CN104136493A - 作为硬掩膜抗反射涂层材料的基于二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的倍半硅氧烷树脂及其制备方法 - Google Patents

作为硬掩膜抗反射涂层材料的基于二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的倍半硅氧烷树脂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104136493A
CN104136493A CN201380010313.9A CN201380010313A CN104136493A CN 104136493 A CN104136493 A CN 104136493A CN 201380010313 A CN201380010313 A CN 201380010313A CN 104136493 A CN104136493 A CN 104136493A
Authority
CN
China
Prior art keywords
diabs
structural unit
sio
silsesquioxane resins
hydrolysis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380010313.9A
Other languages
English (en)
Inventor
P-F·傅
埃里克·S·莫耶
杰森·苏何尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Silicones Corp
Original Assignee
Dow Corning Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Corning Corp filed Critical Dow Corning Corp
Publication of CN104136493A publication Critical patent/CN104136493A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G03F7/0752—Silicon-containing compounds in non photosensitive layers or as additives, e.g. for dry lithography
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/162—Coating on a rotating support, e.g. using a whirler or a spinner
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
    • G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
    • H01L21/02137—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC the material comprising alkyl silsesquioxane, e.g. MSQ
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H01L21/0276—Photolithographic processes using an anti-reflective coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

本发明提供一种制备基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的方法，该树脂用在用于光刻技术的抗反射硬掩膜涂层中。或者本发明提供从基于DIABS的倍半硅氧烷树脂制备抗反射涂层的方法和在光刻技术中使用所述抗反射涂层的方法。基于DIABS的倍半硅氧烷树脂具有由包括二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷(DIABS)以及选自含水R1SiX3、R2SiX3、R3SiX3和SiX4中的至少一种硅烷单体的水解和缩合形成的结构单元；其中R1是H或烷基，X是卤化物或烷氧基，R2是发色团部分，且R3是反应位点或交联位点。基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的特征在于，存在通过二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷(DIABS)的水解而形成的至少一个四官能SiO4/2单元。

Description

作为硬掩膜抗反射涂层材料的基于二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的倍半硅氧烷树脂及其制备方法
本公开整体涉及光刻技术。更具体地，本公开涉及基于二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的倍半硅氧烷树脂的制备和它们在193nm光刻加工过程中作为硬掩膜抗反射涂层在电子设备上的使用。
由于半导体工业中对较小部件尺寸的持续需求，使用193nm光的光刻技术最近已经作为能够生产具有亚100nm部件的设备的技术而出现。此类短波长光的使用需要包含这样的底部抗反射涂层：其能够减少反射光在基底上的出现，并通过吸收穿过光致抗蚀剂的光来对光致抗蚀剂的摇摆固化形成阻尼效应。由基于有机物或无机物的材料组成的抗反射涂层(ARC)是可商购获得的。表现出良好抗蚀刻性的常规无机ARC通常是使用化学气相沉积(CVD)法沉积制成。因此，这些无机ARC易于具有与极端形貌特征相关的所有综合缺点。另一方面，通常使用旋涂法施用常规有机ARC。因此，有机ARC表现出优异的填充和平面化性质，但是当用作有机光致抗蚀剂时具有较差的蚀刻选择性。因此，一直需要开发可提供有机和无机ARC的组合优点的新材料。
