光致抗蚀剂组合物和形成光致抗蚀剂图案的方法技术

本发明专利技术涉及光致抗蚀剂组合物和形成光致抗蚀剂图案的方法。所述用于形成光致抗蚀剂图案的方法包括在基板上形成包含光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层。所述光致抗蚀剂组合物包括金属粒子和附接到所述金属粒子的热稳定配体。所述热稳定配体包含支链或非支链、环状或非环状的C1‑C7烷基或C1‑C7氟代烷基。所述C1‑C7烷基或C1‑C7氟代烷基包含以下中的一者或多者：‑CF

【技术实现步骤摘要】
光致抗蚀剂组合物和形成光致抗蚀剂图案的方法相关申请的交叉引用本申请要求2019年11月27日提交的美国临时专利申请号62/941,486的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容以引用方式并入本文。
技术介绍
随着消费者设备响应于消费者需求而变得越来越小，这些设备的各个部件的大小也必然减小。构成例如移动电话、计算机平板电脑等设备的主要部件的半导体器件已被迫变得越来越小，对应地也迫使半导体器件内的各个器件(例如，晶体管、电阻器、电容器等)的大小也要减小。在半导体器件的制造过程中使用的一种使能技术是使用光刻材料。将此类材料施加至待图案化的层的表面，然后曝光于本身已被图案化的能量。此类曝光改变了光敏材料的曝光区域的化学和物理特性。可以利用这种改进以及在未曝光的光敏材料区域中缺乏改进，来去除一个区域而不去除另一个区域。然而，随着各个器件的大小减小，用于光刻处理的工艺窗口变得越来越收紧。如此，光刻处理领域中的进步对于维持按比例缩小器件的能力是必需的，并且为了满足期望的设计标准，以便可以保持朝向越来越小的部件前进，还需要进一步的改进。随着半导体行业已经为了追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本而进展到纳米技术工艺节点，在减小半导体特征大小方面存在挑战。已经开发了极紫外光刻(EUVL)以形成更小的半导体器件特征大小并增加半导体晶片上的器件密度。为了改善EUVL，需要增大晶片曝光生产量。晶片曝光生产量可以通过增加曝光功率或增加抗蚀剂光速度来提高。低曝光剂量可导致线宽分辨率降低和临界尺寸均匀性降低。专利技术内容根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种形成光致抗蚀剂图案的方法，所述方法包括：在基板上形成包含光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层，其中所述光致抗蚀剂组合物包含：金属粒子；以及附接到所述金属粒子的热稳定配体；其中所述热稳定配体包含支链或非支链、环状或非环状的C1-C7烷基或C1-C7氟代烷基，并且其中所述C1-C7烷基或C1-C7氟代烷基包含以下中的一者或多者：-CF3、-SH、-OH、＝O、-S-、-P-、-PO2、-C(＝O)SH、-C(＝O)OH、-C(＝O)O-、-O-、-N-、-C(＝O)NH、-SO2OH、-SO2SH、-SOH，或-SO2-；将所述光致抗蚀剂层选择性地曝光于光化辐射；以及使所述光致抗蚀剂层显影以在所述光致抗蚀剂层中形成图案。根据本公开的另一实施方式，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在基板上形成抗蚀剂层；在所述抗蚀剂层中形成潜在图案；通过去除所述抗蚀剂层的一部分在所述抗蚀剂层中形成图案；以及将所述抗蚀剂层中的所述图案延伸到所述基板中，其中所述抗蚀剂层包括：金属芯；以及附接到所述金属芯的第一配体，其中所述第一配体包含支链或非支链、环状或非环状的饱和C1-C7有机基团，其中所述C1-C7有机基团包含H或F，以及-CF3、-SH、-OH、＝O、-S-、-P-、-PO2、-C(＝O)SH、-C(＝O)OH、-C(＝O)O-、-O-、-N-、-C(＝O)NH、-SO2OH、-SO2SH、-SOH和-SO2-中的一者或多者。根据本公开的另一实施方式，提供了一种光致抗蚀剂组合物，所述光致抗蚀剂组合物包含：金属粒子；以及附接到所述金属粒子第一配体，其中所述第一配体包含支链或非支链、环状或非环状的饱和C1-C7有机基团，其中所述C1-C7有机基团包含H或F，以及-CF3、-SH、-OH、＝O、-S-、-P-、-PO2、-C(＝O)SH、-C(＝O)OH、-C(＝O)O-、-O-、-N-、-C(＝O)NH、-SO2OH、-SO2SH、-SOH和-SO2-中的一者或多者。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述将最好地理解本公开。要强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制并且仅用于说明目的。实际上，为了讨论清楚起见，各种特征的尺寸可以任意增大或减小。图1示出了对抗蚀剂组合物中的金属芯和配体进行烘烤。图2示出了根据本公开的实施方式的制造半导体器件的工艺流程。图3示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。图4A和图4B示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。图5示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。图6A和图6B示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。图7A和图7B示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。图8A和图8B示出了根据本公开的一些实施方式的抗蚀剂组合物配体组分。图9A和图9B示出了根据本公开的一些实施方式的金属芯/配体络合物的制备。图10示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。图11A和图11B示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。图12示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。图13A和图13B示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。图14A和图14B示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。具体实施方式应当理解的是，以下公开提供了用于实现本公开的不同特征的许多不同的实施方式或示例。下文描述了部件和布置的具体实施方式或示例以简化本公开。当然，这些仅是示例，并不旨在进行限制。例如，元件的尺寸不限于所公开的范围或值，而是可以取决于工艺条件和/或器件的期望特性。此外，在下面的描述中在第二特征上方或之上形成第一特征可包括其中第一特征和第二特征形成为直接接触的实施方式，并且还可包括其中可以形成插置在第一特征与第二特征之间的附加特征，使得第一特征和第二特征可不直接接触的实施方式。为了简单和清楚起见，可以以不同比例任意绘制各种特征。此外，为了描述方便起见，本文中可以使用空间相对术语，例如“在......下方”、“在......以下”、“在......下部”、“在......上方”、“在......上部”等来描述如图所示的一个元件或特征与另外一个或多个元件或特征的关系。除了图中所描绘的取向外，空间相对术语还旨在涵盖设备在使用或操作中的不同取向。可以将设备以其他方式取向(旋转90度或处于其他取向)，并且可以同样地相应解释本文中所使用的空间相对描述词。另外，术语“由......制成”可以表示“包含”或“由......组成”。含金属的光致抗蚀剂作为高灵敏度和高蚀刻选择性的光致抗蚀剂是理想的。含金属的光致抗蚀剂中的金属粒子吸收高能光子，例如极紫外EUV光子。含金属的光致抗蚀剂包括金属粒子和络合至该金属粒子的配体。在一些实施方式中，金属粒子是纳米粒子，并且在一些实施方式中，金属粒子是金属氧化物粒子。图1示出了金属芯205，所述金属芯包括的一个或多个由多个配体单元210络合的金属纳米粒子，从而形成配体络合的金属芯200。在光致抗蚀剂层的烘烤(例如曝光前烘烤或曝光后烘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成光致抗蚀剂图案的方法，所述方法包括：/n在基板上形成包含光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层，/n其中所述光致抗蚀剂组合物包含：/n金属粒子；以及/n附接到所述金属粒子的热稳定配体；/n其中所述热稳定配体包含支链或非支链、环状或非环状的C1-C7烷基或C1-C7氟代烷基，并且/n其中所述C1-C7烷基或C1-C7氟代烷基包含以下中的一者或多者：-CF

