感光材料和光刻方法技術(shù)

感光材料和形成圖案的方法，包括提供可通過操作浮動(dòng)到由感光材料形成的層的頂部區(qū)域的感光材料的組分成分。在實(shí)例中，感光層包括具有氟原子(例如，烷基氟化物基團(tuán))的第一組分。在形成感光層后，第一組分浮動(dòng)到感光層的頂面。此后，圖案化感光層。本發(fā)明專利技術(shù)提供了感光材料和光刻方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
感光材料和光刻方法
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造，更具體而言，涉及感光材料和光刻方法。
技術(shù)介紹
半導(dǎo)體集成電路(IC)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)。在IC材料、設(shè)計(jì)和制造工具方面的技術(shù)改進(jìn)已經(jīng)產(chǎn)生了數(shù)代IC，其中每一代都具有比前一代更小且更復(fù)雜的電路。在這些改進(jìn)的發(fā)展過程中，制造方法、工具和材料方面努力實(shí)現(xiàn)更小的部件尺寸。光刻是一種機(jī)制，通過該機(jī)制可將圖案投射到在其上形成有感光層的襯底(如半導(dǎo)體晶圓)上。通常通過使輻射穿過圖案化的光掩模誘導(dǎo)圖案。盡管光刻工具和方法在減小成像元件的線寬方面經(jīng)歷了重大的改進(jìn)，但是可能需要進(jìn)一步的改進(jìn)。例如，感光材料的成像部件的輪廓可能使在襯底上準(zhǔn)確地再現(xiàn)期望的圖案所需的圖案失真。例如，在成像和顯影之后可能留下不想要的、殘留的感光材料，或者可能去除或以其他方式破壞需要作為掩模元件的部分感光材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述技術(shù)問題，一方面，本專利技術(shù)提供了一種感光材料，包括：溶劑；光生酸劑(PAG)組分；以及猝滅劑組分，其中，所述PAG組分和所述猝滅劑組分中的至少一種包含烷基氟化物基團(tuán)。在所述的感光材料中，所述猝滅劑組分包含烷基氟化物基團(tuán)。在所述的感光材料中，所述烷基氟化物基團(tuán)是C2F5。在所述的感光材料中，所述PAG組分包含烷基氟化物基團(tuán)。在所述的感光材料中，所述PAG組分包含烷基氟化物基團(tuán)，其中，所述烷基氟化物基團(tuán)連接到所述PAG組分的陰離子組分。在所述的感光材料中，所述PAG組分包含烷基氟化物基團(tuán)，其中，所述烷基氟化物基團(tuán)連接到所述PAG組分的陽離子組分。另一方面，本專利技術(shù)提供了一種在襯底上形成圖案的方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成感光層，其中所述感光層包括具有氟原子的第一組分；在形成所述感光層后，使所述第一組分浮動(dòng)到所述感光層的頂面；以及此后，圖案化所述感光層。在所述的方法中，所述第一組分包括光生酸劑(PAG)。在所述的方法中，所述第一組分包括猝滅劑。在所述的方法中，所述第一組份包括光產(chǎn)堿劑(PBG)和光分解猝滅劑(PDQ)中的至少一種。在所述的方法中，所述第一組分包含烷基氟化物基團(tuán)。在所述的方法中，所述第一組分包含C2F5基團(tuán)。在所述的方法中，所述第一組分具有下式：其中，R1-、R2、R3和R4中的至少一種包含氟原子。在所述的方法中，所述第一組分具有下式：其中，R1-、R2、R3和R4中的至少一種包含烷基氟化物基團(tuán)中的氟原子。在所述的方法中，所述第一組分具有下式：其中，R1-、R2、R3和R4中的至少一種包含烷基氟化物基團(tuán)中的氟原子，其中，所述烷基氟化物基團(tuán)是C2F5。又一方面，本專利技術(shù)提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：確定與形成第一部件相關(guān)的輪廓問題(結(jié)果)；確定感光材料配方從而補(bǔ)償所述輪廓問題；在襯底上形成具有確定的感光材料配方的感光材料層；以及圖案化所述感光材料層從而提供所述第一部件。在所述的方法中，確定所述感光材料配方包括對(duì)所述感光材料的至少一種組分提供烷基氟化物基團(tuán)。在所述的方法中，確定所述感光材料配方包括提供浮動(dòng)到所述感光材料層的頂部區(qū)域的酸性組分成分。在所述的方法中，確定所述感光材料配方包括提供浮動(dòng)到所述感光材料層的頂部區(qū)域的堿性組分成分。在所述的方法中，確定所述輪廓問題包括識(shí)別足部輪廓問題、T頂部輪廓問題、頂部圓化輪廓問題和底切輪廓問題中的至少一種。附圖說明當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本專利技術(shù)的各方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，對(duì)各種部件沒有按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚論述起見，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。圖1、圖2、圖3和圖4是由感光材料形成的現(xiàn)有技術(shù)部件的截面圖。圖5-圖9是根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)方面制造的示例性實(shí)施例器件的截面圖。圖10是示出根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)方面在襯底上形成圖案化的層的方法的實(shí)施例的流程圖。具體實(shí)施方式應(yīng)該理解，以下公開內(nèi)容提供了許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗脕韺?shí)施本專利技術(shù)的不同部件。為簡(jiǎn)化本專利技術(shù)，在下文描述元件和布置的具體實(shí)例。當(dāng)然這些僅僅是實(shí)例而不用來限制。