用于平版印刷加工的旋涂碳組合物的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及旋涂碳材料，其包括在溶劑系統(tǒng)中的聚酰胺酸組合物和交聯(lián)劑。所述材料可用于三層照相平版印刷工藝。用發(fā)明性組合物制備的膜不溶于常用于平版印刷材料的溶劑，例如但不限于，PGME、PGMEA和環(huán)己酮。但是，所述膜可溶于照相平版印刷中常用的顯影劑。在一種實(shí)施方式中，可在高溫下加熱膜，以改善用于高溫加工的熱穩(wěn)定性。與實(shí)施方式無(wú)關(guān)，所述材料可施涂至平坦的/平面表面或者圖案化表面。優(yōu)選地，在使用氟碳蝕刻把圖案轉(zhuǎn)移至硅基片時(shí)，所述材料呈現(xiàn)抗扭曲性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于平版印刷加工的旋涂碳組合物
[0001]發(fā)明背景
[0002]相關(guān)申請(qǐng)
[0003]本申請(qǐng)要求2011年10月10日提交的名為“用于平版印刷加工的旋涂碳組合物(SPIN-ON CARBON COMPOSITIONS FOR LITHOGRAPHIC PROCESSING) ” 的臨時(shí)申請(qǐng)系列號(hào)第61/545,313號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該文通過(guò)引用納入本文。
發(fā)明領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及從聚酰胺酸形成用于多層堆疊件及其微電子結(jié)構(gòu)的富碳(旋涂碳)層的方法。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)說(shuō)明
[0006]隨著半導(dǎo)體工業(yè)持續(xù)地縮小部件的尺寸，單層光刻膠的厚度不足以完全地把圖案轉(zhuǎn)移至基片。因此，通常使用三層堆疊件(光刻膠-硬掩模-碳層)來(lái)把由光刻膠制備的圖案轉(zhuǎn)移到基片?？赏ㄟ^(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)或者旋涂來(lái)形成碳層。但是，CVD方法是昂貴的、具有低通量且把片暴露于苛刻的條件。目前，環(huán)氧甲酚酚醛是用于制造旋涂碳(“S0C”)層的最常見(jiàn)的材料，但這種材料熱穩(wěn)定性低且碳含量低，導(dǎo)致在把圖案轉(zhuǎn)移到硅基片時(shí)的高升華和不良的抗扭曲性。此外，這種層在固化后難以除去。已經(jīng)形成的其它SOC可通過(guò)干蝕刻除去。但是，干蝕刻要求苛刻的加工條件和特種設(shè)備，使得這種方法更不那么理想。
[0007]本領(lǐng)域需要具有高熱穩(wěn)定性和光學(xué)常數(shù)、同時(shí)還可濕法除去的(可溶于顯影劑的)的改善的SOC層。此外，這些層應(yīng)阻止或者最小化許多現(xiàn)有技術(shù)方法中存在的線“扭曲(wiggling)，，。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種形成微電子結(jié)構(gòu)的方法。所述方法包括提供具有表面的基片。任選地，在所述表面上形成一種或更多種中間層，如果存在一種或更多種中間層，那么在所述表面上有最上的中間層。如果存在中間層則把一種組合物施涂到所述最上的中間層，或者，如果不存在中間層則施涂至所述基片表面。所述組合物包含分散或溶解在溶劑體系中的聚酰胺酸。加熱所述組合物來(lái)形成旋涂碳層或者富碳層，且所述富碳層是可溶于顯影劑的，且在約400°C的溫度下保持約10分鐘時(shí)具有小于約10%的重量損失。
[0009]本發(fā)明還提供了一種新穎的微電子結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)包括微電子基片，該基片包括表面和在所述表面上的一種或更多種中間層。如果存在一種或更多種中間層，那么在所述表面上有最上的中間層。如果存在中間層則富碳層在所述最上的中間層上，如果不存在中間層則該富碳層在所述基片表面上。所述富碳層:包括交聯(lián)的聚酰胺酸；是可溶于顯影劑的；以及在約400°C的溫度下保持約10分鐘時(shí)，具有小于約10%的重量損失。
[0010]附圖簡(jiǎn)述
[0011]圖1是實(shí)施例26所演示的正性顯影照相平版印刷(40L/80P，16.8mJ)的掃描電子顯微鏡(“SEM”)照片；[0012]圖2是實(shí)施例27中實(shí)施的負(fù)性顯影照相平版印刷(53S/105P，19.6mJ)的SEM照片;