在193nm光刻技术中使用的一类抗反射涂层组合了有机和无机ARC的优点，该有机和无机ARC包含具有一个或多个四官能SiO4/2(Q)单元的倍半硅氧烷树脂。通过四氯硅烷或四烷氧基硅烷单体(例如四乙氧基硅烷(TEOS)和四甲氧基硅烷(TMOS))的水解和缩合，此类四官能Q单元常规地形成在倍半硅氧烷树脂中。遗憾的是，使用这些单体制成的倍半硅氧烷树脂当在溶液中或作为“干燥”固体贮存时通常表现出差的稳定性和短贮存期限。此外，当涂布在硅晶片上时，这些倍半硅氧烷树脂的老化可能导致大量膜缺陷的出现。这些缺点的存在会阻止常规倍半硅氧烷树脂变成适合作为用在193nm光刻工艺中的硬掩膜ARC材料。
发明内容
在克服列举的相关领域的缺点和其他限制的过程中，本公开整体提供制备用在光刻技术中的抗反射硬掩膜涂层的方法，其中抗反射硬掩膜涂层的组成的特征在于，存在通过二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷(DIABS)的水解而形成的四官能SiO4/2单元。
根据本公开的一个方面，提供了一种制备用在硬掩膜抗反射涂层中的基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的方法。该方法大体包括以下步骤：在溶剂中提供硅烷单体以形成反应混合物；将水加入反应混合物中并允许水解反应和缩合反应发生，以便形成基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的结构单元；形成基于DIABS的倍半硅氧烷树脂溶液；从基于DIABS的倍半硅氧烷树脂溶液除去挥发物；以及调节树脂与溶剂比率，使得基于DIABS的倍半硅氧烷树脂处于预定的浓度。用于形成基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的硅烷单体包括DIABS以及选自R1SiX3、R2SiX3、R3SiX3和SiX4中的至少一种，其中R1是H或烷基，X是卤化物或烷氧基，R2是发色团部分，且R3是反应位点或交联位点。基于DIABS的倍半硅氧烷树脂包括至少一个为SiO4/2单元的结构单元，该单元源自DIABS单体的水解和缩合。
根据本公开的另一个方面，提供了一种制备用在光刻技术中的抗反射涂层的方法。该方法大体包括以下步骤：提供ARC材料，其包括分散在溶剂中的基于DIABS的倍半硅氧烷树脂；提供电子设备；将ARC材料施加于电子设备的表面以形成膜；从此膜除去溶剂；以及使此膜固化以形成抗反射涂层。基于DIABS的倍半硅氧烷树脂包含由硅烷单体(其包括DIABS以及选自含水R1SiX3、R2SiX3、R3SiX3和SiX4中的至少一种)的水解和缩合形成的结构单元；其中R1是H或烷基，X是卤化物或烷氧基，R2是发色团部分，且R3是反应位点或交联位点。基于DIABS的倍半硅氧烷树脂包括至少一个为SiO4/2单元的结构单元，该单元源自DIABS单体的水解和缩合。
根据本公开的另一个方面，提供了一种使用基于DIABS的倍半硅氧烷树脂在抗反射涂层中进行光刻的方法。该方法大体包括以下步骤：在基底上形成抗反射涂层；在抗反射涂层上面形成抗蚀剂涂层；将抗蚀剂暴露于辐射以在抗蚀剂上形成图案；以及使抗蚀剂和抗反射涂层显影。抗反射涂层包含基于DIABS的倍半硅氧烷树脂，树脂具有由硅烷单体(其包括DIABS及选自含水R1SiX3、R2SiX3、R3SiX3和SiX4中的至少一种)的水解和缩合形成的结构单元；其中R1是H或烷基，X是卤化物或烷氧基，R2是发色团部分，且R3是反应位点或交联位点。基于DIABS的倍半硅氧烷树脂包括至少一个为SiO4/2单元的结构单元，该单元源自DIABS单体的水解和缩合。
根据本公开的另一个方面，使用本文描述的方法形成的基于DIABS的倍半硅氧烷树脂可以根据式[A]m[B]n[C]o[D]p由组分A、B、C和D描述；其中下标m、n、o和p表示树脂中每种组分的摩尔份数，每个下标在0至约0.95的范围内独立地选择，前提条件是，下标的总和(m+n+o+p)等于1。在该式中，[A]表示[(SiO(4-x)/2(OR)x)]的结构单元，[B]表示[(Ph(CH2)rSiO(3-x)/2(OR)x]的结构单元，[C]表示[(RO)xO(3-x)/2Si-CH2CH2-SiO(3- x)/2(OR)x]的结构单元，且[D]表示[R’SiO(3-x)/2(OR)x]的结构单元；其中R独立地选择为叔丁基、氢或具有1-4个碳原子的烃基；Ph是苯基；且R’独立地选择为烃基、取代的苯基、酯基、聚醚基、巯基或反应性的(如可固化的)有机官能团。独立地选择下标r和x，使得r具有0、1、2、3或4的值，且x具有0、1、2或3的值。
通过本文提供的说明，其他适用领域将变得显而易见。应当理解，说明和具体实例旨在仅用于示例目的，而非旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文所述附图仅用于例示目的，而非旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本公开的教导内容的一种用于制备基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的方法的示意图；
图2是使用图1的基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的一种用于制备抗反射涂层的方法的示意图；以及
图3是在图2的抗反射涂层中使用图1的基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的一种光刻工艺的示意图。
具体实施方式
以下说明实质上仅为示例性的，并且决不旨在限制本公开或其应用或用途。应当理解，在所有说明和附图中，相应的参考编号指示类似或相应的部分或结构。
本公开整体提供一种用在光刻技术中的抗反射硬掩膜涂层组合物。抗反射硬掩膜涂层的组成的特征在于，存在通过具有式(tBuO)2Si(OAc)2的二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷(DIABS)的水解而形成的四官能SiO4/2单元。抗反射硬掩膜组合物是(或者)含有发色团部分的硅氧烷或倍半硅氧烷聚合物。一般来讲，聚合物含有由DIABS和一个或多个选自R1SiX3、R2SiX3、R3SiX3和SiX4的硅单体水解形成的结构单元，其中R1是H、具有1-20个碳原子的烷基；X是卤化物或烷氧基，例如，X是Cl、OR4、OR4基团，其中R4是甲基、乙基或丙基；R2是发色团部分，例如，R2是苯基或取代的苯基(例如乙基苯基)，且R3包含要在应用的条件下固化的旋涂膜的反应位点或交联位点。
