制造半导体器件的光致抗蚀剂组合物和方法技术

本公开涉及制造半导体器件的光致抗蚀剂组合物和方法。制造半导体器件包括形成光致抗蚀剂层。将光致抗蚀剂层选择性暴露到光化辐射并显影以形成图案。光致抗蚀剂组合物包含：含碘敏化剂、光活性化合物和聚合物。含碘敏化剂包括铵、鏻或杂环铵碘化物，鏻或杂环铵碘化物，鏻或杂环铵碘化物，鏻或杂环铵碘化物，

【技术实现步骤摘要】
制造半导体器件的光致抗蚀剂组合物和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年3月30日提交的美国临时专利申请号63/002,242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。


[0003]本公开涉及制造半导体器件的光致抗蚀剂组合物和制造半导体器件的方法。

技术介绍

[0004]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也必然减小大小。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)也要减小大小。
[0005]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，然后暴露到本身已被图案化的能量。此类暴露修饰了光敏材料的暴露区域的化学和物理特性。可以利用这种修饰以及在未暴露的光敏材料区域中缺乏修饰，来去除一个区域而不去除另一个区域。
[0006]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。
[0007]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尺寸并增加半导体晶片上的器件密度。为了改善EUVL，需要增大晶片暴露生产量。晶片暴露生产量可以通过增加暴露功率或增加抗蚀剂光速度来提高。低暴露剂量可导致线宽粗糙度增大和临界尺寸均匀性降低。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括：形成包含光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层；将所述光致抗蚀剂层选择性暴露到光化辐射以形成潜在图案；以及通过将显影剂施加至经选择性暴露的光致抗蚀剂层来使所述潜在图案显影以形成图案，其中所述光致抗蚀剂组合物包含：
[0009]含碘敏化剂；
[0010]光活性化合物；和
[0011]聚合物，以及
[0012]其中所述含碘敏化剂包括碘化铵、碘化鏻、杂环碘化铵中的一种或多种，
[0013][0014]其中X1、X2、X3和X4独立地是直接键、C6
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C30碘代芳基、C1
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C30碘代烷基、C3
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C30碘代环烷基、C1
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C30碘代羟烷基、C2
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C30碘代烷氧基、C3
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C30碘代烷氧基烷基、C1
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C30碘代乙酰基、C2
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C30碘代乙酰基烷基、C1
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C30碘代羧基、C2
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C30碘代烷基羧基和C4
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C30碘代环烷基羧基；C3
‑
C30饱和或不饱和的碘代烃环，或C3
‑
C30碘代杂环基，
[0015]A1、A2、A3和A4独立地是酸不稳定的基团，所述酸不稳定的基团选自C6
‑
C15碘代芳基、C4
‑
C15碘代烷基、C4
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C15碘代环烷基、C4
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C15碘代羟烷基、C4
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C15碘代烷氧基和C4
‑
C15碘代烷氧基烷基。
[0016]根据本专利技术的另一个实施方式，提供了一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括：形成包含光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层；将光致抗蚀剂层暴露到光化辐射；和通过将显影剂施加至图案化暴露的光致抗蚀剂层上施加显影剂来显影所述图案暴露的光致抗蚀剂层以形成图案，其中所述光致抗蚀剂组合物包含：
[0017]敏化剂；
[0018]光活性化合物；和
[0019]聚合物，以及
[0020]其中所述光活性化合物是具有以下结构的碘鎓化合物：
[0021][0022]其中D1是空间位阻取代的和未被取代的环烷烃、内酯和3
‑
D结构中的一种或多种。
[0023]根据本专利技术的还要另一个实施方式，提供了一种光致抗蚀剂组合物，所述组合物包含：
[0024]含碘敏化剂；
[0025]光活性化合物；和
[0026]聚合物
[0027]其中所述含碘敏化剂包括碘化铵、碘化鏻、杂环碘化铵中的一种或多种，
[0028][0029][0030]其中X1、X2、X3和X4独立地是直接键、C6
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C30碘代芳基、C1
‑
C30碘代烷基、C3
‑
C30碘代环烷基、C1
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C30碘代羟烷基、C2
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C30碘代烷氧基、C3
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C30碘代烷氧基烷基、C1
