DE102014119634B4

DE102014119634B4 - Verfahren zum herstellen von halbleitervorrichtungen und photolitographiematerial

Info

Publication number: DE102014119634B4
Application number: DE102014119634.1A
Authority: DE
Inventors: An-Ren Zi; Chen-Hau Wu; Ching-Yu Chang
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2014-05-05
Filing date: 2014-12-27
Publication date: 2023-05-11
Anticipated expiration: 2034-12-28
Also published as: DE102014119634A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, umfassend:Bereitstellen eines Fotolacks, wobei der Fotolack aus einem Positivtonfotolack und einem Negativtonfotolack ausgewählt ist;Auswählen eines Zusatzmaterials, wobei das Zusatzmaterial ein erster Zusatz oder ein zweiter Zusatz ist,wobei der erste Zusatz eine Fluorkomponente, die an einer ersten Position an einer Polymerkette befestigt ist, und eine Basenkomponente aufweist, die an einer zweiten Position an der Polymerkette befestigt ist, wobei die Basenkomponente ausgewählt ist aus einem Quencher und einer thermischen Zersetzungsbase (TDB);wobei der zweite Zusatz die Fluorkomponente, die an einer dritten Position an einer zweiten Polymerkette befestigt ist, und eine Säurekomponente aufweist, die an einer vierten Position an der zweiten Polymerkette befestigt ist, wobei die Säurekomponente ein Fotosäuregenerator (PAG) ist,wobei das Auswählen des Zusatzes Folgendes umfasst: Auswählen des ersten Zusatzes, wenn das Bereitstellen des Fotolacks das Bereitstellen des Positivtonfotolacks umfasst, und das Auswählen des zweiten Zusatzes, wenn das Bereitstellen des Fotolacks das Bereitstellen des Negativtonfotolacks umfasst; undAuftragen des vorgesehenen Fotolacks und des ausgewählten Zusatzmaterials auf ein Zielsubstrat.

Description

QUERVERWEIS ZU ÄHNLICHEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine Continuation der US-Anmeldung Nr. 61/988,691 , die am 5. Mai 2014 eingereicht wurde, deren ganze Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Die Industrie der integrierten Halbleiterschaltkreise (IC) hat ein schnelles Wachstum erlebt. Die technologischen Fortschritte bei den IC-Materialien, Konstruktion und Herstellungswerkzeugen haben Generationen von ICs erzeugt, wo jede Generation kleinere und komplexere Schaltkreise aufweist als die vorhergehende Generation. Im Verlauf dieser Fortschritte haben die Herstellungsverfahren, Werkzeug und Materialien danach gestrebt, kleinere Merkmale zu realisieren.
Die Lithographie ist eine Einrichtung, durch die ein Muster auf ein Substrat projiziert wird, wie zum Beispiel ein Halbleiterwafer, der eine darauf gebildete fotoempfindliche Schicht aufweist. Das Muster wird normalerweise durch Strahlung induziert, die durch eine strukturierte Fotomaske geschickt wird. Wichtig für die Lithographieprozesse von heute sind ihre Tiefenschärfe (DOF) oder die Platzierungstoleranz der Bildebene. Eine Methode zum Verbessern der DOF in Lithographieprozessen sowie anderer Prozessfenstermaße ist das Erreichen von Lösungen für das Verfahren der Fadenkreuzverstärkung (RET), wie zum Beispiel Streubalken für die Fotomaske. Die Auflösungsverbesserung, die durch RET-Merkmale vorgesehen wird, wie zum Beispiel Streubalken, erzeugen jedoch andere Herausforderungen. Da zum Beispiel fotoempfindliche Materialien empfindlicher werden, um aktuellen Strahlungsquellen zu entsprechen, kann diese Empfindlichkeit Bedenken bezüglich des unerwünschten Druckens von RET-Merkmalen auf dem Zielsubstrat hervorrufen.
DE 602 11 883 T2 betrifft die Verwendung von Photoresists (Positiv-Resists und/oder Negativ-Resists) zur Bilderzeugung in der Herstellung von Halbleiterbauelementen und Fluor-enthaltende Polymerzusammensetzungen, die als Basisharze in Resists verwendbar sind. US 2013/0075364 A1 offenbart Verfahren und Mittel zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, umfassend die Ausbildung einer Photoresist-Schicht über einem Substrat. US 2008/0166667 A1 beschreibt ein Verfahren zur Modifizierung von Photoresist-Schichten mit einem fluorierten Polymer.