当使用DIABS作为用于制备含有四官能SiO4/2(Q单元)的倍半硅氧烷材料的单体时，会极大地改善得到的作为硬掩膜ARC的树脂的稳定性，并且也会极大地降低膜缺陷水平，使它与通过四氯硅烷或四烷氧基硅烷单体(例如四乙氧基硅烷(TEOS)和四甲氧基硅烷(TMOS))的水解和缩合常规地形成的材料相比成为目标193nm光刻技术应用的理想材料。这些基于DIABS的倍半硅氧烷组合物会提供：(1)突出的光学、机械和蚀刻特性，且可以通过旋涂技术来施用；(2)极长的贮存期限和贮存稳定性；以及(3)在最高至约250℃的温度固化1分钟以后具有巨大溶剂(如PGMEA)和显影剂(如TMAH)抗性的良好膜质量。固化的ARC没有显示出缺陷或显示出微小的有限数目的缺陷。
根据本公开的一个方面，提供了一种制备用作ARC材料的基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的方法。参考描绘方法100的图1，在溶剂中提供DIABS单体和至少一种其他类型的硅烷单体，以形成反应混合物(105)。然后在预定温度加入水经历预定量的时间，允许反应混合物发生水解反应和缩合反应(110)，以形成基于DIABS的倍半硅氧烷树脂溶液(115)，其中倍半硅氧烷包含至少一个源自DIABS的水解和缩合的SiO4/2单元。在需要时，随后除去基于DIABS的倍半硅氧烷树脂溶液中的任意挥发物(120)，并减少存在于溶液中的溶剂的量，使得树脂的浓度是在预定的量(125)；或者，此预定量是将来应用所期望的浓度。关于生产倍半硅氧烷树脂的方法(其涉及适当的卤代硅烷和/或烷氧基硅烷的水解和缩合)的额外信息提供在下面以及Sakamoto等人的美国专利No.5,762,697、Becker等人的美国专利No.6,281,285和Bank等人的美国专利No.5,010,159中，其公开内容通过引用并入本文。根据本公开的教导内容的方法的一个具体实例涉及DIABS与苯基三氯硅烷和可选地其他含有机官能团的三氯硅烷的混合物的水解和缩合。
通过采用折光率(RI)检测和聚苯乙烯标准品的凝胶渗透色谱法确定，根据本公开的方法1制备的基于DIABS的倍半硅氧烷树脂表现出在500-400,000范围内，或者在500-100,000范围内，或者在700-30,000范围内的重均分子量(Mw)。
在水解反应过程中存在的水的量通常是在每摩尔硅烷反应物的X基团0.5-2摩尔水，或者每摩尔硅烷反应物的X基团0.5-1.5摩尔水的范围内。由于不完全水解或缩合，残余的-OH和/或–OR4可能将保留在基于DIABS的倍半硅氧烷树脂中。
形成倍半硅氧烷树脂的时间取决于多种因素，例如温度、硅烷反应物的类型和量以及催化剂(如果存在)的量。允许反应进行足以使基本上所有X基团经历水解反应的时间。通常，反应时间为几分钟至几小时，或者为10分钟至1小时。本领域技术人员能够容易地确定完成反应所必需的时间。
可以在任何温度进行产生基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的反应，只要它不会造成倍半硅氧烷树脂的明显凝胶化或固化即可。进行此反应的温度通常是在25℃直至反应混合物的回流温度的范围内。通过在回流下加热10分钟至1小时，可以进行此反应。
仍然参考图1，为了促进水解和缩合反应的完成，可以可选地在需要时使用催化剂(130)。催化剂可以是碱或酸，例如无机酸。可用的无机酸包括但不限于：HCl、HF、HBr、HNO3和H2SO4，以及其他，或者无机酸是HCl。使用HCl或其他挥发性酸的益处是，在反应完成后通过汽提过程可以容易地从组合物除去挥发性酸。用于促进反应的催化剂的量可取决于其性质。催化剂的量通常是约0.05重量％至约1重量％，基于反应混合物的总重量。
一般来讲，硅烷反应物不可溶于水或微溶于水。因此，反应在溶剂中进行。溶剂以足以溶解硅烷反应物的任意量存在。通常，溶剂以1-99重量％，或者约70-90重量％的量存在，基于反应混合物的总重量。可用的有机溶剂可以是(例如但不限于)：饱和脂族烃，例如正戊烷、己烷、正庚烷和异辛烷；脂环烃，例如环戊烷和环己烷；芳烃，例如苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯；醚，例如四氢呋喃、二噁烷、乙二醇二乙基醚、乙二醇二甲基醚；酮，例如甲基异丁基酮(MIBK)和环己酮；卤代烷烃，例如三氯乙烷；卤化芳烃，例如溴苯和氯苯；酯，例如丙二醇单甲基醚醋酸酯(PGMEA)、异丁酸异丁酯和丙酸丙酯。可用的有机硅溶剂可以是(例如但不限于)环硅氧烷，例如八甲基环四硅氧烷和十甲基环五硅氧烷。可以使用单一溶剂，或可以使用溶剂的混合物。
在制备基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的方法中，反应结束后，可以在需要时在减压下从倍半硅氧烷树脂溶液中除去挥发物(120)。此类挥发物包括醇副产物、多余的水、催化剂、盐酸(氯硅烷路线)和溶剂。除去挥发物的方法是本领域已知的，且包括例如在减压下蒸馏或汽提。
反应结束后，可以可选地除去催化剂(135)。除去催化剂的方法是本领域众所周知的，并且包括中和、汽提或水洗或其组合。催化剂可能负面地影响基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的贮存期限，特别是当在溶液中时。为了增加基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的分子量和/或改善倍半硅氧烷树脂的贮存稳定性，可以进行反应延长的时间段(140)，从40℃加热直至溶剂的回流温度(“稠化步骤”)。稠化步骤140可以在反应步骤之后进行或作为反应步骤的组成部分进行。通常，执行稠化步骤的持续时间段在10分钟至6小时，或者20分钟至3小时的范围内。
在产生倍半硅氧烷树脂的反应之后，可以进行许多可选的步骤，以获得所需形式的倍半硅氧烷树脂。例如，通过除去溶剂，可以回收固体形式的倍半硅氧烷树脂(145)。除去溶剂的方法不是关键的，有多种方法是本领域众所周知的(如在加热和/或真空下蒸馏)。一旦在步骤145以后以固体形式回收倍半硅氧烷树脂，可以将树脂可选地再溶解在相同溶剂或另一种溶剂中用于特殊用途。或者，如果需要将不同溶剂(除了在反应中使用的溶剂以外)用于终产物，通过加入第二溶剂并除去第一溶剂(例如，通过蒸馏)，可以完成溶剂交换(150)。此外，通过除去一些溶剂或加入额外量的溶剂，可以调节溶剂中的树脂浓度(125)。