[0013]圖3是實(shí)施例28中形成的蝕刻的旋涂碳層的SEM照片；
[0014]圖4顯示了來(lái)自實(shí)施例29的SOC制劑E-2的熱重分析(“TGA”)曲線；
[0015]圖5是如實(shí)施例30所述的SOC制劑E-2填充隔離的深接觸孔的SEM照片；
[0016]圖6是如實(shí)施例30所述的SOC制劑E-2填充致密深接觸孔的SEM照片；
[0017]圖7是顯示如實(shí)施例32所述的C4F8/Ar蝕刻后的Opti Stack' SOClIOD圖案的SEM照片；以及
[0018]圖8是顯示如實(shí)施例33所述的C4F8/Ar蝕刻后的制劑E_2圖案的SEM照片。
[0019]優(yōu)選實(shí)施方式詳述
[0020]發(fā)明詳述
[0021]發(fā)明方法
[0022]更具體地，本發(fā)明提供用于形成微電子結(jié)構(gòu)的方法，且特別適于多層工藝。在發(fā)明性方法中，把一種或更多種任選的中間層施涂到基片表面。合適的中間層包括選自下組的那些:旋涂硬掩模、CVD硬掩模以及旋涂碳層(不含聚酰胺酸)?？梢允褂萌我獬Ｒ?guī)的微電子基片。優(yōu)選的基片包括選自下組的那些:^、SiGe、Si02、Si3N4、Si0N、iS、^、^t^^K鎵、鍺、鉭、氮化鉭、珊瑚、黑金剛石、摻雜磷或硼的玻璃、Ti3N4、鉿、HfO2、釕、磷化銦，以及上述材料的混合物。所述基片的表面可以是平坦的，或者它可以包括形貌特征(通孔、溝槽、接觸孔、凸起特征、線條等)。在本文中，"形貌"表示基片表面之內(nèi)或之上的結(jié)構(gòu)的高度或深度。
[0023]如果存在中間層，則把聚酰胺酸組合物施涂到最上的中間層；如果不存在中間層，則把聚酰胺酸組合物施涂到基片表面，以在基片表面上形成層。所述組合物可通過(guò)任何已知的施涂方法施涂，優(yōu)選的施涂方法是在約500轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)-5000rpm的轉(zhuǎn)速下旋涂所述組合物(優(yōu)選轉(zhuǎn)速為約1，OOOrpm-約2000rpm)，旋涂持續(xù)時(shí)間為約5秒-120秒(優(yōu)選為約30秒-約60秒)。組合物施涂之后，優(yōu)選地加熱到約200°C -約450°C以及更優(yōu)選地約2050C -約400°C的溫度，持續(xù)時(shí)間為約10秒-約120秒(優(yōu)選地約30秒-約90秒)，以蒸發(fā)溶劑。烘烤將引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)來(lái)固化該層，由此形成富碳層，它將包括交聯(lián)的聚酰胺酸。如本文所使用，術(shù)語(yǔ)“富碳層”指以所述層的重量作為100重量％為基準(zhǔn)計(jì)，層包括大于約50重量％碳，優(yōu)選地大于約60重量％碳，更優(yōu)選地大于約70重量％碳，以及甚至更優(yōu)選地約70% -99重量％碳。這些富碳層還優(yōu)選地包括低氫含量(如以所述層的重量作為100重量％為基準(zhǔn)計(jì)，小于約10重量％氫，優(yōu)選地小于約5重量％氫,更優(yōu)選地小于約3重量％氫，以及甚至更優(yōu)選地約0.01% -約2重量％氫)。
[0024]烘烤之后測(cè)定的富碳層的平均厚度優(yōu)選為約0.05微米-約10微米，更優(yōu)選為約
0.1微米-約5.0微米，以及甚至更優(yōu)選地約0.1微米-約2.0微米。如果基片表面包括形貌，優(yōu)選地以足以基本上覆蓋基片形貌且取得在形貌之上的上述平均厚度的厚度，來(lái)形成富碳層。本發(fā)明的方法所 用的組合物具有優(yōu)異的間隙填充性質(zhì)，且能很好地填充深接觸孔。
[0025]取決于用于形成富碳層的具體聚酰胺酸組合物(下文將詳細(xì)討論)，干燥或交聯(lián)的富碳層在所用波長(zhǎng)(如365納米、248納米、193納米、157納米或13.5納米)處的折射率(η值)至少為約1.40，優(yōu)選地為約1.45-約1.70，以及甚至更優(yōu)選地為約1.50-約1.65。[0026]干燥或交聯(lián)的富碳保護(hù)層將基本上不溶于用來(lái)在多層堆疊件中形成后續(xù)層的常用有機(jī)溶劑，例如丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲基醚(PGME)、乳酸乙酯、丙二醇正丙基醚、Y-丁內(nèi)酯、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、乙酸正丁酯、甲基異丁基甲醇((MIBC)及其混合物。