Figurenliste
Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind am besten aus der folgenden detaillierten Beschreibung zu verstehen, wenn sie zusammen mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird. Es ist anzumerken, dass gemäß der gängigen Praxis in der Industrie verschiedene Merkmale nicht maßstabsgerecht gezeichnet werden. Tatsächlich können die Dimensionen der verschiedenen Merkmale willkürlich im Interesser der Klarheit der Diskussion vergrößert oder verkleinert werden.

1 illustriert einen Photolithographieprozess nach dem Stand der Technik gemäß einigen Ausführungsformen.
2 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen und Verwenden eines fotoempfindlichen Materials gemäß einigen Ausführungsformen.
3 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Substrats, das eine Schicht von fotoempfindlichem Material und eine zusätzliche Schicht bei einigen Ausführungsformen aufweist.
Die 4 und 5 sind Diagrammansichten eines Polymers gemäß einigen Ausführungsformen.
6 ist eine Querschnittsansicht eines Photolithographieprozesses gemäß einigen Ausführungsformen.
Die 7 und 8 sind Querschnittsansichten eines Substrats nach dem Photolithographieprozess von 6 gemäß einigen Ausführungsformen.
Die 9, 10 und 11 sind Diagrammansichten von Teilen von Polymeren, die gemäß einigen Ausführungsformen hergestellt wurden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele für das Realisieren verschiedener Funktionen der vorgesehenen Thematik bereit. Spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen werden unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Das sind natürlich nur Beispiele, und sie sollen nicht als Einschränkung verstanden werden. Zum Beispiel kann die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der Beschreibung Ausführungsformen umfassen, in denen das erste und zweite Merkmal in direktem Kontakt gebildet sind, und Ausführungsformen, in denen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und zweiten Merkmal gebildet sein können, derart dass das erste und zweite Merkmal nicht in direktem Kontakt sind. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Klarheit und diktiert nicht allein eine Beziehung zwischen den verschiedenen Ausführungsformen und/oder diskutierten Konfigurationen.
Räumlich bezogene Begriffe, wie z.B. „unterhalb“, „unter“, „über“, „niedriger“, „oben“ und „oberer“ und dergleichen, können hierin zur leichteren Beschreibung verwendet werden, um ein Element oder Merkmalsbeziehung zu einem anderen Element oder Elementen oder Merkmal(en) zu beschreiben, wie in den Figuren illustriert. Die räumlichen relativen Begriffe sollen verschiedene Orientierungen der im Gebrauch oder Betrieb befindlichen Vorrichtung zusätzlich zur Orientierung umfassen, die in den Figuren dargestellt wird. Die Vorrichtung kann anders orientiert sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Orientierungen), und die räumlichen relativen Deskriptoren können hierin dementsprechend interpretiert werden.
Mit Bezug auf 1 wird ein Photolithographiesystem 100 illustriert. Das Photolithographiesystem 100 umfasst eine Fotomaske 102, die die Hauptmerkmale 104 und Streubalken 106 umfasst. Ein Strahlenbündel 108 wurde durch die Fotomaske 102 vorgesehen. Das Photolithographiesystem 100 umfasst ferner ein Zielsubstrat 110, das eine fotoempfindliche Schicht 112 aufweist, die darauf angeordnet ist. Jedes dieser Elemente wird detaillierter unten beschrieben. Diese beispielhaften Ausführungsformen, die das beispielhafte Fotosystem 100 enthalten, bedeuten nicht, dass ein Teil der vorliegenden Offenbarung auf eine bestimmte Art von Photolithographie gerichtet ist, die sich von der speziell in den folgenden Ansprüchen unterscheidet. Obwohl zum Beispiel das Photolithographiesystem 100 eine Fotomaske illustriert, die binäre Materialien aufweist, folgt hieraus nicht, dass die Materialien und Verfahren, die hierin diskutiert werden, auf UV-Strahlung beschränkt sind, sie können vielmehr für e-Strahl-Lithographie, andere Fotomaskenarten, Immersionslithographie und/oder andere geeignete Verfahren gelten. Obwohl analog hierin als Photolithographieverfahren beschrieben, das zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen ausgelegt ist, kann jedes Photolithographieverfahren oder -system Nutzen aus der Offenbarung ziehen, einschließlich zum Beispiel für die TFT-LCD-Herstellung und/oder andere Photolithographieprozesse, die im Fachgebiet bekannt sind.