根据本公开的另一个方面，可以将使用上述方法形成的基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的组成描述为包含根据关系或式[A]m[B]n[C]o[D]p的组分A、B、C和D；其中下标m、n、o和p表示树脂中每种组分的摩尔份数，每个下标在0-0.95的范围内独立地选择，前提条件是，下标的总和(m+n+o+p)等于1。在该式中，组分[A]表示[(SiO(4-x)/2(OR)x)]的结构单元，组分[B]表示[(Ph(CH2)rSiO(3-x)/2(OR)x]的结构单元，组分[C]表示[(RO)xO(3-x)/2Si-CH2CH2-SiO(3-x)/2(OR)x]的结构单元，且组分[D]表示[R’SiO(3-x)/2(OR)x]的结构单元；其中R独立地选择为叔丁基、氢或具有1-4个碳原子的烃基；Ph是苯基；且R’独立地选择为烃基、取代的苯基、酯基、聚醚基、巯基或反应性的(如可固化的)有机官能团。独立地选择下标r和x，使得r具有0、1、2、3或4的值，且x具有0、1、2或3的值。在基于DIABS的倍半硅氧烷树脂中存在的至少一个结构单元从DIABS单体的水解和缩合反应中衍生或由此形成。或者，树脂中的组分A的结构单元从DIABS单体的水解和缩合反应中衍生或由此形成。
根据本公开的另一个方面，将基于DIABS的倍半硅氧烷树脂作为用在光刻工艺中的抗反射涂层(ARC)材料来施用。倍半硅氧烷树脂通常从溶剂施用。可用的溶剂包括但不限于：1-甲氧基-2-丙醇、丙二醇单甲基乙酸乙酯、γ-丁内酯和环己酮，以及其他。基于ARC材料的总重量，ARC材料通常包含10重量％至99.9重量％的溶剂，或者为80-95重量％。
参考描述方法(200)的图2，通过以预定浓度在溶剂中提供基于DIABS的倍半硅氧烷树脂，形成抗反射涂层材料(205)。可选地，可以将额外的或其他的添加剂掺入ARC材料中(210)。然后提供电子设备(215)，随后在其上面形成抗反射涂层。方法100进一步包括：将ARC材料施加于电子设备以形成膜(220)，从此膜除去溶剂(225)；以及固化基于DIABS的倍半硅氧烷树脂膜以在设备上形成抗反射涂层(230)。
在步骤210处可以可选地加入或掺入ARC材料中的添加剂的一个例子是固化催化剂。合适的固化催化剂包括无机酸、光酸产生剂和热酸产生剂。固化催化剂可以是(例如但不限于)：硫酸(H2SO4)、(4-乙基噻吩基)甲基苯基锍三氟甲磺酸盐(也称为三氟甲基磺酸盐)和2-萘基二苯基锍三氟甲基磺酸盐。通常，基于ARC材料的总重量，固化催化剂以至多约1000ppm，或者至多约500ppm的量存在。
电子设备可以是半导体设备，例如旨在用于制造半导体部件的基于硅的设备和基于砷化镓的设备。通常，设备包含至少一个半导电层和多个包含不同传导材料、半导电材料或绝缘材料的其他层。
可用于在步骤220处将ARC材料施加于电子设备的方法的具体例子包括但不限于旋涂、浸涂、喷淋涂、流涂和丝网印刷以及其他。在一个例子中，施用方法是旋涂。通常，ARC材料的施用包括在1,000-2,000RPM旋转电子设备，并将ARC材料加至自旋设备的表面。
使用本领域技术人员已知的任意方法，包括但不限于在室温或在高温“干燥”预定量的时间，可以从膜除去溶剂(225)。随后使“干燥的”膜固化以在电子设备上形成抗反射涂层(230)。固化步骤230大体包括：将涂层加热至足够的温度，保持足够的持续时间以导致充分交联，使得倍半硅氧烷树脂基本上不溶于用于施加它的溶剂。固化步骤230可以如下进行：例如，通过将涂布的电子设备在约80℃至450℃加热约0.1-60分钟，或者在约150℃至275℃加热约0.5-5分钟，或者在约200℃至250℃加热约0.5-2分钟。在固化步骤230中，可以使用本领域技术人员已知的任意加热方法。例如，可以将涂布的电子设备放在石英管形炉、对流烘箱中或将其在热平板上静置。
为了保护ARC材料中的倍半硅氧烷树脂免于在固化过程中与氧或碳反应，可以可选地在需要时在惰性气氛下进行固化步骤(235)。该可选的步骤(235)可以单独进行，或与期望的添加剂(210)向ARC材料中的掺入一起进行。在本文中可用的惰性气氛包括但不限于氮和氩。“惰性”是指，环境含有小于约50ppm，或者小于约10ppm的氧。在进行固化和除去步骤时的压力不是关键性的。固化步骤230通常在常压下进行，尽管低于或高于常压也可以工作。
通常，固化以后的抗反射涂层不溶于光致抗蚀剂浇注溶剂中。这些溶剂包括但不限于酯和醚，例如丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)和乙氧基丙酸乙酯(EPP)。不溶是指，当将抗反射涂层暴露于溶剂时，在暴露1分钟以后，涂层的厚度几乎没有损失或根本没有损失。通常，涂层厚度损失小于涂层厚度的10％，或者小于涂层厚度的7.5％。
根据本公开的另一个方面，提供了使用从基于DIABS的ARC材料形成的底部抗反射涂层(BARC)的光刻工艺。参考图3，该方法300大体包括以下步骤：在基底(例如电子设备)上形成BARC(305)；在抗反射涂层上面形成抗蚀剂涂层(310)；将抗蚀剂暴露于辐射(315)；以及使抗蚀剂和抗反射涂层显影(320)。根据本公开的方法100制备用于形成BARC的基于DIABS的ARC材料，并根据本文描述的方法200施加于基底。
在抗反射涂层上面形成抗蚀剂涂层或层(310)。使用任意已知抗蚀剂材料和本领域技术人员已知的用于形成此类涂层的方法，可以形成该抗蚀剂层。通常，以与在本文中产生抗反射涂层类似的方式，从溶剂溶液施用抗蚀剂材料。可以烘烤抗蚀剂涂层以除去任意溶剂。取决于用于烘烤的源，通常通过将涂层加热到90℃至130℃的温度保持几分钟至1小时或更久而进行烘烤。
形成抗蚀剂层以后，然后将它暴露于辐射(315)，即，紫外线、X-射线、电子束、远紫外线等，从而形成图案。通常，使用具有157nm至365nm波长的紫外辐射，或者使用具有157nm或193nm波长的紫外辐射。合适的辐射源包括汞、汞/氙和氙灯。或者，辐射源是KrF准分子激光器(248nm)或ArF准分子激光器(193nm)。如果使用更长的波长辐射(如365nm)，可以可选地将敏化剂加入到抗蚀剂涂层中以增强辐射的吸收(325)。通常用小于100mJ/cm2的辐射，或者用小于50mJ/cm2的辐射，实现抗蚀剂涂层的充分暴露。通常，通过掩模暴露抗蚀剂层；由此，在涂层上形成图案。
暴露于辐射以后，辐射被抗蚀剂涂层中的产酸剂吸收，产酸剂产生游离酸。当抗蚀剂涂层是正抗蚀剂时，在加热后，游离酸造成抗蚀剂的酸可解离基团的断裂。当抗蚀剂涂层是负抗蚀剂时，游离酸造成交联剂与抗蚀剂反应，由此形成暴露的抗蚀剂的不溶区域。在已经将抗蚀剂层暴露于辐射以后，抗蚀剂层通常经历暴露后的烘烤，其中将抗蚀剂层加热到在30℃至200℃，或者75℃至150℃的范围内的温度，保持一个短的时间段，通常为30秒至5分钟，或者为60-90秒。