例如，盡管本文描述了一種配置成制造半導(dǎo)體器件的光刻方法，但是任何光刻方法或系統(tǒng)都可以從本專利技術(shù)受益，包括例如用于TEF-LCD制造和/或本領(lǐng)域中已知的其它光刻工藝。而且，在以下說明書中第一部件在第二部件上方或者在第二部件上的形成可以包括第一部件和第二部件以直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可以包括可以形成介于第一部件和第二部件之間的額外的部件從而使第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。為了簡(jiǎn)明和清楚起見，可以任意地以不同的比例繪制各種部件。為了形成器件或其部分，感光材料通常用于圖案化目標(biāo)層，例如，設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上的目標(biāo)層。一種感光材料是化學(xué)增幅型光刻膠或CAR。對(duì)于化學(xué)增幅型光刻膠來說，光生酸劑(PAG)在暴露于輻射之后將變成酸。該酸在曝光后烘烤(PEB)工藝過程中引發(fā)聚合物的酸不穩(wěn)定基團(tuán)(ALG)離去。ALG的離去將產(chǎn)生用于引發(fā)后續(xù)的ALG從聚合物離去的酸。只有當(dāng)產(chǎn)生的酸與堿(也稱作堿性猝滅劑或猝滅劑)接觸時(shí)，這種鏈反應(yīng)才會(huì)終止。當(dāng)ALG離開光刻膠的聚合物時(shí)，聚合物的支鏈單元將變成羧基基團(tuán)，增加了聚合物對(duì)正性顯影劑的溶解性；因此允許通過顯影劑去除光刻膠的受輻照區(qū)域，而未輻照區(qū)域保持不溶并成為后續(xù)工藝的掩模元件。通常在溶劑中提供PAG和猝滅劑。(典型的溶劑包括二甲苯、醋酸酯和/或其它合適的溶劑。)還可以或可選地存在感光材料的其它組分，包括光產(chǎn)堿劑(PBG)、光分解猝滅劑(PDQ)、染料、濕潤(rùn)劑、涂布助劑、胺類、粘著促進(jìn)劑和/或其它合適的組分。期望由PAG產(chǎn)生的酸和由猝滅劑產(chǎn)生的堿能夠保持平衡從而使得到的掩模元件部件的輪廓對(duì)于包括例如直側(cè)壁的圖案具有保真度。如果酸濃度太強(qiáng)，部件之間的間隔尺寸(間隔CD)可能變得過大。相反，如果猝滅劑載量太高，間隔CD可能變得太小。因此，需要一種保持光刻膠材料中可接受的酸堿之間的載量從而提供圖案保真度的材料和方法。圖1、圖2、圖3和圖4是在襯底上形成的部件的具有各種輪廓問題(結(jié)果)(profileissue)的器件的截面圖。具體地，部件是圖案化的感光層或光刻膠。由于所需圖案失真，在器件100、200、300和400中的每一個(gè)器件中，光刻膠輪廓都是不利的。圖1所示的器件100示出足部輪廓(footingprofile)問題；圖2所示的器件200示出T頂部輪廓問題；圖3所示的器件300示出底切輪廓(undercutprofile)問題；圖4所示的器件400示出頂部圓化輪廓(toproundingprofile)問題。每一種輪廓都是由在材料形成的層的某些區(qū)域(例如頂部或底部)感光材料中的一種或多種化學(xué)組分的不平衡(例如太高或太低的相對(duì)濃度)引起的。這種不平衡影響感光材料對(duì)顯影劑的溶解性，從而影響得到的輪廓。化學(xué)組分的不平衡可以包括酸(包括光生酸劑)不平衡、堿(包括猝滅劑)不平衡和/或其它化學(xué)組分的不平衡。下面進(jìn)一步論述了圖1、圖2、圖3和圖4中的每一種輪廓。參照?qǐng)D1，器件100示出足部輪廓問題。當(dāng)光刻膠層曝光的輻射強(qiáng)度不足以到達(dá)層的底部區(qū)域時(shí)，可能產(chǎn)生圖案化的部件的足部輪廓。同樣地，當(dāng)在光刻膠層的底部區(qū)域酸的量不足(或者酸被俘獲)時(shí)，使得顯影后留下殘留的光刻膠，可能產(chǎn)生足部輪廓。器件100包括具有足部本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種感光材料，包括：溶劑；光生酸劑(PAG)組分；以及猝滅劑組分，其中，所述PAG組分和所述猝滅劑組分中的至少一種包含烷基氟化物基團(tuán)。

【技術(shù)特征摘要】
2012.06.01 US 13/486,6971.一種感光材料，包括：溶劑；光生酸劑組分；以及猝滅劑組分，其中，所述猝滅劑組分包含連接至所述猝滅劑組分的C2F5的烷基氟化物基團(tuán)，其中，所述猝滅劑組分具有以下化學(xué)式：其中，R4，R5和R6是烷基氟化物基團(tuán)并且R4，R5和R6包括C2F5基團(tuán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光材料，其中，所述光生酸劑組分包含烷基氟化物基團(tuán)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光材料，其中，所述烷基氟化物基團(tuán)連接到所述光生酸劑組分的陰離子組分。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光材料，其中，所述烷基氟化物基團(tuán)連接到所述光生酸劑組分的陽離子組分。5.一種在襯底上形成圖案的方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成感光層，其中所述感光層包括具有氟原子的第一組分；在形成所述感光層后，使所述第一組分浮動(dòng)到所述感光層的頂面；以及此后，圖案化所述感光層；其中，所述第一組分包括猝滅劑，所述猝滅劑組分包含連接至所述猝滅劑組分的C2F5的烷基氟化物基團(tuán)，其中，所述猝滅劑組分具有以下化學(xué)式：其中，R4，R5和R6是烷基氟化物基團(tuán)并且R4，R5和R6包括C2F5基團(tuán)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述感光層包括光生酸劑。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述感光層包括...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張慶裕，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：