因此，當(dāng)進(jìn)行剝落測(cè)試的時(shí)候，富碳層的剝落百分?jǐn)?shù)小于約5%，優(yōu)選小于約1%，以及更優(yōu)選地為約0%。剝落測(cè)試包括首先測(cè)定厚度(取層的五個(gè)不同位置的測(cè)量值的平均值)。這是初始平均膜厚度。接下來(lái)，溶劑(例如乳酸乙酯)在膜上淋洗約30秒，然后在大約500-3，OOOrpm的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)干燥約20-60秒以除去溶劑。使用橢圓光度法再次測(cè)量在晶片上那五個(gè)不同的點(diǎn)的厚度，得到這些測(cè)量值的平均值。這是最終平均膜厚度。
[0027]剝落的量是初始平均膜厚度與最終平均膜厚度之間的差值。剝落百分?jǐn)?shù)
為:％剝離=(初始SS厚度)xiQo
[0028]盡管通常不溶于有機(jī)溶劑，但富碳層可溶于或能變得溶于常規(guī)水性顯影劑(如，光刻膠顯影劑)中。即，如本文所使用，術(shù)語(yǔ)“可溶于顯影劑”指可用常規(guī)的水性顯影劑(如氫氧化物和/或任意堿/堿性化學(xué)溶液)除去富碳層。特別優(yōu)選地顯影劑選自下組:氫氧化四甲銨(TMAH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鈉，及其混合物。因此，優(yōu)選地可在加工時(shí)除去富碳層而無(wú)需干蝕刻(如，反應(yīng)性離子蝕刻)，且優(yōu)選地在本發(fā)明的方法中，富碳層不進(jìn)行任何干蝕刻。
[0029]富碳層優(yōu)選地不是光敏的(即，當(dāng)暴露于約lj/cm2時(shí)無(wú)法在層中形成圖案)，因此光敏組合物如光刻膠或其它成像層不適于用作本發(fā)明的富碳層。
[0030]優(yōu)選地，富碳層具有高的熱穩(wěn)定性，使它特別適用于高溫加工，例如通過(guò)CVD來(lái)沉積無(wú)機(jī)掩模。在本實(shí)施方式中，可在更高的溫度下(即，從約300°C-約450°C，以及優(yōu)選地約350°C -約400°C )加熱所述交聯(lián)的聚酰胺酸層來(lái)促進(jìn)酰亞胺化。高的熱穩(wěn)定性可通過(guò)TGA來(lái)觀察。具體來(lái)說(shuō)，在約400°C的溫度下保持約10分鐘，富碳層將經(jīng)歷小于約10%、優(yōu)選地小于約5%以及優(yōu)選地約0%的重量損失。
[0031]富碳層將還具有低的升華。根據(jù)實(shí)施例31中所述的升華測(cè)試，在約205°C -約225°C的溫度下，根據(jù)本發(fā)明的富碳層的升華小于約1，500納克，優(yōu)選地小于約1，000納克，以及甚至更優(yōu)選地小于約500納克。
[0032]最后，富碳層形成SOC圖案,該圖案最小化或防止線變形或線“扭曲(wiggling)”。線扭曲是不利的，且妨礙圖案良好地轉(zhuǎn)移到下面的層和最終轉(zhuǎn)移至基片。因此，用本發(fā)明取得了改善的圖案化。
[0033]在基片表面上形成富碳層以后，任選的可在該富碳層附近(即在其頂部)形成一種或更多種額外的中間層。這種額外的中間層的示例包括選自下組的那些:蝕刻阻擋層、圖案轉(zhuǎn)移層和光刻膠。所述額外的中間層可通過(guò)任何已知的施涂方法來(lái)形成，一種優(yōu)選的方法是在大約1，000-約5，OOOrpm的轉(zhuǎn)速下旋涂所述組合物，優(yōu)選轉(zhuǎn)速為約1，250-約1，750rpm,持續(xù)時(shí)間為約30-約120秒，優(yōu)選為約45-約75秒。
[0034]如果使用了中間蝕刻阻擋層，它優(yōu)選地包括碳化合物、金屬化合物或者硅化合物(如Si3N4、SiO2, SiC或SiON)。蝕刻阻擋層的厚度可變化，但優(yōu)選地為約0.1納米-約100納米，更優(yōu)選地為約I納米-約20納米，以及甚至更優(yōu)選地為約5納米-約10納米。
[0035]最優(yōu)選地的中間層是鄰近富碳層形成的圖案轉(zhuǎn)移層(硬掩模)。可通過(guò)已知的任意施涂方法來(lái)形成圖案轉(zhuǎn)移層，一種優(yōu)選的方法是以下述速度旋涂所述組合物:約I, OOO-約5，OOOrpm(優(yōu)選地約I, 000-約2，OOOrpm)，并旋涂約30-約120秒(優(yōu)選的約45-約60秒)的時(shí)段。還可使用化學(xué)氣相沉積來(lái)形成圖案轉(zhuǎn)移層。然后，可把圖案轉(zhuǎn)移層加熱至約100°C -約300°C，以及更優(yōu)選地約160°C -約205°C的溫度，并持續(xù)約30秒-約120秒(優(yōu)選地約45秒-約60秒)的時(shí)段，以蒸發(fā)溶劑。圖案轉(zhuǎn)移層的厚度可變化，但優(yōu)選地為約0.1納米-約1，000納米，更優(yōu)選地為約20納米-約100納米，以及甚至更優(yōu)選地為約30納米-約50納米。適用于形成圖案轉(zhuǎn)移層的組合物包括硬掩模材料(如含硅或金屬硬掩模和混合硬掩模)或者旋涂玻璃材料(如硅酸鹽、磷硅酸鹽、硅氧烷)。
