光致抗蚀剂图案修整组合物和修整光致抗蚀剂图案的方法技术

光致抗蚀剂图案修整组合物，其包含：聚合物，所述聚合物包含含有酸可分解基团的单体作为聚合单元，所述基团的分解在所述聚合物上形成羧酸基团；非聚合物酸或非聚合物热酸产生剂；以及包含一种或多种有机溶剂的基于有机物的溶剂体系。修整光致抗蚀剂图案的方法包括将此类图案修整组合物施加到光致抗蚀剂图案上，所述光致抗蚀剂图案由包含光酸产生剂和含有酸可分解基团的聚合物的光致抗蚀剂组合物形成。所述光致抗蚀剂图案修整组合物和图案形成方法特别用于在半导体制造工业中形成精细光刻图案。刻图案。刻图案。

【技术实现步骤摘要】
光致抗蚀剂图案修整组合物和修整光致抗蚀剂图案的方法
[0001]专利技术背景
1.专利

[0002]本专利技术总体上涉及电子装置的制造。更具体地，本专利技术涉及光致抗蚀剂图案修整组合物以及使用此类组合物修整光致抗蚀剂图案的方法。所述组合物和方法特别用于形成用于制造半导体装置的精细光刻图案。
[0003]2.相关技术说明
[0004]在半导体制造工业中，光致抗蚀剂层用于将图像转移到布置在半导体基底上的一个或多个下层，如金属、半导体或介电层，以及所述基底本身。为了增加半导体装置的集成密度并且使得形成具有在纳米范围内的尺寸的结构，已经并且继续开发具有高分辨率能力的光致抗蚀剂组合物和光刻处理工具。
[0005]正性化学增强的光致抗蚀剂组合物通常用于高分辨率处理。此类组合物典型地使用光酸产生剂(PAG)和具有酸不稳定基团的聚合物。将由此种光致抗蚀剂组合物形成的层以图案形式曝光于活化辐射使酸产生剂形成酸，在曝光后烘烤期间，所述酸使光致抗蚀剂层的曝光区域中的酸不稳定基团断裂。这在显影剂溶液中层的曝光区域与未曝光区域之间产生了溶解度特性的差异。在正性显影(PTD)过程中，光致抗蚀剂层的曝光区域可溶于显影剂中并且从基底表面除去，而不溶于显影剂的未曝光区域在显影后保留以形成正像。所得浮雕图像允许基底的选择性处理。
[0006]光刻缩放通常通过增加光学曝光工具的数值孔径和使用较短的曝光波长来实现。为了形成比仅通过直接成像可获得的更精细的光致抗蚀剂图案，例如在美国专利申请公开号US 2013/0171574 A1、US 2013/0171825 A1、US 2014/0186772 A1和US 2016/0187783 A1中已经提出了光致抗蚀剂图案修整工艺。光致抗蚀剂图案修整工艺典型地包括使包含具有酸不稳定基团的聚合物的光致抗蚀剂图案与含有聚合物和酸或热酸产生剂的修整组合物接触。修整组合物中的酸或生成的酸导致抗蚀剂图案的表面区域中的抗蚀剂聚合物脱保护，所述区域然后通过与冲洗剂如水基显影剂(例如TMAH)溶液接触而被去除。这使得修整光致抗蚀剂图案，引起例如与当仅使用直接成像时相比，更精细的抗蚀剂线或柱图案的产生。
[0007]KrF(248nm)和极紫外(EUV)光致抗蚀剂材料典型地包括基于乙烯基芳香族化合物，例如基于羟基苯乙烯的聚合物。这些材料通常包括有益的耐蚀刻性、蚀刻选择性和灵敏度特性、以及低成本。这些益处比典型地含有(甲基)丙烯酸酯聚合物并且由于在ArF曝光波长下的高吸收基本上不含芳香族基团的常规ArF(193nm)光致抗蚀剂材料是有利的。考虑到ArF对比KrF和EUV光致抗蚀剂组合物的聚合物化学性质显著不同，设计用于ArF光致抗蚀剂图案的图案修整组合物可能与KrF和EUV光致抗蚀剂图案不相容。此种不相容性可以表现为，例如，由于在修整组合物的浇铸溶剂中的溶解抗蚀剂图案被洗掉而造成严重的图案损坏。为了解决该问题，修整组合物中可以使用基于非极性的疏水浇铸溶剂。然而，这对修整组合物聚合物施加了额外的限制，其应该溶于浇铸溶剂和冲洗剂二者。修整组合物聚合物
在浇铸溶剂中的不溶性可能导致涂层不均匀和图案缺陷，而在冲洗剂中的不溶性可能导致图案缺陷和无效修整。这些不溶性问题可能不利地影响所得电子装置的性能和/或产量。
[0008]本领域需要改进的光致抗蚀剂图案修整组合物和图案形成方法，其解决与现有技术相关的一个或多个问题。

