[发明专利]光致抗蚀剂组合物和形成光致抗蚀剂图案的方法

说明书

本发明涉及光致抗蚀剂组合物和形成光致抗蚀剂图案的方法。具体地，在光致抗蚀剂层中形成图案的方法包括在基材上方形成光致抗蚀剂层，将光致抗蚀剂层选择性地暴露于光化辐射，形成潜在图案。通过施加显影剂来使潜在图案显影以形成图案。光致抗蚀剂层包含光致抗蚀剂组合物，所述光致抗蚀剂组合物包含如下聚合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月18日提交的美国临时专利申请号63/041,070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。

背景技术

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。

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，然后暴露于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。

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。

发明内容

根据本发明的一个实施方式提供了一种在光致抗蚀剂层中形成图案的方法，所述方法包括：

在基材上方形成光致抗蚀剂层；

将所述光致抗蚀剂层选择性地暴露于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层包含光致抗蚀剂组合物，所述光致抗蚀剂组合物包含聚合物，

其中所述聚合物具有下式：

其中A₁、A₂和L独立地是直接键、C4-C30芳族基团、C4-C30烷基、C4-C30环烷基、C4-C30羟基烷基、C4-C30烷氧基、C4-C30烷氧基烷基、C4-C30乙酰基、C4-C30乙酰基烷基、C4-C30烷基羧基、C4-C30环烷基羧基、C4-C30饱和或不饱和烃环或C4-C30杂环基团，其中A₁和A₂并非二者均是直接键，其中A₁和A₂是未被取代的或者被卤素、羰基或羟基取代的；

A₃是C6-C14芳族基团，其中A₃是未被取代的或者被卤素、羰基或羟基取代的；

R₁是酸不稳定基团；

Ra和Rb独立地是H或C1-C3烷基；

R_f是直接键或C1-C5氟碳；

PAG是光致产酸剂；并且

0≤x/(x+y+z)≤1，0≤y/(x+y+z)≤1，并且0≤z/(x+y+z)≤1。