的溶解度，使其被光刻胶溶剂溶解的风险降低，同时由于环氧基团a-1和芳胺基团b-1直接链接在高分子的侧链上，可以在热交联的过程中减少由于小分子气化-重结晶的情况。将y和v调控在上述范围内，更利于环氧基团和苯胺基团发生交联反应。
[0046]
r3和r
10
选用的上述基团可以调节丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b的玻璃化转变温度(tg)，具体地，r3和r
10
从甲基换到乙基再换到丙基的过程中，丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b的tg降低，tg的降低有利于底部抗反射涂层烘烤过程中环氧基团和苯胺基团交联反应的进行。本领域技术人员可以根据烘烤温度的要求选择r3和r
10
，使tg小于烘烤温度，满足本技术目的即可。例如，tg为70℃～200℃。将z和w调控在上述范围内，更利于调节丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b加热烘烤过程的软化温度。
[0047]
因此，选用上述结构示出的丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b，更利于减
少小分子气化-重结晶导致的污染情况。
[0048]
进一步地，丙烯酸树脂共聚物a的重均分子质量m
wa
为10000～100000。优选地，丙烯酸树脂共聚物a的重均分子质量m
wa
为10000～30000。将丙烯酸树脂共聚物a的重均分子质量m
wa
调控在上述范围内，更利于形成足够的交联结构，同时底部抗反射涂层组合物形成底部抗反射涂层时，使底部抗反射涂层具有良好的均一性。
[0049]
进一步地，丙烯酸树脂共聚物b的重均分子质量m
wb
为10000～100000，优选地，丙烯酸树脂共聚物b的重均分子质量m
wb
为10000～30000。将丙烯酸树脂共聚物b的重均分子质量m
wb
调控在上述范围内，更利于形成足够的交联结构，同时底部抗反射涂层组合物形成底部抗反射涂层时，使底部抗反射涂层具有良好的均一性。
[0050]
在本技术的一种实施方案中，有机溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇单甲醚、环己酮、乳酸乙酯、γ-丁内酯、n-甲基甲酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苄基乙基醚、正己醚、己二酮、异佛尔酮、正己酸、正辛酸、正辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、乙二酸二乙酯、马来酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、2-苯氧基乙酸乙酯中的至少一种。上述有机溶剂的选择，更利于溶解丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树脂共聚物b，以形成均一稳定的溶液。
[0051]
在本技术的一种实施方案中，表面活性剂可以选自离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或两性表面活性剂等。例如，表面活性剂选自以下产品中的至少一种：欧诺法公司(omnova)的pf6320，毕克化学公司(byk)的byk-388、byk-307、byk-310、byk-320和byk-323，巴斯夫公司(basf)的pluronic-25r2和pluronic-l92，迈图高性能材料公司(momentive)的silwet l7604和silwet l7608，3m公司的fc-135、fc-170c、fc-430、fc-431。上述表面活性剂的选择，更利于改善底部抗反射涂层组合物的涂布性、消泡性和流平性等性能。
[0052]
本技术对丙烯酸树脂共聚物a的制备方法没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，可以采用以下方法制备丙烯酸树脂共聚物a：将上述丙烯酸树脂共聚物a中的三种单体与引发剂偶氮二异(aibn)溶解在1,4-二氧六环溶剂中，在氮气氛围的保护下，在60℃～80℃下反应6小时(h)～24h，得到树脂溶液；然后将树脂溶液滴加到大量甲醇中沉淀出固体，使用布氏漏斗减压抽滤后放在30℃～70℃真空烘箱中干燥8h～12h，得到丙烯酸树脂共聚物a。其中，引发剂aibn的质量为三种单体总质量的0.1％～5％，1,4-二氧六环溶剂的质量是三种单体总质量的1倍～10倍，三种单体按照摩尔量m