用合适的显影剂或汽提溶液除去暴露的抗蚀剂和抗反射涂层以产生图像(320)。在除去暴露的抗蚀剂涂层的同时可以除去抗反射涂层，由此消除对用于除去抗反射涂层的单独蚀刻步骤的需要。合适的显影剂溶液通常含有水性碱溶液(优选不含金属离子的水性碱溶液)以及可选地含有有机溶剂。本领域技术人员能够选择适当的显影剂溶液。标准的工业显影剂溶液可以是(例如但不限于)：无机碱例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钙、偏硅酸钠和氨水，伯胺例如乙胺和正丙胺，仲胺例如二乙胺和二正丁基胺，叔胺例如三乙胺和甲基二乙胺，醇胺例如二甲基乙醇胺和三乙醇胺，季铵盐例如四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵和胆碱，以及环胺例如吡咯和哌啶。或者，使用季铵盐(例如四甲基氢氧化铵(TMAH))或胆碱的溶液。合适的基于氟化物的汽提溶液包括但不限于NE-89(AshlandSpecialty Chemical Co.)。在已经使暴露的涂层显影以后，通常用水洗涤剩余的抗蚀剂涂层(“图案”)，以除去任何残余的显影剂溶液。
然后可以可选地将在抗蚀剂和抗反射涂层或层中产生的图案转移至基础基底的材料(330)。在涂布的或双层光致抗蚀剂中，这将涉及穿过可能存在的涂层和穿过底层将图案转移到基础层上。在单层光致抗蚀剂中，在基底上直接进行转移。通常，通过用反应性离子例如氧、等离子体和/或氧/二氧化硫等离子体蚀刻来转移图案。合适的等离子体工具包括但不限于：电子回旋加速器共振(ECR)、螺旋振子、电感耦合等离子体(ICP)和传递耦合等离子体(TCP)***。蚀刻技术是本领域众所周知的，且本领域技术人员熟知各种类型的可商购获得的蚀刻设备。可以采用额外步骤或除去抗蚀剂膜和剩余的抗反射涂层，以产生具有期望的体系结构的设备。
给出了下列具体实例来说明本公开，并且不应将其理解为限制本公开的范围。本领域的技术人员根据本公开应当理解，可以在不脱离或超出本公开的实质和范围的情况下，在本文所公开的具体实施例中做出许多改变且仍获得相同或类似的结果。
根据实例1和实例3常规地制备几种倍半硅氧烷树脂溶液(运行1-1、1-2、3-1和3-2)，同时根据本公开的教导内容(如在实例2和实例4中进一步所述)制备几种基于DIABS的树脂溶液(运行2-1、2-2、4-1和4-2)。通过在室温的分子量变化，监测常规的和基于DIABS的倍半硅氧烷树脂(在10％PGMEA中)的稳定性，结果总结在表1和2中。
在每次运行中，使用Karl Suss CT62自旋涂层机(SUSS MicroTecAG，Garching Germany)，将倍半硅氧烷树脂作为涂层施加于晶片。首先将倍半硅氧烷树脂-PGMEA溶液穿过0.2mm过滤器进行过滤，然后以2000rpm的旋转速度(在20秒的时间范围内具有5000的加速度)旋转涂布在标准单侧4英寸抛光的低电阻率晶片或双侧抛光的FTIR晶片上。随后干燥施加的膜，然后使用采用氮气吹扫的快速热处理(RTP)烘箱在250℃固化60秒。使用椭圆偏振光谱仪(J.A.Woollam,Lincoln,NE)，测定每个施加的ARC的膜厚度。在表1和2中记录的厚度值表示9次测量结果的平均值。通过测量在暴露于PGMEA冲洗液之前和之后的膜厚度变化，确定固化以后的PGMEA抗性。使用水和二碘甲烷作为液体进行接触角测量，并基于Zisman方法计算润湿的临界表面张力。
表1：具有Q/Me/BTSE(比例58/37/5)一般组成的倍半硅氧烷树脂的 对比。
表2：具有Q/Me/BTSE/PhEt(比例65/20/10/5)一般组成的倍半硅氧 烷树脂的对比。
在将基于DIABS的倍半硅氧烷树脂(运行2-1、2-2、4-1和4-2)表现出的特性与通过使用TEOS单体制备的常规倍半硅氧烷树脂(运行1-1、1-2、3-1和3-2)表现出的特性进行对比以后，基于DIABS的倍半硅氧烷组合物表现出突出的光学、机械和蚀刻特性，以及超长的贮存期限和巨大的贮存稳定性；以及具有优异的溶剂(如PGMEA)和显影剂(如TMAH)抗性的良好膜质量。如在表1和2中所示，基于DIABS的倍半硅氧烷树脂(运行2-1、2-2、4-1和4-2)在23℃贮存后仅表现出每天分子量的微小变化(约1％)，而常规倍半硅氧烷树脂(运行1-1、1-2、3-1和3-2)在类似条件下表现出在3.6％至67.7％的范围内的大分子量变化。因而，基于DIABS的倍半硅氧烷树脂表现出更大的贮存稳定性和更长的贮存期限。在暴露于PGMEA和/或TMAH以后，基于DIABS的倍半硅氧烷树脂表现出优异的稳定性和突出的蚀刻特性。
实例1：具有等于58/37/5的TEOS/Me/BTSE比例的常规倍半硅氧烷树 脂的制备。
向配备搅拌棒的干燥1升三颈烧瓶中，加入甲基三乙氧基硅烷(66.0g，0.37mol)、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)(17.8g，0.05mol)、原硅酸四乙酯(TEOS)(120.8g，0.58mol)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)(50g)和少量的硝酸。使用蠕动泵，历时60分钟将溶解在PGMEA中的水(50g)加入三颈烧瓶中。加入以后，将混合物加热至回流保持数小时。然后使用旋转蒸发仪蒸发挥发物，并通过加入PGMEA而将溶液中树脂的最终浓度调至10重量％。将得到的溶液穿过0.2mm过滤器进行过滤。将溶液旋涂在4”晶片上，固化，并作为运行1-1和1-2进行试验。固化的涂层表现出n193nm＝1.519和k193nm＝0.00。
实例2：具有等于58/37/5的DIABS/Me/BTSE比例的基于DIABS的倍 半硅氧烷树脂的制备。
向配备搅拌棒的干燥1升三颈烧瓶中，加入甲基三乙氧基硅烷(66.0g，0.37mol)、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)(17.8g，0.05mol)、二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷(DIABS)(170.0g，0.58mol)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)(50g)和少量的硝酸。使用蠕动泵，历时60分钟将溶解在PGMEA中的水(50g)加入三颈烧瓶中。加入以后，将混合物加热至回流保持数小时。然后使用旋转蒸发仪蒸发挥发物，并通过加入PGMEA而将溶液中树脂的终浓度调至10重量％。将得到的溶液穿过0.2mm过滤器进行过滤。将溶液旋涂在4”晶片上，固化，并试验。固化的涂层表现出n193nm＝1.526和k193nm＝0。