Die Fotomaske 102 kann Siliziumdioxid, Quarzglas, Calciumfluorid (CAF2), Siliziumcarbid, Siliziumoxid-Titanoxid-Legierung oder ein anderes geeignetes Material umfassen, das im Fachgebiet bekannt ist. Das Hauptmerkmal 104 kann eine reflektierende, Absorptions- oder opake Schicht oder ein Mehrschichtmerkmal sein, um ein einfallendes Strahlenbündel zu strukturieren. Das Hauptmerkmal 104 kann Chrom (Cr), Chromoxid (CrO), Titannitrid (TiN), Tantalnitrid (TaN), Tantal (Ta), Titan (Ti), Aluminium-Kupfer (Al-Cu), Palladium, Tantal-Bor-Nitrid (TaBN), Aluminiumoxid (AlO), Molybdän (Mo) einschließlich Mo mit Silizium oder Beryllium beschichtet, Ruthenium und Rutheniumverbindungen und/oder andere geeignete Materialien umfassen. Die Streubalken 106 sind phasenverschiebungs- oder chrombalkenähnliche Merkmale unterhalb der Auflösung, die in der Nähe der Kanten des Hauptmustermerkmals 104 auf der Fotomaske 102 angeordnet sind. Die Streubalken 106 können für die Änderung des Ausdrucks der Hauptmerkmale 104 sorgen, zum Beispiel die Tiefenschärfe verbessern oder eine angemessene Tiefenschärfe und Dimensionsvariationen der gedruckten Merkmale aufrechterhalten.
Die Strahlung 108 kann eine Ultraviolettlichtquelle sein, zum Beispiel tiefes Ultraviolett: ein Kryptonfluorid (KrF, 248 nm), Argonfluorid (ArF, 193 nm), F2 (157 nm) und extremes Ultraviolett (EUV, 13,5 nm). Die Strahlung fällt auf die Fotomaske 102 und wird von der Fotomaske 102 strukturiert, und Merkmale, die darauf gebildet sind, bilden das strukturierte Strahlungsbündel 108, welches auf das Zielsubstrat 110 fällt.
Das Substrat 110 kann ein Halbleitersubstrat sein (z.B. ein Wafer). In einer Ausführungsform ist das Substrat 110 Silizium in einer kristallinen Struktur. In alternativen Ausführungsformen kann das Substrat 110 andere elementare Halbleiter umfassen, wie zum Beispiel Germanium, oder einen Verbindungshalbleiter, wie zum Beispiel Siliziumcarbid, Galliumarsenid, Indiumarsenid und Indiumphosphid. Das Substrat 110 kann ein Silizium-auf-Isolator- (SOI)-Substrat umfassen, gestreckt oder belastet werden zur Leistungsverbesserung, epitaxial gewachsene Bereiche umfassen, dotierte Bereiche umfassen, ein oder mehrere Halbleitervorrichtungen oder Teile derselben umfassen, leitfähige und/oder isolierende Schichten umfassen und/oder andere geeignete Merkmale und Schichten umfassen. In einer Ausführungsform umfasst das Substrat 110 Antireflexionsbeschichtungen (ARC) (z.B. Boden-ARC (BARC) oder Top-ARC (TARC)), Hartmaskenmaterialien und/oder andere Zielschichten zum Mustern durch die fotoempfindliche Schicht 112.
Die fotoempfindliche Schicht 112, die auf dem Substrat 110 angeordnet ist, kann ein herkömmlicher Positiv- oder Negativton-Fotolack sein. Fotoempfindliche Materialien, wie zum Beispiel Schicht 112, werden normalerweise zum Gestalten von Zielschichten verwendet, zum Beispiel auf einem Halbleitersubstrat vorgesehen, um eine Vorrichtung oder einen Teil derselben zu bilden. Ein fotoempfindliches Material ist Chemical Amplify Photoresist oder CAR. Für einige Ausführungsformen eines Chemical Amplify Photoresist wird ein Fotosäuregenerator (PAG) nach der Einwirkung von Strahlung zu einer Säure. Die Säure startet das Ausscheiden von säurelabilen Gruppen (ALG) des Polymers während des Post-Exposure-Bake- (PEB)-Prozesses. Das Ausscheiden der ALG erzeugt eine Säure zum Auslösen der Ausscheidung von nachfolgenden ALG aus dem Polymer. Solch eine Kettenreaktion wird nur beendet, wenn die erzeugte Säure in Kontakt mit einer Base kommt, die auch als Basenlöscher oder einfach Löscher bezeichnet wird. Wenn die ALG das Polymer des Fotolacks verlässt, wird die Zweigeinheit des Polymers in eine Carboxylgruppe verwandelt, die die Polymerlöslichkeit für einen Positivtonentwickler erhöht; so kann der bestrahlte Bereich des Fotolacks von einem Entwickler entfernt werden, während der nicht bestrahlte Bereich unlöslich bleibt und zu einem Maskierungselement für nachfolgende Prozesse wird (für den Fall von Positivfotolack). Die PAG und der Löscher werden normalerweise in einem Lösungsmittel bereitgestellt. Andere Arten von Fotolack, einschließlich des NegativFotolacks, sind möglich.