x
为20％～40％、my为40％～70％、mz为5％～20％进行投料，甲醇的质量是树脂溶液的8倍～15倍。
[0053]
本技术对丙烯酸树脂共聚物b的制备方法没有特别限制，只要能够实现本技术目的即可。例如，可以采用以下方法制备丙烯酸树脂共聚物b：将上述丙烯酸树脂共聚物b中的单体与引发剂aibn溶解在1,4-二氧六环溶剂中，在氮气氛围的保护下，在60℃～80℃下反应6h～24h，得到树脂溶液，然后将树脂溶液滴加到大量甲醇溶液中沉淀出固体，使用布氏漏斗减压抽滤后放在30℃～70℃真空烘箱中干燥8h～12h，得到丙烯酸树脂共聚物b。其中，引发剂aibn的质量为三种单体总质量的0.1％～5％，1,4-二氧六环溶剂的质量是三种单体总质量的1倍～10倍，三种单体按照摩尔量mu为20％～40％、mv为40％～70％、mw为5％～20％进行投料，甲醇溶液的质量是树脂溶液的8倍～15倍。
[0054]
本技术对底部抗反射涂层组合物的制备方法没有特别限制，只要能实现本技术目
的即可。例如，可以采用以下方法制备底部抗反射涂层组合物：将丙烯酸树脂共聚物a、丙烯酸树脂共聚物b、有机溶剂、表面活性剂称量并共混溶解，得到均一稳定的溶液，使用孔径为0.22μm滤膜过滤后得到底部抗反射涂层组合物。其中，基于底部抗反射涂层组合物的总质量，丙烯酸树脂共聚物a的质量百分含量为1％～20％，丙烯酸树脂共聚物b的质量百分含量为1％～20％，有机溶剂的质量百分含量为70％～98％，表面活性剂的质量百分含量为0％～5％。
[0055]
本技术第二方面提供了一种本技术第一方面提供的底部抗反射涂层组合物用作形成底部抗反射涂层的用途。具体地，将底部抗反射涂层组合物以一定的转速旋涂到晶圆表面，使用90℃～220℃的热板加热30秒(s)～300s，冷却后得到底部抗反射涂层。之后，可以将光刻胶直接旋涂在这层底部抗反射涂层上。这样，光刻胶曝光时底部抗反射涂层可以吸收入射到底部的射线，减少反射光线，从而减少驻波效应，使光刻胶层侧壁上出现波浪线或锯齿状的缺失的风险降低，光刻胶的形貌得以改善。
[0056]
本技术对上述“底部抗反射涂层组合物以一定的转速旋涂到晶圆表面
……”
中的转速范围没有特别限制，只要使底部抗反射涂层的厚度达到本技术范围内，实现本技术目的即可。
[0057]
在本技术的一种实施方案中，底部抗反射涂层的厚度为10nm～100nm，优选为40nm～80nm。将底部抗反射涂层的厚度调控在上述范围内，更利于吸收入射到底部的射线，减少反射光线，使光刻胶层侧壁上出现波浪线或锯齿状的缺失的风险降低，光刻胶的形貌得以改善。
[0058]
以下举出实施例和对比例来对本技术的实施方式进行更具体地说明。各实施例和对比例的实验及评价按照下述方法进行。
[0059]
实施例1
[0060]
《丙烯酸树脂共聚物a的制备》
[0061]
将3.5g甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、5.5g甲基丙烯酸缩水甘油酯、1g甲基丙烯酸甲酯溶解于40g的1,4-二氧六环溶剂中，在氮气氛围的保护下加入20mg的aibn，在80℃下反应10h。冷却后将树脂溶液滴加到500ml的甲醇中沉淀，在50℃真空干燥箱中烘干10h后得到丙烯酸树脂共聚物a，结构式如下：
[0062][0063]
以x、y和z的总和为基准，x为20.6％，y为63.1％，z为16.3％。
[0064]
丙烯酸树脂共聚物a的重均分子量m
wa
为20000。
[0065]
《丙烯酸树脂共聚物b的制备》
[0066]
将3.5g甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、5.5g 4-胺苯基甲基丙烯酸酯(也称为4-氨基苄基
丙烯酸酯)、1g甲基丙烯酸甲酯溶解于40g的1,4-二氧六环溶剂中，在氮气氛围的保护下加入20mg的aibn，在80℃下反应10h。冷却后将树脂溶液滴加到500ml的甲醇中沉淀，在50℃真空干燥箱中烘干10h后得到丙烯酸树脂共聚物b，结构式如下：
[0067][0068]
以u、v和w的总和为基准，u为22.1％，v为60.4％，w为17.5％。
[0069]
丙烯酸树脂共聚物b的重均分子量m
wb
为20000。
[0070]
《底部抗反射涂层组合物的制备》
[0071]
将2.1g丙烯酸树脂共聚物a、2.1g丙烯酸树脂共聚物b、95.8g有机溶剂丙二醇单甲醚(沸点为120℃)混合溶解得到均一稳定的溶液，使用0.22μm滤膜过滤后得到底部抗反射涂层组合物。
[0072]