实例3：具有等于65/20/10/5的TEOS/BTSE/Me/PhEt比例的常规倍半 硅氧烷树脂的制备。
向配备搅拌棒的干燥1升三颈烧瓶中，加入甲基三乙氧基硅烷(17.8g，0.10mol)、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)(70.9g，0.20mol)、苯乙基三甲氧基硅烷(11.4g，0.05mol)、原硅酸四乙酯(TEOS)(135.2g，0.65mol)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)(50g)和少量的硝酸。使用蠕动泵，历时60分钟将溶解在PGMEA中的水(50g)加入三颈烧瓶中。加入以后，将混合物加热至回流保持数小时。然后使用旋转蒸发仪蒸发挥发物，并通过加入PGMEA而将溶液中树脂的终浓度调至10重量％。将得到的溶液穿过0.2mm过滤器进行过滤。将溶液旋涂在4”晶片上，固化，并作为运行3-1和3-2进行试验。固化的涂层表现出n193nm＝1.610和k193nm＝0.152。
实例4：具有等于65/20/10/5的DIABS/BTSE/Me/PhEt比例的基于 DIABS的倍半硅氧烷树脂的制备。
向配备搅拌棒的干燥1-升三颈烧瓶中，加入甲基三乙氧基硅烷(17.8g，0.10mol)、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)(70.9g，0.20mol)、苯乙基三甲氧基硅烷(11.4g，0.05mol)、二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷(DIABS)(190.1g，0.65mol)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)(50g)和少量的硝酸。使用蠕动泵，历时60分钟将溶解在PGMEA中的水(50g)加入三颈烧瓶中。加入以后，将混合物加热至回流保持数小时。然后使用旋转蒸发仪蒸发挥发物，并通过加入PGMEA而将溶液中树脂的终浓度调至10重量％。将得到的溶液穿过0.2mm过滤器进行过滤。将溶液旋涂在4”晶片上，固化，并作为运行4-1和4-2进行试验。固化的涂层表现出n193nm＝1.602和k193nm＝0.159。
本领域技术人员将认识到，所述测量值为可通过多种不同测试方法获得的标准测量值。实例中描述的测试方法仅代表一种用于获得所需测量值中的每一个的可用方法。
已出于示例和说明目的给出上述本公开的不同实施例的描述。其并非旨在详尽列举或将本公开限制为本发明所公开的精确实施例。按照上述教导内容许多修改形式或变型形式为可行的。选择并描述所述实施例，以提供本公开包含的原理及其实际应用的最佳示例，从而允许本领域普通技术人员在不同实施例中以及以适于所设想的特定用途的不同修改形式利用本公开的教导内容。所有此类修改形式和变型形式均在本公开的范围内，如根据其享有的公平、合法和公正的广度解释时，由所附权利要求确定。

Claims (16)

1.一种用于制备基于二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷(DIABS)的倍半硅氧烷树脂的方法，所述倍半硅氧烷树脂用在用于光刻技术的硬掩膜抗反射涂层中，所述方法包括下述步骤：
a)在溶剂中提供包括DIABS以及选自R1SiX3、R2SiX3、R3SiX3和SiX4中的至少一种的硅烷单体，以形成反应混合物；其中R1是H或烷基，X是卤化物或烷氧基，R2是发色团部分，且R3是反应位点或交联位点；
b)通过在预定温度将水加入所述反应混合物中经历预定量的时间，允许水解反应和缩合反应发生以形成所述基于DIABS的倍半硅氧烷树脂中的结构单元；以及
c)用至少一个为SiO4/2单元的结构单元形成基于DIABS的倍半硅氧烷树脂溶液，所述SiO4/2单元源自所述DIABS单体的所述水解和缩合；
可选地，d)将催化剂加入所述反应混合物中，所述催化剂为选自HCl、HF、HBr、HNO3和H2SO4中的一个无机酸；以及可选地，之后是从所述基于DIABS的倍半硅氧烷树脂溶液中除去或中和所述催化剂的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括稠化步骤，其中允许所述水解反应和缩合反应继续，以便增加所述基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的分子量。
3.根据权利要求1-2所述的方法，其中所述方法还包括用不同的溶剂更换所述溶剂的步骤。
4.根据权利要求1-3所述的方法，其中所述方法还包括除去所述溶剂和收集所述基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的步骤。
5.一种制备用在光刻技术中的抗反射涂层的方法，所述方法包括下述步骤：
a)提供分散在溶剂中的基于二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷(DIABS)的倍半硅氧烷树脂，以形成ARC材料；所述基于DIABS的倍半硅氧烷树脂包含由包括DIABS以及选自含水R1SiX3、R2SiX3、R3SiX3和SiX4中的至少一种硅烷单体的所述水解和缩合形成的结构单元；其中R1是H或烷基，X是卤化物或烷氧基，R2是发色团部分，R3是反应位点或交联位点，且其中至少一个结构单元为源自所述DIABS单体的所述水解和缩合的SiO4/2单元；
b)提供电子设备；
c)将所述ARC材料施加于所述电子设备的表面以形成膜；
d)从所述膜除去所述溶剂；
e)固化所述膜以形成所述抗反射涂层；以及
可选地还包括以下步骤：
f)将添加剂掺入所述ARC材料中；或者
g)在固化所述膜之前，将所述膜置于惰性气氛下；或者
h)步骤f)和步骤g)二者。
6.根据权利要求5所述的方法，其中通过旋涂将所述ARC材料施加于所述电子设备的表面。
7.一种使用基于DIABS的倍半硅氧烷树脂在抗反射涂层中执行光刻技术的方法，所述方法包括下述步骤：
a)在基底上形成抗反射涂层，所述抗反射涂层包含基于DIABS的倍半硅氧烷树脂，所述树脂具有由包括二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷(DIABS)和选自含水R1SiX3、R2SiX3、R3SiX3和SiX4中的至少一种硅烷单体的所述水解和缩合形成的结构单元；其中R1是H或烷基，X是卤化物或烷氧基，R2是发色团部分，R3是反应位点或交联位点，且其中至少一个结构单元为源自所述DIABS单体的所述水解和缩合的SiO4/2单元；