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C30碘代乙酰基、C2
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C30碘代乙酰基烷基、C1
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C30碘代羧基、C2
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C30碘代烷基羧基和C4
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C30碘代环烷基羧基；C3
‑
C30饱和或不饱和的碘代烃环，或C3
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C30碘代杂环基，
[0031]A1、A2、A3和A4独立地是酸不稳定的基团，所述酸不稳定的基团选自C6
‑
C15碘代芳基、C4
‑
C15碘代烷基、C4
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C15碘代环烷基、C4
‑
C15碘代羟烷基、C4
‑
C15碘代烷氧基和C4
‑
C15碘代烷氧基烷基。
附图说明
[0032]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。
[0033]图1示出根据本公开的实施方式的制造半导体器件的工艺流程。
[0034]图2示出根据本公开的一个实施方式的顺序操作的处理阶段。
[0035]图3A和3B示出根据本公开的一个实施方式的顺序操作的处理阶段。
[0036]图4示出根据本公开的一个实施方式的顺序操作的处理阶段。
[0037]图5A和5B示出根据本公开的一个实施方式的顺序操作的处理阶段。
[0038]图6A和6B示出根据本公开的一个实施方式的顺序操作的处理阶段。
[0039]图7示出根据本公开的一些实施方式的通过敏化剂产生二次电子。
[0040]图8A示出根据本公开的实施方式的光致抗蚀敏化剂。图8B示出根据本公开的实施方式的光致抗蚀敏化剂的示例。
[0041]图9A，9B，9C，9D，9E和9F示出根据本公开的实施方式的光致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括：形成包含光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层；将所述光致抗蚀剂层选择性暴露到光化辐射以形成潜在图案；以及通过将显影剂施加至经选择性暴露的光致抗蚀剂层来使所述潜在图案显影以形成图案，其中所述光致抗蚀剂组合物包含：含碘敏化剂；光活性化合物；和聚合物，以及其中所述含碘敏化剂包括碘化铵、碘化鏻、杂环碘化铵中的一种或多种，I
‑
X1、、其中X1、X2、X3和X4独立地是直接键、C6
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C30碘代芳基、C1
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C30碘代烷基、C3
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C30碘代环烷基、C1
‑
C30碘代羟烷基、C2
‑
C30碘代烷氧基、C3
‑
C30碘代烷氧基烷基、C1
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C30碘代乙酰基、C2
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C30碘代乙酰基烷基、C1
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C30碘代羧基、C2
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C30碘代烷基羧基和C4
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C30碘代环烷基羧基；C3
‑
C30饱和或不饱和的碘代烃环，或C3
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C30碘代杂环基，A1、A2、A3和A4独立地是酸不稳定的基团，所述酸不稳定的基团选自C6
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C15碘代芳基、C4
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C15碘代烷基、C4
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C15碘代环烷基、C4
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C15碘代羟烷基、C4
‑
C15碘代烷氧基和C4
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C15碘代烷氧基烷基。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光化辐射是极紫外辐射。3.根据权利要求1所述的方法，还包括在将所述光致抗蚀剂层选择性暴露到光化辐射以形成潜在图案之后和在显影所述潜在图案之前加热所述光致抗蚀剂层。4.根据权利要求1所述的方法，其中X1、X2、X3、X4、A1、A2、A3和A4独立地是链基、环基或3
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D基团。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述碘化物是三碘化物。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述含碘敏化剂是以下中的一种或多种：
其中R1、R2、R3和R4独立地是C2
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C15烷基、C3
‑
C15环烷基、C1
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C15羟烷基、C2
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C15烷氧基、C3
‑
C15烷氧基烷基、C1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：赖韦翰，杨立柏，张尚文，张庆裕，林子扬，林进祥，
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：