[0036]然后在堆疊件上形成成像層?？赏ㄟ^(guò)任意已知的施涂方法來(lái)形成成像層，一種優(yōu)選地方法是以約500-約5，OOOrpm(優(yōu)選地約1，000-約2，OOOrpm)的速度旋涂約30-約120秒(優(yōu)選地約45-約60秒)，如果存在額外的中間層，則把該成像層施涂到該額外的中間層上；如果不存在額外的中間層，則把該成像層施涂到富碳層上。成像層施涂后在至少約90°C，以及優(yōu)選地約90°C -約130°C的溫度下，烘烤約30秒-約120秒(優(yōu)選地45-約60秒)的時(shí)段。合適的成像組合物包括可在市場(chǎng)上購(gòu)得的光刻膠(例如購(gòu)自日本川崎市神奈川縣的TOK的TArF Ρ?6-001 ;購(gòu)自加利福尼亞州桑尼威爾的捷時(shí)雅邁科(JSRMicro)的 ARX3001、ARX3340J、AM2073J 和 KrFM592Y ;購(gòu)自日本東京信越化學(xué)(Shin-Etsu)的SAIL-X-181或者任何其它的光敏性組合物。本發(fā)明的方法允許使用更薄的成像層。成像層的厚度小于約500納米，優(yōu)選地小于約300納米，更優(yōu)選地為約50納米-約200納米以及甚至更優(yōu)選地為約100納米-約180納米。應(yīng)理解，在堆疊件中的額外的中間層(或者富碳層，如果不存在額外的中間平面)和成像層之間，還可存在常規(guī)的減反射涂層，從而控制成像層暴露時(shí)的反射。
[0037]然后，可通過(guò)暴露于合適波長(zhǎng)的光，來(lái)圖案化成像層。具體來(lái)說(shuō)，使用設(shè)置在成像層上方的掩模來(lái)曝光成像層。掩模具有開(kāi)放區(qū)域，所述開(kāi)放區(qū)域設(shè)計(jì)用來(lái)允許輻射(hv)穿過(guò)該掩模并接觸成像層。掩模剩余的實(shí)心部分設(shè)計(jì)用來(lái)在某些區(qū)域阻止輻射與成像層相接觸。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很容易地理解，開(kāi)放區(qū)域和實(shí)心部分是根據(jù)將要在成像層上、最終在基片中形成的所需圖案來(lái)設(shè)計(jì)的。曝光后，成像層優(yōu)選地在約90°C -約150°C，更優(yōu)選地約110°C -約130°C的溫度下進(jìn)行約30秒-約120秒的時(shí)段的曝光后烘烤。
[0038]曝光時(shí)，成像層中暴露于輻射的部分會(huì)變得可溶于水性顯影劑。然后，使成像層中通過(guò)上述工藝變得可溶的曝光部分，與水性顯影劑接觸，從而除去該曝光的部分并在成像層中形成所需的圖案。所述圖案可以是通孔、溝槽、線條、間隔等，最終采用蝕刻法或離子注入法或金屬沉積把它們轉(zhuǎn)移到基片上。或者，成像層的曝光的部分可在曝光工藝中變得不可溶的，在這種情況下，去除過(guò)程與上述過(guò)程相反。即，在顯影中除去未曝光的部分來(lái)形成圖案。無(wú)論在哪種實(shí)施方式中，優(yōu)選地通過(guò)顯影劑除去成像層中至少約95%，更優(yōu)選的是至少約99%，以及甚至更優(yōu)選的是約100%的曝光的(或者有時(shí)是未曝光的)部分。合適的顯影劑是有機(jī)或無(wú)機(jī)堿性溶液，例如KOH或者TMAH，以及優(yōu)選是濃度為約0.26N的TMAH水性溶液。一些這樣的顯影劑是市售產(chǎn)品，商品名為T(mén)O523AD(購(gòu)自美國(guó)華盛頓州，摩斯湖的摩斯湖工業(yè)有限公司(Moses Lake Industries, Inc.))，MF-319 (購(gòu)自美國(guó)馬薩諸塞州的西普力(Shipley, Massachusetts))，MF-320 (購(gòu)自西普力)以及NMD3 (購(gòu)自日本的Τ0Κ)。
[0039] 還應(yīng)理解，還可使用其它圖案化技術(shù)，包括新興技術(shù)例如壓印平版印刷(imprintlithography)、納米壓印平版印刷、熱壓印平版印刷，以及用來(lái)在成像層中形成圖案的燙印圖案轉(zhuǎn)移。這些技術(shù)使用圖案化的模具來(lái)轉(zhuǎn)移圖案，而不是如上所述的依賴(lài)照相平版印刷圖案化。還可使用導(dǎo)向自組裝(DSA)來(lái)圖案化成像層。