《底部抗反射涂层组合物的应用》
[0073]
将底部抗反射涂层组合物以3000rpm的转速在晶圆上旋涂30s，之后在205℃热板上烘烤60s，形成60nm厚的底部抗反射涂层。
[0074]
实施例2
[0075]
《丙烯酸树脂共聚物a的制备》
[0076]
将4g甲基丙烯酸9-蒽甲酯、5g甲基丙烯酸缩水甘油酯、1g甲基丙烯酸甲酯溶解于40g1,4-二氧六环溶剂中，在氮气氛围的保护下加入15mg的aibn，在80℃下反应10h。冷却后将树脂溶液滴加到500ml的甲醇中沉淀，在50℃真空干燥箱中烘干10h后得到丙烯酸树脂共聚物a，结构式如下：
[0077][0078]
以x、y和z的总和为基准，x为24.3％，y为58.9％，z为16.8％。
[0079]
丙烯酸树脂共聚物a的重均分子量m
wa
为25000。
[0080]
《丙烯酸树脂共聚物b的制备》
[0081]
将4g甲基丙烯酸9-蒽甲酯、5g 4-胺苯基甲基丙烯酸酯、1g甲基丙烯酸甲酯溶解于
40g1,4-二氧六环溶剂中，在氮气氛围的保护下加入15mg的aibn，在80℃下反应10h。冷却后将树脂溶液滴加到500ml的甲醇中沉淀，在50℃真空干燥箱中烘干10h后得到丙烯酸树脂共聚物b，结构式如下：
[0082][0083]
以u、v和w的总和为基准，u为25.9％，v为56.2％，w为17.9％。
[0084]
丙烯酸树脂共聚物b的重均分子量m
wb
为25000。
[0085]
《底部抗反射涂层组合物的制备》
[0086]
将1.9g丙烯酸树脂共聚物a、1.9g丙烯酸树脂共聚物b、96.2g丙二醇单甲醚混合溶解得到均一稳定的溶液，使用0.22μm滤膜过滤后得到底部抗反射涂层组合物。
[0087]
《底部抗反射涂层组合物的应用》
[0088]
将底部抗反射涂层组合物以3000rpm的转速在晶圆上旋涂30s，之后在205℃热板上烘烤60s，形成60nm厚的底部抗反射涂层。
[0089]
实施例3～实施例6
[0090]
除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例2相同。
[0091]
实施例7
[0092]
除了在《底部抗反射涂层组合物的制备》中加入表面活性剂omnova公司的pf6320，并按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1相同。
[0093]
实施例8
[0094]
除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例7相同。
[0095]
实施例9
[0096]
《丙烯酸树脂共聚物a的制备》
[0097]
将6g甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯、1g甲基丙烯酸甲酯溶解于40g的1,4-二氧六环溶剂中，在氮气氛围的保护下加入1.1g的aibn，在80℃下反应20h。冷却后将树脂溶液滴加到500ml的甲醇中沉淀，在50℃真空干燥箱中烘干10h后得到丙烯酸树脂共聚物a，结构式如下：
[0098][0099]
以x、y和z的总和为基准，x为41.1％，y为40.0％，z为18.9％。
[0100]
丙烯酸树脂共聚物a的重均分子量m
wa
为10000。
[0101]
《丙烯酸树脂共聚物b的制备》
[0102]
将6g甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、3g 4-胺苯基甲基丙烯酸酯(也称为4-氨基苄基丙烯酸酯)、1g甲基丙烯酸甲酯溶解于40g的1,4-二氧六环溶剂中，在氮气氛围的保护下加入1.1g的aibn，在80℃下反应20h。冷却后将树脂溶液滴加到500ml的甲醇中沉淀，在50℃真空干燥箱中烘干10h后得到丙烯酸树脂共聚物b，结构式如下：
[0103][0104]
以u、v和w的总和为基准，u为42.9％，v为37.3％，w为19.8％。
[0105]
丙烯酸树脂共聚物b的重均分子量m
wb
为10000。
[0106]
其余与实施例1相同。
[0107]
实施例10
[0108]
《丙烯酸树脂共聚物a的制备》
[0109]
将6g甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、3g甲基丙烯酸缩水甘油酯、1g甲基丙烯酸甲酯溶解于20g的1,4-二氧六环溶剂中，在氮气氛围的保护下加入5mg的aibn，在60℃下反应20h。冷却后将树脂溶液滴加到500ml的甲醇中沉淀，在50℃真空干燥箱中烘干10h后得到丙烯酸树脂共聚物a，结构式如下：