Ein Merkmal einiger Ausführungsformen des Systems 100, wie in 1 illustriert, ist, dass die Streubalken 106 ausreichend bemessen sind, um so das einfallende Strahlungsbündel zu strukturieren, was für einen unerwünschten belichteten Bereich 114 auf dem fotoempfindlichen Material 110 sorgt. Da die Größen der Halbleiter-Hauptmerkmale schrumpfen, wird dieser Nachteil für das System 100 offensichtlicher, wenn die Schärfentiefe (DOF) anspruchsvoller wird. Streubalken, wie zum Beispiel Streubalken 106, verbessern die Schärfentiefe DOF, wenn aber das fotoempfindliche Material, wie zum Beispiel Element 110, empfindlicher für neu entwickelte Lichtquellen wird, wird es wahrscheinlicher, dass die Streubalken 106 zu einem unerwünschten Ausdruck auf der Zielfläche führen, wie zum Beispiel durch Bereich 114 illustriert.
Mit Bezug nun auf 2 wird ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen und Verwenden eines Photolithographiematerials illustriert, das für eine Reduzierung von einem oder mehreren Problemen sorgen kann, die oben im System 100 von 1 illustriert werden. Aspekte des Systems 100 können zum Implementieren von einem oder mehreren Schritten des Verfahrens 200 verwendet werden. Das Verfahren 200 beginnt bei Block 202, wo ein Zielsubstrat bereitgestellt wird. Das Substrat kann ein Halbleitersubstrat sein (z.B. ein Wafer). In einer Ausführungsform ist das Substrat Silizium in einer kristallinen Struktur. In alternativen Ausführungsformen kann das Substrat andere elementare Halbleiter umfassen, wie zum Beispiel Germanium, oder umfasst einen Verbindungshalbleiter, wie zum Beispiel Siliziumcarbid, Galliumarsenid, Indiumarsenid und Indiumphosphid. Das Substrat kann ein Silizium-auf-Isolator-(SOI)-Substrat umfassen, kann zur Leistungsverbesserung belastet werden, epitaxial gewachsene Bereiche umfassen, dotierte Bereiche umfassen, ein oder mehrere Halbleitervorrichtungen oder Teile derselben umfassen, leitfähige und/oder isolierende Schichten umfassen und/oder andere geeignete Merkmale und Schichten umfassen. In einer Ausführungsform umfasst das Substrat Antireflexionsbeschichtungen (ARC) (z.B. Boden-ARC (BARC) oder Top-ARC (TARC)), Hartmaskenmaterialien und/oder andere Zielschichten zum Gestalten durch die fotoempfindliche Schicht, die unten diskutiert wird. In einer Ausführungsform ist das Substrat oder ein Teil desselben im Wesentlichen leitfähig mit einem elektrischen Widerstand von weniger als etwa 103 Ohm-Meter. Das Substrat kann mindestens ein Metall, eine Metalllegierung, MetallNitrid/Sulfid/Selenid/Oxid/Silizid umfassen, zum Beispiel mit der Formel MXa, wobei M ein Metall ist und X mindestens ein Element von N, S, Se, O und Si ist und wo a zwischen etwa 0,4 und etwa 2,5 ist. Beispielhafte Zusammensetzungen umfassen Ti, Al, Co, Ru, TiN, WN2, TaN und andere geeignete Materialien. In einer Ausführungsform umfasst das Substrat ein Dielektrikum mit einer Dielektrizitätskonstante zwischen annähern 1 und annähernd 40. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Substrat mindestens ein Element aus Silizium, Metalloxid, Metallnitrid und/oder andere geeignete Materialien. Beispielhafte Zusammensetzungen umfassen MXb, wobei M ein Metall oder Silizium ist, X N oder O ist und b zwischen etwa 0,4 und etwa 2,5 liegt. Beispielhafte Zusammensetzungen umfassen SiO2, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Hafniumoxid und Lanthanoxid.
In einer Ausführungsform ist das Substrat typisch für eine CMOS-Prozesstechnologie. Obwohl das Verarbeiten eines Substrats in Form eines Halbleiterwafers beschrieben werden kann, ist jedoch zu beachten, dass andere Beispiele von Substraten und Prozessen von der vorliegenden Erfindung profitieren können, wie zum Beispiel Leiterplattensubstrate, Damascene-Prozesse und Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige- (TFT-LCD)-Substrate und -Prozesse. Mit Bezug auf das Beispiel von 3 wird ein Zielsubstrat 302 bereitgestellt. Das Zielsubstrat 302 umfasst eine erste Schicht 304. Die erste Schicht 304 kann eine Hartmaskenschicht, eine Anti-Reflexionsschicht, Hexamethyldisilazan- (HMDS)- Schicht und/oder eine andere geeignete Schicht sein. In einer Ausführungsform ist die erste Schicht 304 eine Doppelschicht aus BARC und einer organischen oder anorganischen (z.B. Si-) Schicht.