[0040]不管成像層中的圖案是怎樣的形成的，隨后使用蝕刻工藝把該圖案從圖案化的成像層轉(zhuǎn)移進(jìn)入圖案轉(zhuǎn)移層和/或一種或更多種其它額外的中間層(如果存在)。優(yōu)選的是，通過(guò)使用 CF4、CHF3> 02、HBr, Cl2, SF6, C2F6, C4F8, CO、CO2, N2, H2, C4H8, Ar、N2H2, He、CH2F2 的反應(yīng)性離子等離子體，利用RIE來(lái)轉(zhuǎn)移圖案。蝕刻突破一種或更多種額外的中間層，并曝光可溶于顯影劑的富碳層。然后，把圖案轉(zhuǎn)移進(jìn)入富碳層。
[0041 ] 用于本發(fā)明的聚酰胺酸組合物
[0042]使用的富碳組合物包括分散或溶解于溶劑系統(tǒng)中的聚酰胺酸。以所述組合物中固體的總重量作為100重量％為基準(zhǔn)計(jì)，聚酰胺酸以下述水平存在于該組合物中:優(yōu)選地1% -約30重量％、優(yōu)選地約2% -約20重量以及更優(yōu)選地約5% -約15重量％。聚酰胺酸的重均分子量?jī)?yōu)選地小于約15，000道爾頓(Daltons)、更優(yōu)選地約4，000道爾頓-約12，000道爾頓以及甚至更優(yōu)選地約6，000道爾頓-約11，000道爾頓。
[0043]聚酰胺酸應(yīng)選定成具有高度剛性的結(jié)構(gòu)。理想地，聚酰胺酸具有平坦或平面的結(jié)構(gòu)，其旋轉(zhuǎn)的可能性有限，且具有大量η鍵。這些聚酰胺酸的合成包括這些聚合物的合適的可溶于顯影劑的組合物參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利N0.7，261，997和7，364，835，以上各文的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納入本文?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)二酸酐-對(duì)-二胺的比例、以及二酸酐和二胺的種類(lèi)來(lái)形成聚酰胺酸。二酸酐可以是脂肪族或者芳香族的。典型的脂肪族二酸酐包括選自下組的那些:5-(2, 5- 二氧四氫呋喃(dioxotetrahydrol))-3-甲基_3_環(huán)己烯-1, 2- 二羧酸酸酐、環(huán)丁烷四羧酸二酸酐、1，2，3，4-環(huán)戊烷四羧酸二酸酐、四氫呋喃-2，3，4，5-四羧酸二酸酐、4- (2，5- 二氧四氫呋喃-3-基)-1, 2，3，4-四氫萘-1，2- 二羧酸酸酐，以及雙環(huán)(2，2，2)辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酸酐。芳香族二酸酐包括選自下組的那些:3，3’，4，4’ - 二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、均苯四酸二酐(PMDA)、3，3’，4，4’-聯(lián)苯四羧酸二酐(S-BPDA)、2，2’-雙-(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)、4，4’_氧雙鄰苯二甲酸酐(OPDA)、3，3’，4，4’-二苯基砜四羧酸二酐(DSDA苯酚)、4，4’_雙酚A 二酐(BPADA)、氫醌雙鄰苯二 甲酸酸酐(hydroquinone diphtatic anhydride) (HQDA)、3，4, 9, 10-花-四羧酸二酐、1，4，5，8-萘四羧酸二酐和乙二醇二(偏苯三酸酐)。
[0044]二胺可以是脂肪族或者芳香族的。典型的脂肪族二胺包括選自下組的那些:1，3-二(氨基甲基)環(huán)己烷、1，4-二(氨基甲基)_環(huán)己烷、4，4’-亞甲基二(環(huán)己胺)、4，4’-亞甲基二(2-甲基環(huán)己基)胺。