b)在所述抗反射涂层上面形成抗蚀剂涂层；
c)将所述抗蚀剂暴露于辐射以在所述抗蚀剂上形成图案；以及
d)使所述抗蚀剂和所述抗反射涂层显影；以及
可选地
e)将所述图案转移至所述基础基底；或者
f)将敏化剂加入所述抗蚀剂涂层中；或者
g)步骤e)和步骤f)二者。
8.根据权利要求7所述的方法，其中通过旋涂在所述基底上形成所述抗反射涂层。
9.根据权利要求1-8所述的方法，其中在其中提供所述单体的所述溶剂是有机或有机硅溶剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述有机溶剂是丙二醇单甲基乙酸乙酯(PGMEA)。
11.根据权利要求1-10所述的方法，其中所述硅烷单体包括至少一种，其中X是Cl、OEt或OMe基团。
12.根据权利要求1-11所述的方法，其中所述硅烷单体包括至少一种，其中所述R2发色团部分是苯基或取代的苯基。
13.根据权利要求1、4和7所述的方法，其中根据以下关系定义由硅烷单体的所述水解和缩合形成的所述基于DIABS的倍半硅氧烷树脂的所述结构单元：
[(SiO(4-x)/2(OR)x)]m[(Ph(CH2)rSiO(3-x)/2(OR)x]n[(RO)xO(3-x)/2Si-CH2CH2-SiO(3- x)/2(OR)x]o[R’SiO(3x)/2(OR)x]p；
其中下标m、n、o和p表示每个结构单元的摩尔份数，每个下标在0-0.95的范围内独立地选择，前提条件是，所述下标的总和(m+n+o+p)等于1；
其中R独立地选择为叔丁基、氢或具有1-4个碳原子的烃基；Ph是苯基；且R’独立地选择为烃基、取代的苯基、酯基、聚醚基、巯基或反应性的(如可固化的)有机官能团；以及
其中独立地选择下标r和x，使得r具有0、1、2、3或4的值，且x具有0、1、2或3的值。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述[(SiO(4-x)/2(OR)x)]m结构单元是由所述DIABS单体的所述水解和缩合形成的。
15.一种基于DIABS的倍半硅氧烷树脂，所述树脂包含根据关系式或式[A]m[B]n[C]o[D]p的组分A、B、C和D，其中下标m、n、o和p表示所述树脂中每种组分的摩尔份数；每个下标在0-0.95之间的范围内独立地选择，前提条件是，所述下标的总和(m+n+o+p)等于1；
其中组分A表示[(SiO(4-x)/2(OR)x)]的结构单元，组分B表示[(Ph(CH2)rSiO(3-x)/2(OR)x]的结构单元，组分C表示[(RO)xO(3-x)/2Si-CH2CH2-SiO(3- x)/2(OR)x]的结构单元，以及组分D表示[R’SiO(3-x)/2(OR)x]的结构单元；R独立地选择为叔丁基、氢或具有1-4个碳原子的烃基；Ph是苯基；R’独立地选择为烃基、取代的苯基、酯基、聚醚基、巯基或反应性的(如可固化的)有机官能团；以及独立地选择下标r和x，使得r具有0、1、2、3或4的值，且x具有0、1、2或3的值；
其中根据权利要求1-11所述的方法形成所述树脂，使得至少一个结构单元源自所述DIABS单体的所述水解和缩合。
16.根据权利要求15所述的基于DIABS的倍半硅氧烷树脂，其中组分A的所述结构单元是由所述DIABS单体的所述水解和缩合形成的。
CN201380010313.9A 2012-01-09 2013-01-08 作为硬掩膜抗反射涂层材料的基于二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的倍半硅氧烷树脂及其制备方法 Pending CN104136493A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261584448P 2012-01-09 2012-01-09
US61/584,448 2012-01-09
PCT/US2013/020617 WO2013106298A1 (en) 2012-01-09 2013-01-08 Di-t-butoxydiacetoxysilane-based silsesquioxane resins as hard-mask antireflective coating material and method of making

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104136493A true CN104136493A (zh) 2014-11-05

Family

ID=47599170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380010313.9A Pending CN104136493A (zh) 2012-01-09 2013-01-08 作为硬掩膜抗反射涂层材料的基于二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的倍半硅氧烷树脂及其制备方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20140342292A1 (zh)
EP (1) EP2802617A1 (zh)
JP (1) JP2015505335A (zh)
KR (1) KR20140116908A (zh)
CN (1) CN104136493A (zh)
TW (1) TW201339249A (zh)
WO (1) WO2013106298A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9175173B2 (en) * 2013-03-12 2015-11-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Unlocking layer and method
US10036953B2 (en) 2013-11-08 2018-07-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Photoresist system and method
US9761449B2 (en) * 2013-12-30 2017-09-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Gap filling materials and methods