Das Verfahren 200 fährt dann mit Block 204 fort, wo ein fotoempfindliches Material (das auch als Fotolack bezeichnet wird) bereitgestellt wird. Der Fotolack ist ein Material, das empfindlich Strahlung (z.B. Licht) ist, und kann ein Positivtonfotolack (PTD) oder Negativtonfotolack (NTD) sein. Ein Positivtonfotolack (oder einfach Positivfotolack) ist eine Art von Fotolack, bei dem der Teil des Fotolacks, der Licht ausgesetzt wird, für den Fotolackentwickler löslich wird. Der Teil des Fotolacks, der unbelichtet ist, bleibt für den Fotolackentwickler unlöslich. Ein Negativtonfotolack (oder einfach Negativfotolack) ist eine Art von Fotolack, bei dem der Teil des Fotolacks, der Licht ausgesetzt wird, für den Fotolackentwickler unlöslich wird. Der unbelichtete Teil des Fotolacks wird vom Fotolackentwickler aufgelöst.
Das fotoempfindliche Material kann speziell ein organisches Polymer (z.B. Positivtonfotolack oder Negativtonfotolack), ein Lösungsmittel auf organischer Basis und/oder andere geeignete Komponenten umfassen, die im Fachgebiet bekannt sind. Andere Komponenten können eine Fotosäuregenerator- (PAG)-Komponente, einen thermischen Säuregenerator (TAG), eine Löscherkomponente, eine fotozerlegbare Basis- (PDB)-Komponente und/oder eine andere geeignete fotoempfindliche Komponente, je nach der Art des Fotolacks, umfassen. Beispielhafte Lösungsmittel auf organischer Basis umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, PGMEA (Propylenglycolmonomethyletheracetat)(2-methoxy-1 -methylethylacetat), PGME (Propylenglycolmonomethylether), GBL (Gamma-Butyrolaceton), Cyclohexanon, n-Butylacetat und 2-Heptanon. Das organische Polymerharz des fotoempfindlichen Materials kann diejenigen Fotolacke umfassen, die für KrF, ArF, Immersions-ArF, EUV und/oder Ebeam-Lithographieprozesse formuliert wurden. Beispiele umfassen Novolak (ein Phenolformaldehydharz), PHS (Poly(4-hydroxystyren)-Derivate), polyaliphatischer Fotolack, Phenolderivat und/oder andere geeignete Formulierungen.
Nach der Bereitstellung des Fotolacks der aus einem Positivtonfotolack und einem Negativtonfotolack ausgewählt ist, wie in Anspruch 1 definiert, der jetzt bekannt sein kann oder später entwickelt wird, in Block 204 fährt das Verfahren 200 bis zum Block 206 fort, wo ein Zusatzmaterial bereitgestellt wird. Das Zusatzmaterial wird gemäß einer oder mehrerer Erscheinungsformen der vorliegenden Offenbarung hergestellt. Das Zusatzmaterial kann ein Polymer umfassen, das mehrere flotierfähige Einheiten und eine Säure- (PAG) oder Basen-(Löscher)-Einheiten umfasst, die am Polymerrückgrat befestigt sind. Wie unten diskutiert, kann das Zusatzmaterial im Fotolack- (negativ oder positiv)Material vorgesehen werden.
Das Zusatzmaterial kann den Photolithographieprozess durch Bereitstellen einer oberen Schicht oder eines oberen Bereichs der fotoempfindlichen Zielschicht verbessern, das hilft, das unerwünschte Ausdrucken der Streubalken „auszuradieren“, wie zum Beispiel oben mit Bezug auf 1 beschrieben. Zum Beispiel bildet das Zusatzmaterial nach dem Abscheiden eine obere Schicht oder einen oberen Bereich auf der fotoempfindlichen Schicht, der eine verringerte Empfindlichkeit für die Belichtung hat. In einer Ausführungsform ermöglichen die Eigenschaften des Zusatzmaterials, dass die bereitgestellte Schicht oder der Bereich auf dem fotoempfindlichen Material angeordnet wird und/oder sich so bewegt, dass eine Schicht des Zusatzmaterials auf dem fotoempfindlichen Material gebildet wird, wie unten mit Verweis auf Block 208 diskutiert. Mit anderen Worten, ermöglichen die Eigenschaften des Polymers des Zusatzmaterials diesem, zur Oberseite der Fotolackschicht zu „floaten“ (dt.: flotieren). Flotation kann durch eine flotierfähige Komponente oder Einheit vorgesehen werden, die an einer Polymerkette des Zusatzmaterials befestigt ist. Wie angegeben, stellt das Zusatzmaterial auch ein Element aus einer Säurekomponente oder einer Basenkomponente bereit, die zum Beispiel auch an der Polymerkette befestigt wird. Die Säurekomponente kann eine Säure nach Einwirkung von Strahlung und/oder thermischer Behandlung erzeugen. Die Basenkomponente kann eine Base nach Einwirkung von Strahlung und/oder thermischer Behandlung erzeugen. Die freigesetzte Säure oder Base kann nur im Bereich der Zusatzschicht verteilt werden, die oberhalb der Fotolackschicht liegt.