芳香族二胺包括選自下組的那些:3_氨基芐胺、I, 3-雙(3-氨基苯氧基)-苯、1，3-雙(4-氨基苯氧基)-苯、1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4，4’ -雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、2，2-雙[4_4_氨基苯氧基)-苯基]六氟丙燒、雙[4-(4-氨基苯氧基)-苯基]丙烷、雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]諷、1，I，_雙(4-氨基苯基)-環(huán)己燒、9，9’ -雙(4-氨基苯基)-荷(FDA)、2，2’ -雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、雙(2-氨基苯基)硫醚、雙(4-氨基苯基)硫醚、雙(3-氨基苯基)砜、雙(4-氨基苯基)諷、4，4’- 二氨基-3，3’- 二甲基二苯基甲燒、3，4’- 二氨基二苯基醚、4，4’ - 二氨基二苯基醚、3，3’ - 二氨基二苯基甲烷、3，4’ - 二氨基二苯基甲烷、2，7- 二氨基荷、1，5- 二氨基萘、4，4’ - 二氨基八氟聯(lián)苯、2，5- 二甲基-1，4-苯二胺、4，4’ -乙烯雙苯胺(ethylenedianiline)、1，3_苯二胺、1，4_苯二胺、2，3，5，6_ 四甲基_1，4_苯二胺、間-苯二
甲胺和對(duì)-苯二甲胺。
[0045]優(yōu)選的聚酰胺酸包括具有下述通式的重復(fù)單體
【權(quán)利要求】
1.一種形成微電子結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括: 提供具有表面的基片； 任選的在所述基片表面上形成一種或更多種中間層，如果存在一種或更多種中間層，那么在所述基片表面上有最上的中間層； 如果存在中間層則把一種組合物施涂到所述最上的中間層，或者，如果不存在中間層則施涂至所述基片表面，所述組合物包含溶解或分散在溶劑體系中的聚酰胺酸； 加熱所述組合物來(lái)形成富碳層，所述富碳層是可溶于顯影劑的，且在約400°c的溫度下保持約10分鐘時(shí)具有小于約10%的重量損失。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基片表面上有至少一種中間層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述富碳層上形成成像層。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述富碳層上形成至少一種額外的中間層。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述至少一種額外的中間層上形成成像層。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以所述組合物中固體的重量作為100重量％為基準(zhǔn)計(jì),所述組合物包括大于約50重量％碳。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以所述組合物中所有固體的總重量作為100重量％為基準(zhǔn)計(jì)，所述組合物包括小于約10重量％氫。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以所述層的重量作為100重量％為基準(zhǔn)計(jì)，所述富碳層包括大于約50重量％碳。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以所述層的總重量作為100重量％為基準(zhǔn)計(jì)，所述富碳層包括小于約10重量％氫。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚酰胺酸包括具有下述通式的重復(fù)單體
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚酰胺酸是二酸酐和二胺的共聚物，其中: 所述二酸酐選自下組:5-(2, 5- 二氧四氫呋喃)-3-甲基-3-環(huán)己烯-1，2- 二羧酸酸酐、環(huán)丁烷四羧酸二酸酐、1，2，3，4-環(huán)戊烷四羧酸二酸酐、四氫呋喃-2，3，4，5-四羧酸二酸酐、4-(2，5- 二氧四氫呋喃-3-基)_1，2，3，4-四氫萘-1，2- 二羧酸酸酐、雙環(huán)(2，2，2)辛-7-烯-2，3，5,6-四羧酸二酸酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四羧酸二酐、均苯四酸二酐、.3，3’，4，4’ -聯(lián)苯四羧酸二酐、2，2’ -雙-(3，4- 二羧基苯基)六氟丙烷二酐、4，4’ -氧雙鄰苯二甲酸酐、3，3’，4，4’ -二苯基砜四羧酸二酐、4，4’ -雙酚A二酐、氫醌雙鄰苯二甲酸酸酐、.3，4，9，10-茈-四羧酸二酐、1，4，5，8-萘四羧酸二酐和乙二醇二(偏苯三酸酐)；以及 所述二胺選自下組:1，3_ 二(氨基甲基)環(huán)己烷、1，4-二(氨基甲基)_環(huán)己烷、.4，4’-亞甲基二(環(huán)己胺)、4，4’_亞甲基二(2-甲基環(huán)己基)胺、3-氨基芐胺、1，3_雙(3-氨基苯氧基)-苯、1，3-雙(4-氨基苯氧基)-苯、1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4，4’ -雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、2，2-雙[4_4_氨基苯氧基)-苯基]六氟丙烷、雙[4- (4-氨基苯氧基)-苯基]丙烷、雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、I, I’ _雙(4-氨基苯基)-環(huán)己燒、9，9’-雙(4-氨基苯基)-荷、2，2’-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、雙(2-氨基苯基)硫醚、雙(4-氨基苯基)硫醚、雙(3-氨基苯基)砜、雙(4-氨基苯基)諷、4，4’ - 二氛基-3，3’ - 二甲基二苯基甲燒、3，4’ - 二氛基二苯基釀、4，4’ - 二氛基二苯基醚、3，3’ - 二氨基二苯基甲烷、3，4’ - 二氨基二苯基甲烷、2，7-二氨基芴、1，5-二氨基萘、4，4’ - 二氨基八氟聯(lián)苯、2，5- 二甲基-1，4-苯二胺、4，4’ -乙烯雙苯胺、1，3-苯二胺、.1，4-苯二胺、2，3，5，6-四甲基-1，4-苯二胺、間-苯二甲胺和對(duì)-苯二甲胺。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚酰胺酸的重均分子量小于約15，000道爾頓。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述組合物還包括交聯(lián)劑。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加熱導(dǎo)致所述聚酰胺酸交聯(lián)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片是選自下組的微電子基片:硅、SiGe, SiO2, Si3N4, SiON、鋁、鎢、硅化鎢、砷化鎵、鍺、鉭、氮化鉭、珊瑚、黑金剛石、磷或硼摻雜的玻璃、Ti3N4、鉿、HfO2、釕、磷化銦，以及上述材料的混合物。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述富碳層的η值至少為約1.40。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 任選的在所述富碳層上形成一種或更多種中間層，如果所述富碳層上存在一種或更多種中間層，那么在所述富碳層上有最上的中間層；以及 如果存在中間層則在所述富碳層的所述最上的中間層上形成成像層，如果所述富碳層上不存在中間層則在所述富碳層上形成成像層。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 圖案化所述成像層從而在它里面形成圖案；以及 如果存在中間層則把所述圖案轉(zhuǎn)移到在所述富碳層上的所述中間層，并轉(zhuǎn)移到所述富碳層，其中所述圖案包括多種線，且所述線沒(méi)有或只有少量扭曲。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述圖案化包括: 使所述成像層曝光，形成所述成像層的曝光部分；以及 曝光后使所述成像層與顯影劑接觸，從而除去所述曝光的部分。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述接觸導(dǎo)致除去部分的所述富碳層，由此形成所述線。
21.—種微電子結(jié)構(gòu),其包括: 具有表面的微電子基片；任選的在所述基片表面上形成一種或更多種中間層，如果存在一種或更多種中間層，那么在所述基片表面上有最上的中間層； 一種富碳層，如果存在中間層則該富碳層在所述最上的中間層上，如果不存在中間層則該富碳層在所述基片表面上，所述富碳層: 包括交聯(lián)的聚酰胺酸； 是可溶于顯影劑的；以及 在約400°C的溫度下保持約10分鐘時(shí)，具有小于約10%的重量損失。
22.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述基片表面上有至少一種中間層。
23.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)還包括在所述富碳層上的成像層。
24.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)還包括在所述富碳層上的至少一種額外的中間層。
25.如權(quán)利要求24所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)還包括在所述至少一種額外的中間層上的成像層。