[0110][0111]
以x、y和z的总和为基准，x为41.1％，y为40.0％，z为18.9％。
[0112]
丙烯酸树脂共聚物a的重均分子量m
wa
为100000。
[0113]
《丙烯酸树脂共聚物b的制备》
[0114]
将6g甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、3g 4-胺苯基甲基丙烯酸酯(也称为4-氨基苄基丙烯酸酯)、1g甲基丙烯酸甲酯溶解于20g的1,4-二氧六环溶剂中，在氮气氛围的保护下加入5mg的aibn，在60℃下反应20h。冷却后将树脂溶液滴加到500ml的甲醇中沉淀，在50℃真空干燥箱中烘干10h后得到丙烯酸树脂共聚物b，结构式如下：
[0115][0116]
以u、v和w的总和为基准，u为42.9％，v为37.3％，w为19.8％。
[0117]
丙烯酸树脂共聚物b的重均分子量m
wb
为100000。
[0118]
其余与实施例1相同。
[0119]
对比例1
[0120]
除了不设置有底部抗反射涂层以外，其余与实施例1相同。
[0121]
对比例2
[0122]
除了将底部抗反射涂层组合物替换为brewer science公司的duv44以外，其余与实施例1相同。
[0123]
测试方法及设备：
[0124]
重均分子量的测试：
[0125]
采用凝胶渗透谱(gpc)测得。
[0126]
光刻胶层的截面形貌的判断：
[0127]
将北京科华微电子材料有限公司的光刻胶dk1081旋涂在底部抗反射涂层上，得到830nm厚的光刻胶层，在248nm波长下曝光后扫描电子显微镜(x-sem)切片观察截面形貌。
[0128]
以光刻胶层侧壁上未出现波浪形或锯齿状的缺失表征光刻胶的形貌得以改善。
[0129]
底部抗反射涂层组合物中小分子挥发程度的测试：
[0130]
将各实施例和对比例的底部抗反射涂层组合物以3000rpm的转速在晶圆上旋涂30s形成底部抗反射涂层，之后以100℃烘烤60s，测量底部抗反射涂层的厚度得到第一厚度t1，再以200℃烘烤60s，测量底部抗反射涂层的厚度得到第二厚度t2，根据第一厚度和第二厚度的差值(t1-t2)来表征底部抗反射涂层的挥发特性，通过对比差值的大小即可对比不同底部抗反射涂层的小分子挥发情况。t1和t2的差值越小表明底部抗反射涂层经烘烤后挥发的小分子越少。
[0131]
以t1和t2差值(t1-t2)的大小表征小分子气化-重结晶导致的污染情况。
[0132]
各实施例和对比例制得的底部抗反射涂层组合物的制备参数和测试结果如表1所示。
[0133]
[0134][0135]
参见表1，从实施例1～实施例10、对比例1和对比例2可以看出，本技术提供的不含小分子交联剂、产酸剂的底部抗反射涂层组合物，通过含有丙烯酸树脂共聚物a和丙烯酸树
脂共聚物b，能够引入含有可热交联的环氧基团和芳香胺基团的侧基，环氧基团和芳胺基团在90℃～220℃加热条件下发生交联反应，环氧基团和芳胺基团在热交联的过程中发生小分子气化-重结晶情况的可能性较低，能够减少由于小分子气化-重结晶导致的污染情况的发生。从实施例1～实施例10和对比例2可以看出，选用本技术提供的底部抗反射涂层组合物形成底部抗反射涂层，底部抗反射涂层t1-t2的值明显更小，表明本技术提供的底部抗反射涂层组合物形成的底部抗反射涂层经烘烤后挥发的小分子更少，小分子气化-重结晶导致的污染情况得到改善。将底部抗反射涂层组合物旋涂到晶圆表面得到底部抗反射涂层，将光刻胶直接旋涂在这层底部抗反射涂层上，光刻胶曝光时底部抗反射涂层可以吸收入射到底部的射线，减少反射光线，从而减少驻波效应，从实施例1～实施例8的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌对应的图1～图8可以看出，光刻胶层侧壁上未出现波浪形或锯齿状的缺失，表明光刻胶的形貌得以改善。
[0136]
而对比例1中不含有本技术的底部抗反射涂层组合物形成的底部抗反射涂层，光刻胶层直接设置于晶圆上，入射光和反射光干涉形成驻波，光刻胶内部形成驻波效应，从对比例1的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌对应的图9可以看出，光刻胶层侧壁上出现了锯齿状的缺失，影响了光刻胶的形貌。
[0137]
虽然对比例2的光刻胶层在248nm波长下曝光后切片得到的截面形貌对应的图10中，光刻胶层侧壁上未出现波浪线或锯齿状的缺失，但是，对比例2中采用的现有的底部抗反射涂层组合物形成底部抗反射涂层，底部抗反射涂层t1-t2的值比实施例1～实施例8明显更大，表明对比例2提供的底部抗反射涂层组合物形成的底部抗反射涂层经烘烤后挥发的小分子较多，小分子气化-重结晶导致的污染情况未能得到改善。