Das Zusatzmaterial wird nun detaillierter beschrieben. Wie oben diskutiert, umfasst das Zusatzmaterial ein Polymer, das eine flotierfähige Einheit und eine Säure- oder Basenkomponente aufweist. Die flotierfähige Einheit und die Säure-/Basenkomponente sind miteinander durch eine Polymerkette verbunden.
4 illustriert ein Zusatzmaterial 400, das eine Polymerkette 402 mit einer flotierfähigen Einheit 404 und einer Baseneinheit 406, die daran befestigt sind. Erfindungsgemäß ist die flotierfähige Einheit 404 an einer ersten Position an der Polymerkette 402 befestigt und die Baseneinheit 406 ist an einer zweiten Position an der Polymerkette 402 befestigt, wie in Anspruch 1 definiert. In einer Ausführungsform umfassen die Gruppen, die an die Polymerkette 402 gebunden sind, annähernd 50 % flotierfähige Einheiten 404 und annähernd 50 % Baseneinheiten 406. Andere Verteilungen sind jedoch möglich. Der Prozentsatz von Baseneinheiten 406 und/oder flotierfähigen Einheiten 404 kann eine Steuerungsmöglichkeit für die „Flotierfähigkeit“ und die Leistungsfähigkeit (z.B. beim „Ausradieren“ von unerwünschter Belichtung) des Zusatzmaterials bieten. In einer Ausführungsform könnten andere funktionelle Gruppen zusätzlich zu der flotierfähigen Einheit 404 und der Baseneinheit 406 an die Polymerkette 402 gebunden sein. Das Zusatzmaterial 400 kann ein Copolymer, gemischtes Polymer oder eine andere Polymerart sein. In einer Ausführungsform wird das Zusatzmaterial 400 in einem Positivtonfotolack bereitgestellt.
5 illustriert ein Zusatzmaterial 500, das eine Polymerkette 402 mit einer flotierfähigen Einheit 404 und einer Säureeinheit 502 aufweist, die daran befestigt sind. Erfindungsgemäß ist die flotierfähige Einheit 404 an einer dritten Position an einer zweiten Polymerkette 402 befestigt und die Säureeinheit 502 ist an einer vierten Position an der zweiten Polymerkette 402 befestigt, wie in Anspruch 1 definiert. In einer Ausführungsform umfassen die Gruppen, die an die Polymerkette 402 gebunden sind, annähernd 50 % flotierfähige Einheiten 404 und annähernd 50 % Säureeinheiten 502. Andere Verteilungen sind jedoch möglich. Der Prozentsatz von Säureeinheiten 502 und/oder flotierfähigen Einheiten 404 kann eine Steuerungsmöglichkeit für die „Flotierfähigkeit“ und die Leistungsfähigkeit (z.B. beim „Ausradieren“ von unerwünschter Belichtung) des Zusatzmaterials bieten. In einer Ausführungsform könnten andere funktionelle Gruppen zusätzlich zu der flotierfähigen Einheit 404 und der Säureeinheit 502 an die Polymerkette 402 gebunden sein. Das Zusatzmaterial 500 kann ein Copolymer, gemischtes Polymer oder eine andere Polymerart sein. In einer Ausführungsform wird das Zusatzmaterial 500 in einem Negativtonfotolack bereitgestellt.