26.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，以所述層的重量作為100重量％為基準(zhǔn)計(jì)，所述富碳層包括大于約50重量％碳。
27.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，以所述層的重量作為100重量％為基準(zhǔn)計(jì)，所述富碳層包括小于約10重量％氫。
28.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微電子基片選自下組:硅、SiGe,SiO2, Si3N4, SiON、鋁、鎢、硅化鎢、砷化鎵、鍺、鉭、氮化鉭、珊瑚、黑金剛石、磷或硼摻雜的玻璃、Ti3N4、鉿、HfO2、釕、磷化銦，以及上述材料的混合物。
29.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述富碳層的η值至少為約1.40。
30.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述交聯(lián)的聚酰胺酸由聚酰胺酸形成，該聚酰胺酸包括具有下述通式的重復(fù)單體
31.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述交聯(lián)的聚酰胺酸由聚酰胺酸形成，該聚酰胺酸包括二酸酐和二胺的共聚物，其中: 所述二酸酐選自下組:5_ (2，5- 二氧四氫呋喃)-3-甲基-3-環(huán)己烯-1，2- 二羧酸酸酐、環(huán)丁烷四羧酸二酸酐、1，2，3，4-環(huán)戊烷四羧酸二酸酐、四氫呋喃-2，3，4，5-四羧酸二酸酐、4-(2，5- 二氧四氫呋喃-3-基)_1，2，3，4-四氫萘-1，2- 二羧酸酸酐、雙環(huán)(2，2，2)辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酸酐、3，3’，4，4’- 二苯甲酮四羧酸二酐、均苯四酸二酐、.3，3’，4，4’ -聯(lián)苯四羧酸二酐、2，2’ -雙-(3，4- 二羧基苯基)六氟丙烷二酐、4，4’ -氧雙鄰苯二甲酸酐、3，3’，4，4’ -二苯基砜四羧酸二酐、4，4’ -雙酚A二酐、氫醌雙鄰苯二甲酸酸酐、3，4，9，10-茈-四羧酸二酐、1，4，5，8-萘四羧酸二酐和乙二醇二(偏苯三酸酐)；以及 所述二胺選自下組:1，3-二(氨基甲基)環(huán)己烷、1，4-二(氨基甲基)_環(huán)己烷、4，4’-亞甲基二(環(huán)己胺)、4，4’_亞甲基二(2-甲基環(huán)己基)胺、3-氨基芐胺、1，3_雙(3-氨基苯氧基)-苯、1，3-雙(4-氨基苯氧基)-苯、1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、4，4’ -雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、2，2-雙[4_4_氨基苯氧基)-苯基]六氟丙烷、雙[4- (4-氨基苯氧基)-苯基]丙烷、雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、1，1’ -雙(4-氨基苯基)-環(huán)己燒、9，9’-雙(4-氨基苯基)-荷、2，2’-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、雙(2-氨基苯基)硫醚、雙(4-氨基苯基)硫醚、雙(3-氨基苯基)砜、雙(4-氨基苯基)諷、4，4’ - 二氛基-3，3’ - 二甲基二苯基甲燒、3，4’ - 二氛基二苯基釀、4，4’ - 二氛基二苯基醚、3，3’ - 二氨基二苯基甲烷、3，4’ - 二氨基二苯基甲烷、2，7-二氨基芴、1，5-二氨基萘、4，4’ - 二氨基八氟聯(lián)苯、2，5- 二甲基-1，4-苯二胺、4，4’ -乙烯雙苯胺、1，3-苯二胺、1，4-苯二胺、2，3，5，6-四甲基-1，4-苯二胺、間-苯二甲胺和對(duì)-苯二甲胺。
32.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述富碳層是圖案的形式，所述圖案包括線，且所述線沒(méi)有或只有少量的扭曲。
【文檔編號(hào)】H01L21/205GK103975418SQ201280060464
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月10日
【發(fā)明者】V·克里西那莫西, D·M·蘇利文, 王玉寶, 林沁, S·西蒙斯 申請(qǐng)人:布魯爾科技公司