[0138]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0139]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0140]
以上所述仅为本技术的较佳实施例，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本技术的保护范围内。

技术特征：

1.一种底部抗反射涂层组合物，包括丙烯酸树脂共聚物a、丙烯酸树脂共聚物b、有机溶剂和表面活性剂，所述丙烯酸树脂共聚物a包括环氧基团a-1，所述丙烯酸树脂共聚物b包括苯胺基团b-1，所述有机溶剂的沸点为70℃～220℃：其中，r7选自-(ch2)
m-，m为0～4的整数，*表示连接位点；基于所述底部抗反射涂层组合物的总质量，所述丙烯酸树脂共聚物a的质量百分含量为1％～5％，所述丙烯酸树脂共聚物b的质量百分含量为1％～5％，所述有机溶剂的质量百分含量为90％～98％，所述表面活性剂的质量百分含量为0％～0.5％。2.根据权利要求1所述的底部抗反射涂层组合物，其中，所述丙烯酸树脂共聚物a的结构式如下：其中，r1选自苯甲基、萘甲基或蒽甲基；r2为-(ch2)
n-，n为0～4的整数；r3选自甲基、乙基或丙基；r4、r5和r6各自独立地选自氢原子或甲基；以x、y和z的总和为基准，x为10％～50％，y为30％～70％，z为5％～20％；所述丙烯酸树脂共聚物a的重均分子质量m
wa
为10000～100000。3.根据权利要求2所述的底部抗反射涂层组合物，其中，以x、y和z的总和为基准，x为20％～40％，y为40％～70％，z为5％～20％。4.根据权利要求2所述的底部抗反射涂层组合物，其中，所述丙烯酸树脂共聚物a的重均分子质量m
wa
为10000～30000。5.根据权利要求1所述的底部抗反射涂层组合物，其中，所述丙烯酸树脂共聚物b的结构式如下：
其中，r8选自苯甲基、萘甲基或蒽甲基；r
10
选自甲基、乙基或丙基；r
11
、r
12
和r
13
各自独立地选自氢原子或甲基；r9选自-(ch2)
m-；以u、v和w的总和为基准，u为10％～50％，v为30％～70％，w为5％～20％；所述丙烯酸树脂共聚物b的重均分子质量m
wb
为10000～100000。6.根据权利要求5所述的底部抗反射涂层组合物，其中，以u、v和w的总和为基准，u为20％～40％，v为40％～70％，w为5％～20％。7.根据权利要求5所述的底部抗反射涂层组合物，其中，所述丙烯酸树脂共聚物b的重均分子质量m
wb
为10000～30000。8.根据权利要求1所述的底部抗反射涂层组合物，其中，所述有机溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇单甲醚、环己酮、乳酸乙酯、γ-丁内酯、n-甲基甲酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苄基乙基醚、正己醚、己二酮、异佛尔酮、正己酸、正辛酸、正辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、乙二酸二乙酯、马来酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、2-苯氧基乙酸乙酯中的至少一种。9.根据权利要求1所述的底部抗反射涂层组合物，其中，所述表面活性剂选自pf6320、byk-388、byk-307、byk-310、byk-320、byk-323、pluronic-25r2、pluronic-l92、silwet l7604、silwet l7608、fc-135、fc-170c、fc-430、fc-431中的至少一种。10.根据权利要求1～9中任一项所述的底部抗反射涂层组合物用作形成底部抗反射涂层的用途。11.根据权利要求10所述的用途，其中，所述底部抗反射涂层的厚度为10nm～100nm。

技术总结

本申请提供了一种底部抗反射涂层组合物及其用途，其中，底部抗反射涂层组合物不含小分子的交联剂、产酸剂，该底部抗反射涂层组合物含有丙烯酸树脂共聚物A和丙烯酸树脂共聚物B，能够引入含有可热交联的环氧基团和芳香胺基团，可以在热交联的过程中减少由于小分子气化-重结晶导致的污染情况的发生。重结晶导致的污染情况的发生。重结晶导致的污染情况的发生。