Die Komponenten des Zusatzmaterials einschließlich der aus den 4 und 5 werden nun detaillierter diskutiert. In 9 wird ein Beispiel einer flotierfähigen Einheit 404 illustriert, die am Polymer 402 befestigt ist, die als Komponente 900 illustriert wird. Die Polymerkette 402 kann PHS (wie zum Beispiel PHS-Polymere von DuPontTM), Acrylat, eine 1-10-Kohlenstoffeinheit und/oder andere geeignete Polymerkette sein. Eine CxFy-Einheit ist an die Polymerkette 402 gebunden. Das CxFy kann für die „Floating“-Eigenschaften des Zusatzmaterials sorgen, wie zum Beispiel das Zusatzmaterial 400 von 4 oder das Zusatzmaterial 500 von 5. Die CxFy-Komponente kann eine Kette oder eine verzweigte Einheit sein. Die Zahl der Kohlenstoffatome kann zwischen eins (1) und neun (9) liegen, einschließlich 1 und 9.
Eine R1-Komponente kann die CxFy-Komponente mit der Polymerkette 402 verbinden. In anderen Ausführungsformen wird die R1-Komponente weggelassen, und die CxFy-Komponente wird direkt mit der Polymerkette 402 verbunden. Die R1-Einheit kann eine unverzweigte oder verzweigte, zyklische oder nichtzyklische, gesättigte 1-9-Kohlenstoffatom-Einheit sein, mit Wasserstoff oder Halogen (z.B. Alkyl, Alken) oder -S-; -P-; -P(O₂)-; -C(=O)S-; -C(=O)O-; -O-; - N-; -C(=O)N-; -SO₂O-; - SO₂O-; -SO₂S-; -SO-, -SO₂-, Carbonsäure-, Ether-, Keton-, Estereinheit und/oder anderen geeigneten Komponenten.
Beispielhafte Floating-Einheit-404-Komponenten umfassen jede der folgenden:
In 10 wird ein Beispiel einer Säureeinheit 502 illustriert, die am Polymer 402 befestigt ist, welche als Komponente 1000 illustriert wird. Die Polymerkette 402 kann PHS, Acrylat, eine 1-10-Kohlenstoffatom-Einheit und/oder eine andere geeignete Polymerkette sein. Eine Säureeinheit 502 ist an die Polymerkette 402 gebunden. Die Säure 502 kann die Eigenschaften des Zusatzmaterials bereitstellen, um so die Belichtung von unerwünschten Merkmalen in dem begleitenden Negativtonfotolack zu reduzieren. Die Komponente 1000 kann ein Teil des Zusatzmaterials 500 von 5 sein.
Die R2-Komponente kann die Säureeinheit mit der Polymerkette 402 verbinden. In anderen Ausführungsformen wird die R2-Komponente weggelassen, und die Säureeinheit wird direkt mit der Polymerkette 402 verbunden. Die R2-Einheit kann eine unverzweigte oder verzweigte, zyklische oder nichtzyklische, gesättigte 1-9-Kohlenstoffatom-Einheit sein mit Wasserstoff oder Halogen (z.B. Alkyl, Alken) oder -S-; -P-; -P(O₂)-; -C(=O)S-; -C(=O)O-; -O-; -N-; -C(=O)N-; - SO₂O-; - SO₂O-; -SO₂S-; -SO-, -SO₂-, Carbonsäure-, Ether-, Keton-, Estereinheit und/oder einer anderen geeigneten Komponente, um die Säureeinheit und die Polymerkette 402 miteinander zu verbinden.
Erfindungsgemäß ist die Säure der Säureeinheit 502 ein Fotosäuregenerator (PAG). Die Säure kann aus einem Kation und/oder Anion bestehen. Die Säure kann nach thermischer und/oder Strahlungseinwirkung rund um die Zusatzschicht diffundieren.
Beispielhafte Komponenten von Säureeinheiten 502 umfassen jede der folgenden:
In 11 wird ein Beispiel einer Baseneinheit 406 illustriert, die am Polymer 402 befestigt ist, welche als Komponente 1100 illustriert wird. Die Polymerkette 402 kann PHS, Acrylat, eine 1-10-Kohlenstoffatom-Einheit und/oder eine andere geeignete Polymerkette sein. Eine Baseneinheit 406 ist an die Polymerkette 402 gebunden. Die Base kann die Eigenschaften des Zusatzmaterials bereitstellen, wie zum Beispiel um die Belichtung von unerwünschten Merkmalen in dem begleitenden Positivtonfotolack zu reduzieren. Die Komponente 1100 kann ein Teil des Zusatzmaterials 400 von 4 sein.
