光致抗蚀剂图案修整组合物和方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般涉及电子设备的制造。更具体地，本发明涉及修整光致抗蚀剂图案的 组合物和方法，其在形成精细的光刻图案的收缩工艺中有用处。
【背景技术】
[0002] 在半导体制造产业中，光致抗蚀剂材料用于将图像转移到一个或多个沉积在半导 体衬底上的下层，例如设置在半导体衬底上的金属、半导体和电介质层以及衬底本身。光致 抗蚀剂进一步被发现用于例如半导体制造的离子注入掩膜的形成中。为了增加半导体设备 的集成度以及考虑到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 能力的光致抗蚀剂和光刻处理工具。
[0003] 正性化学放大型光致抗蚀剂通常用于光刻的高分辨率工艺。这种光致抗蚀剂典 型的使用具有酸不稳定离去基团的树脂和光产酸剂。暴露于光化辐射导致产酸剂形成 酸，该酸在后曝光烘焙期间引起树脂中的酸不稳定基团的断裂。这使得光致抗蚀剂的曝 光和未曝光的区域在碱性显影剂溶液中溶解特性产生差异。在正性显影（positive tone development，PTD)中，光致抗蚀剂的曝光区域可以溶解于碱性显影剂中且从衬底表面去 除，反之不能溶于显影剂中的未曝光的区域在显影后保留以形成正像。
[0004] 对于光成像工具的理论分辨率极限由瑞利方程（Rayleigh equation)限定，如下 所示：
[0005]
【主权项】
1. 一种光致抗蚀剂图案修整组合物，所述组合物包括： 基体聚合物，所述基体聚合物包括从以下通式（I)的单体形成的单元：
其中=R1选自氢、氟、C ^C3烷基、和C1-C3氟烷基；R2选自C「(^亚烷基；且R 3选自C1-C3 氟烷基； 不含氟的芳酸；和 溶剂。
2. 根据权利要求1的光致抗蚀剂修整组合物，其中所述基体聚合物包括另一单元，所 述另一单元包括氟代醇基团。
3. 根据权利要求2的光致抗蚀剂修整组合物，其中所述基体聚合物包括另一单元，所 述另一单元包括磺酸基团。
4. 根据权利要求1的光致抗蚀剂修整组合物，其中所述基体聚合物包括另一单元，所 述另一单元包括磺酸基团。
5. 根据权利要求1-4中任一项的光致抗蚀剂修整组合物，其中所述芳酸包括通式（I) 表示的酸：
其中：R1独立地表示取代或非取代的C1-C20烷基，取代或非取代的C5-C20芳基或它们 的组合，任选地包括一种或多种选自羰基、羰酰基、磺酰氨基、醚、硫醚、取代或非取代的亚 烷基的基团、或它们的组合；Z1独立的表示选自羧基、羟基、硝基、氰基、C1-C5烷氧基、甲酰 基和磺酸的基团；a和b独立的为0-5的整数，且a+b小于等于5。
6. -种修整光致抗蚀剂图案的方法，所述方法包括： (a) 提供半导体衬底； (b) 在衬底上形成光致抗蚀剂图案，其中光致抗蚀剂图案从化学放大型光致抗蚀剂组 合物形成，所述化学放大型光致抗蚀剂组合物包括：包括酸不稳定基团的基体聚合物，光产 酸剂和溶剂； (c) 在衬底的光致抗蚀剂图案上涂覆权利要求1-5中任一项的光致抗蚀剂修整组合 物； (d) 加热被涂覆的衬底，通过此引起光致抗蚀剂基体聚合物在光致抗蚀剂图案的表面 区域的极性改变；和 (e) 将光致抗蚀剂图案与清洗剂接触以除去光致抗蚀剂图案的表面区域，由此形成修 整的光致抗蚀剂图案。
7. 根据权利要求6的方法，其中修整组合物的溶剂包括有机溶剂。
8. 根据权利要求6的方法，其中修整组合物为水溶液。
9. 根据权利要求6的方法，其中清洗剂包括水或碱性水溶液。
10. 根据权利要求6的方法，其中清洗剂包括有机溶剂或溶剂混合物。
【专利摘要】提供了修整光致抗蚀剂图案的组合物和方法。光致抗蚀剂修整组合物包括：基体聚合物，其包括从以下通式(I)的单体形成的单元，其中：R1选自氢、氟、C1-C3烷基、和C1-C3氟烷基；R2选自C1-C15亚烃基；且R3选自C1-C3氟烷基；不含氟的芳酸；和溶剂。所述组合物和方法特别适用于半导体设备的制造。
【IPC分类】G03F7-16, G03F7-40
【公开号】CN104749888
【申请号】CN201410858486
【发明人】刘骢, 李承泫, K·罗威尔, G·珀勒斯, C-B·徐, W·尹, T·A·埃斯戴尔, 山田晋太郎
【申请人】罗门哈斯电子材料有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月30日
【公告号】US20150185620