WO2019009413A1 (ja) * 2017-07-06 2019-01-10 日産化学株式会社 アルカリ性現像液可溶性シリコン含有レジスト下層膜形成組成物
US10947412B2 (en) * 2017-12-19 2021-03-16 Honeywell International Inc. Crack-resistant silicon-based planarizing compositions, methods and films
US10297510B1 (en) * 2018-04-25 2019-05-21 Internationel Business Machines Corporation Sidewall image transfer process for multiple gate width patterning

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101063818A (zh) * 2006-02-22 2007-10-31 气体产品与化学公司 用于光刻技术加工的表面涂层
CN101441415A (zh) * 2007-10-12 2009-05-27 气体产品与化学公司 抗反射涂层
US20100291475A1 (en) * 2009-05-12 2010-11-18 Chenghong Li Silicone Coating Compositions
US20120196225A1 (en) * 2011-01-27 2012-08-02 Namitek Specialty Materials Corp. Photo Patternable Coating Compositions of Silicones and Organic-Inorganic Hybrids

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5010159A (en) 1989-09-01 1991-04-23 Dow Corning Corporation Process for the synthesis of soluble, condensed hydridosilicon resins containing low levels of silanol
JP3192947B2 (ja) 1995-11-16 2001-07-30 東京応化工業株式会社 シリカ系被膜形成用塗布液の製造方法
US6281285B1 (en) 1999-06-09 2001-08-28 Dow Corning Corporation Silicone resins and process for synthesis

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101063818A (zh) * 2006-02-22 2007-10-31 气体产品与化学公司 用于光刻技术加工的表面涂层
CN101441415A (zh) * 2007-10-12 2009-05-27 气体产品与化学公司 抗反射涂层
US20100291475A1 (en) * 2009-05-12 2010-11-18 Chenghong Li Silicone Coating Compositions
US20120196225A1 (en) * 2011-01-27 2012-08-02 Namitek Specialty Materials Corp. Photo Patternable Coating Compositions of Silicones and Organic-Inorganic Hybrids

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140116908A (ko) 2014-10-06
US20140342292A1 (en) 2014-11-20
WO2013106298A1 (en) 2013-07-18
EP2802617A1 (en) 2014-11-19
JP2015505335A (ja) 2015-02-19
TW201339249A (zh) 2013-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4688882B2 (ja) 反射防止膜の形成方法、レジスト画像の形成方法、パターンの形成方法及び電子デバイスの製造方法
US8304161B2 (en) Silsesquioxane resins
KR101339763B1 (ko) 반사방지 하드 마스크 조성물
JP4881396B2 (ja) 反射防止膜材料
JP4825811B2 (ja) 反射防止膜の形成方法、レジスト画像の形成方法、パターンの形成方法及び電子デバイスの製造方法
KR101295858B1 (ko) 더블 패터닝 방법 및 물질
JP2011510133A (ja) シルセスキオキサン樹脂
EP2250215B1 (en) Silsesquioxane resins
CN104136493A (zh) 作为硬掩膜抗反射涂层材料的基于二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的倍半硅氧烷树脂及其制备方法
KR101690159B1 (ko) 변환가능한 반사방지 코팅
JP2008524650A (ja) 反射防止膜の形成方法
JP2009541788A (ja) シロキサンポリマーを含む反射防止膜組成物
KR20170132806A (ko) 양이온 중합성 레지스트 하층막 형성 조성물
US20140342167A1 (en) Silicon-rich antireflective coating materials and method of making same
WO2007094849A2 (en) Antireflective coating material
JP2011213921A (ja) シリコン含有膜形成用組成物及びシリコン含有膜並びにパターン形成方法
JP2022544837A (ja) Ｅｕｖリソグラフィ用下層

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141105