【技术特征摘要】
20191127 US 62/941,486;20201110 US 17/094,7061.一种形成光致抗蚀剂图案的方法，所述方法包括：
在基板上形成包含光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层，
其中所述光致抗蚀剂组合物包含：
金属粒子；以及
附接到所述金属粒子的热稳定配体；
其中所述热稳定配体包含支链或非支链、环状或非环状的C1-C7烷基或C1-C7氟代烷基，并且
其中所述C1-C7烷基或C1-C7氟代烷基包含以下中的一者或多者：-CF3、-SH、-OH、＝O、-S-、-P-、-PO2、-C(＝O)SH、-C(＝O)OH、-C(＝O)O-、-O-、-N-、-C(＝O)NH、-SO2OH、-SO2SH、-SOH，或-SO2-；
将所述光致抗蚀剂层选择性地曝光于光化辐射；以及
使所述光致抗蚀剂层显影以在所述光致抗蚀剂层中形成图案。


2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在使所述光致抗蚀剂层选择性地曝光于光化辐射之前加热所述光致抗蚀剂层。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述光化辐射是电子束或极紫外辐射。


4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在使所述经选择性曝光的光致抗蚀剂层显影之前加热所述光致抗蚀剂层。...

【专利技术属性】
技术研发人员：訾安仁，张庆裕，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71