光致抗蝕劑圖案修整組合物和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般涉及電子設(shè)備的制造。更具體地，本發(fā)明涉及修整光致抗蝕劑圖案的 組合物和方法，其在形成精細(xì)的光刻圖案的收縮工藝中有用處。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)中，光致抗蝕劑材料用于將圖像轉(zhuǎn)移到一個(gè)或多個(gè)沉積在半導(dǎo) 體襯底上的下層，例如設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上的金屬、半導(dǎo)體和電介質(zhì)層以及襯底本身。光致 抗蝕劑進(jìn)一步被發(fā)現(xiàn)用于例如半導(dǎo)體制造的離子注入掩膜的形成中。為了增加半導(dǎo)體設(shè)備 的集成度以及考慮到形成具有在納米范圍內(nèi)的尺寸的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)并且繼續(xù)開(kāi)發(fā)具有高分辨 能力的光致抗蝕劑和光刻處理工具。
[0003] 正性化學(xué)放大型光致抗蝕劑通常用于光刻的高分辨率工藝。這種光致抗蝕劑典 型的使用具有酸不穩(wěn)定離去基團(tuán)的樹(shù)脂和光產(chǎn)酸劑。暴露于光化輻射導(dǎo)致產(chǎn)酸劑形成 酸，該酸在后曝光烘焙期間引起樹(shù)脂中的酸不穩(wěn)定基團(tuán)的斷裂。這使得光致抗蝕劑的曝 光和未曝光的區(qū)域在堿性顯影劑溶液中溶解特性產(chǎn)生差異。在正性顯影（positive tone development，PTD)中，光致抗蝕劑的曝光區(qū)域可以溶解于堿性顯影劑中且從襯底表面去 除，反之不能溶于顯影劑中的未曝光的區(qū)域在顯影后保留以形成正像。
[0004] 對(duì)于光成像工具的理論分辨率極限由瑞利方程（Rayleigh equation)限定，如下 所示：
[0005]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光致抗蝕劑圖案修整組合物，所述組合物包括： 基體聚合物，所述基體聚合物包括從以下通式（I)的單體形成的單元：
其中=R1選自氫、氟、C ^C3烷基、和C1-C3氟烷基；R2選自C「(^亞烷基；且R 3選自C1-C3 氟烷基； 不含氟的芳酸；和 溶劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑修整組合物，其中所述基體聚合物包括另一單元，所 述另一單元包括氟代醇基團(tuán)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的光致抗蝕劑修整組合物，其中所述基體聚合物包括另一單元，所 述另一單元包括磺酸基團(tuán)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的光致抗蝕劑修整組合物，其中所述基體聚合物包括另一單元，所 述另一單元包括磺酸基團(tuán)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的光致抗蝕劑修整組合物，其中所述芳酸包括通式（I) 表示的酸：
其中：R1獨(dú)立地表示取代或非取代的C1-C20烷基，取代或非取代的C5-C20芳基或它們 的組合，任選地包括一種或多種選自羰基、羰酰基、磺酰氨基、醚、硫醚、取代或非取代的亞 烷基的基團(tuán)、或它們的組合；Z1獨(dú)立的表示選自羧基、羥基、硝基、氰基、C1-C5烷氧基、甲酰 基和磺酸的基團(tuán)；a和b獨(dú)立的為0-5的整數(shù)，且a+b小于等于5。
6. -種修整光致抗蝕劑圖案的方法，所述方法包括： (a) 提供半導(dǎo)體襯底； (b) 在襯底上形成光致抗蝕劑圖案，其中光致抗蝕劑圖案從化學(xué)放大型光致抗蝕劑組 合物形成，所述化學(xué)放大型光致抗蝕劑組合物包括：包括酸不穩(wěn)定基團(tuán)的基體聚合物，光產(chǎn) 酸劑和溶劑； (c) 在襯底的光致抗蝕劑圖案上涂覆權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的光致抗蝕劑修整組合 物； (d) 加熱被涂覆的襯底，通過(guò)此引起光致抗蝕劑基體聚合物在光致抗蝕劑圖案的表面 區(qū)域的極性改變；和 (e) 將光致抗蝕劑圖案與清洗劑接觸以除去光致抗蝕劑圖案的表面區(qū)域，由此形成修 整的光致抗蝕劑圖案。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中修整組合物的溶劑包括有機(jī)溶劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中修整組合物為水溶液。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中清洗劑包括水或堿性水溶液。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中清洗劑包括有機(jī)溶劑或溶劑混合物。
【專(zhuān)利摘要】提供了修整光致抗蝕劑圖案的組合物和方法。光致抗蝕劑修整組合物包括：基體聚合物，其包括從以下通式(I)的單體形成的單元，其中：R1選自氫、氟、C1-C3烷基、和C1-C3氟烷基；R2選自C1-C15亞烴基；且R3選自C1-C3氟烷基；不含氟的芳酸；和溶劑。所述組合物和方法特別適用于半導(dǎo)體設(shè)備的制造。
【IPC分類(lèi)】G03F7-16, G03F7-40
【公開(kāi)號(hào)】CN104749888
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410858486
【發(fā)明人】劉驄, 李承泫, K·羅威爾, G·珀勒斯, C-B·徐, W·尹, T·A·埃斯戴爾, 山田晉太郎
【申請(qǐng)人】羅門(mén)哈斯電子材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日
【公告號(hào)】US20150185620