[发明专利]树脂、光致抗蚀剂组合物和制造半导体器件的方法

说明书

本申请涉及树脂、光致抗蚀剂组合物和制造半导体器件的方法。具体地，本文公开了一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括在基板上形成包含光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层。使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，并且通过将显影剂施加至所述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化的光致抗蚀剂。所述光致抗蚀剂组合物包含光活性化合物以及包含自由基活性官能团和酸不稳定基团的树脂。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年4月30日提交的美国临时专利申请号63/017,881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。

技术领域

本申请涉及树脂、光致抗蚀剂组合物和制造半导体器件的方法。

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的大小也必须减小。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)的大小也要减小。

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。此类暴露改变了光敏材料的暴露区域的化学和物理特性。可以利用这种改性以及在未暴露的光敏材料区域中缺乏改性，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。

由于半导体行业为了追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本而已经进展到纳米技术工艺节点，所以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大小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改进。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

在本申请的一些实施方式中提供了一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括：在基板上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所述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化的光致抗蚀剂，其中所述光致抗蚀剂组合物包含：光活性化合物；以及树脂，所述树脂包含自由基活性官能团和酸不稳定基团。

在本申请的另一些实施方式中，提供了一种光致抗蚀剂组合物，所述光致抗蚀剂组合物包含：光活性化合物；以及树脂，所述树脂包含自由基活性官能团和酸不稳定基团。

在本发明的还要另一些实施方式中，提供了一种树脂，所述树脂包含具有自由基活性官能团和酸不稳定基团的单体单元，其中所述自由基活性官能团是烯烃基团或炔烃基团。

附图说明

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。

图1示出了根据本公开的实施方式的制造半导体器件的工艺流程。

图2示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。

图3A和图3B示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。

图4示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。

图5A和图5B示出了根据本公开的一个实施方式的顺序操作的工艺阶段。