技术实现思路

[0009]根据本专利技术的第一方面，提供了光致抗蚀剂图案修整组合物。所述组合物包含：聚合物，所述聚合物包含含有酸可分解基团的单体作为聚合单元，所述基团的分解在所述聚合物上形成羧酸基团；非聚合物酸或非聚合物热酸产生剂；以及包含一种或多种有机溶剂的基于有机物的溶剂体系。
[0010]还提供了修整光致抗蚀剂图案的方法。所述方法包括：(a)提供半导体基底；(b)在所述半导体基底上形成光致抗蚀剂图案，其中所述光致抗蚀剂图案由包含光酸产生剂和含有酸可分解基团的聚合物的光致抗蚀剂组合物形成；(c)将如权利要求1至9中任一项所述的图案修整组合物涂覆在所述光致抗蚀剂图案上；(d)加热经涂覆的光致抗蚀剂图案；以及(e)用冲洗剂冲洗经涂覆并加热的光致抗蚀剂图案以除去所述光致抗蚀剂图案的表面区域。
附图说明
[0011]将参照以下附图描述本专利技术，在附图中相似的参考号表示相似的特征，并且在附图中：
[0012]图1A
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H示出了用于形成根据本专利技术的图案的示例性工艺流程。
具体实施方式
[0013]本文使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，而不旨在限制本专利技术。除非上下文另有指示，否则单数形式“一个/一种(a/an)”和“该/所述(the)”旨在包括单数和复数形式。本文所公开的全部范围包括端点，并且所述端点彼此可独立组合。当一个元件被称为是“在”另一个元件“之上”或“上”时，它可以与所述另一个元件直接接触或其间可能存在插入元件。相反，当一个元件被称为是“直接在”另一个元件“之上”时，不存在插入元件。
[0014]如本文使用，“酸可分解基团”是指以下基团，其中通过酸的催化作用(任选地并且典型地与热处理一起)使键断裂，导致极性基团(例如羧酸或醇基)在聚合物上形成以及任选地并且典型地，与断裂的键连接的部分从聚合物断开。酸可分解基团包括例如：叔烷基酯基团、仲或叔芳基酯基团、具有烷基和芳基的组合的仲或叔酯基团、叔烷氧基基团、缩醛基团或缩酮基团。酸可分解基团在本领域中通常也称为“酸可裂解基团”、“酸可裂解保护基团”、“酸不稳定基团”、“酸不稳定保护基团”、“酸离去基团”以及“酸敏感基团”。
[0015]除非另有说明，否则“取代的”基团是指其氢原子中的一个或多个被一个或多个取代基取代的基团。示例性的取代基基团包括但不限于，羟基(
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OH)、卤素(例如
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F、
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Cl、
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I、
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Br)、C1‑
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烷基、C1‑8卤代烷基、C3‑
12
环烷基、具有至少一个芳环的C6‑
12
芳基(例如苯基、联苯基、萘基等，每个环是取代或未取代的芳香族的)、具有至少一个芳环的C7‑
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芳基烷基、C7‑
12
烷基芳基、及其组合。为了确定碳数的目的，当基团是取代的时，基团的碳原子数是此基团
中的碳原子的总数，不包括任何取代基的那些。
[0016]光致抗蚀剂图案修整组合物
[0017]本专利技术的光致抗蚀剂图案修整组合物包含：聚合物，所述聚合物包含含有酸可分解基团的单体作为聚合单元，所述基团的分解在所述聚合物上形成羧酸基团；非聚合物酸或非聚合物热酸产生剂；以及包含一种或多种有机溶剂的基于有机物的溶剂体系，并且可以包含一种或多种任选的额外组分。
[0018]所述聚合物允许组合物以具有所希望厚度的层的形式涂覆在光致抗蚀剂图案上。所述聚合物应该在修整组合物的基于有机物的溶剂体系中具有良好的溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光致抗蚀剂图案修整组合物，其包含：聚合物，所述聚合物包含含有酸可分解基团的单体作为聚合单元，所述基团的分解在所述聚合物上形成羧酸基团；非聚合物酸或非聚合物热酸产生剂；以及包含一种或多种有机溶剂的基于有机物的溶剂体系。2.如权利要求1所述的光致抗蚀剂图案修整组合物，其中，所述酸可分解基团是叔烷基酯。3.如权利要求1所述的光致抗蚀剂图案修整组合物，其中，所述酸可分解基团是缩醛基团。4.如权利要求1至3中任一项所述的光致抗蚀剂图案修整组合物，其中，所述聚合物进一步包含含有以下基团的单体作为聚合单元：(i)氟醇基团，或(ii)酸可分解基团，所述基团的分解在所述聚合物上形成氟醇基团。5.如权利要求1至4中任一项所述的光致抗蚀剂图案修整组合物，其中，所述聚合物进一步包含为未取代的C1
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C10烷基(甲基)丙烯酸酯单体的单体作为聚合单元。6.如权利要求1至5中任一项所述的光致抗蚀剂图案修整组合物，其中，含有酸可分解基团的单体的所有聚合单元的组合含量基于所述聚合物的总聚合单元是30至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：