Die Komponente R3 kann die Säureeinheit mit der Polymerkette 402 verbinden. In anderen Ausführungsformen wird die R3-Komponente weggelassen, und die Base wird direkt mit der Polymerkette 402 verbunden. Die R3-Einheit kann eine unverzweigte oder verzweigte, zyklische oder nichtzyklische, gesättigte 1-9-Kohlenstoffatom-Einheit sein, mit Wasserstoff oder Halogen (z.B. Alkyl, Alken) oder -S-; -P-; -P(O₂)-; -C(=O)S-; -C(=O)O-; -O-; -N-; -C(=O)N-; -SO₂O-; - SO₂O-; -SO₂S-; -SO-, -SO₂-, Carbonsäure-, Ether-, Keton-, Estereinheit und/oder einer anderen geeigneten Komponente, um die Säureeinheit und die Polymerkette 402 miteinander zu verbinden.
Erfindungsgemäß ist die Base der Baseneinheit 406 aus einem Löscher (Quencher) und einer thermischen Zersetzungsbase (TDB) ausgewählt. Nach der Belichtung des Zusatzmaterials einschließlich der Komponente 1100 diffundiert die Base rund um die Zusatzmaterialschicht.
Beispielhafte Komponenten der Baseneinheit 404 umfassen jede der folgenden:
Wie unten diskutiert, stellt die vorliegende Offenbarung Ausführungsformen bereit, wo das Zusatzmaterial 400, einschließlich der Baseneinheiten 406, der Positivtonfotolackschicht zugesetzt und/oder auf derselben abgeschieden wird. Daher verringert die Base des Zusatzmaterials die Fotosäurereaktion des Positivtonfotolacks. Die vorliegende Offenbarung stellt auch Ausführungsformen bereit, wo das Zusatzmaterial 500, einschließlich der Säureeinheiten 502, einer Negativtonfotolackschicht zugesetzt und/oder auf derselben abgeschieden wird. Die Säure des Zusatzmaterials verringert daher die Erzeugung der Base im Negativtonfotolack. Dem Fotolack zugesetzt, auf dem Fotolack abgeschieden oder vermischt mit einer weiteren Fotolackschicht und auf derselben abgeschieden - das Zusatzmaterial kann eine Schicht oder einen Bereich auf dem Substrat bilden, mit einer Fotolackschicht oder einem Bereich, der darunter liegt, mit diesen Eigenschaften (z.B. Verringerung der Fotosäurereaktion eines Positivfotolacks oder Verringerung der Bildung einer Base im Negativfotolack).
In bestimmten Ausführungsformen werden das Zusatzmaterial und das fotoempfindliche Material, das oben in Block 204 diskutiert wurde, vor dem Abscheiden auf einem Substrat gemischt. In einer Ausführungsform beträgt das prozentuale Verhältnis des Zusatzmaterials zum fotoempfindlichen Material annähernd 2 Prozent bis annähernd 10 Prozent. In einer Ausführungsform beträgt das prozentuale Verhältnis des Zusatzmaterials zum fotoempfindlichen Material annähernd 5 Prozent. In einer Ausführungsform ist der annähernde Prozentsatz des Zusatzmaterials im fotoempfindlichen Material gleich dem Prozentsatz bei Abscheidung. Der Prozentsatz des Zusatzmaterials kann eine Steuerungsmöglichkeit für die Dicke und/oder die Leistungsfähigkeit (z.B. beim „Ausradieren“ von unerwünschter Belichtung) des Zusatzmaterials bieten.
In einer Ausführungsform wird das Material, einschließlich der Mischung des fotoempfindlichen Materials (z.B. Negativ- oder Positivfotolack) und des Zusatzmaterials durch Copolymerisation der Komponenten gebildet. Mit anderen Worten, ist der Zusatz ein Copolymer des Fotolackmaterials. Der Zusatz kann ein periodisches Copolymer, alternierendes Copolymer, statistisches Copolymer, Blockcopolymer und/oder andere geeignete Arten von Copolymeren sein. Das Copolymer kann linear oder verzweigt sein. Das fotoempfindliche Material und Zusatzmaterial können in einem Lösungsmittel bereitgestellt werden. Beim Auftragen auf das Substrat kann das Zusatzmaterial „floaten“ und für einen oberen Bereich der abgeschiedenen Schicht sorgen.
In einer weiteren Ausführungsform werden das Material, einschließlich des fotoempfindlichen Materials (z.B. Negativ- oder Positivfotolack) und das Zusatzmaterial als Mischpolymer (oder Polymermischung) gebildet. Mit anderen Worten, sind der Zusatz und das Fotolackmaterial eine Polymermischung. Die Polymermischung kann eine heterogene oder homogene Mischung sein. Beim Auftragen auf das Substrat kann das Zusatzmaterial „floaten“ und für einen oberen Bereich der abgeschiedenen Schicht sorgen.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein erstes fotoempfindliches Material unter Verwendung eines herkömmlichen Fotolacks hergestellt (und auf das Ziel als Schicht aufgetragen, wie unten diskutiert). Ein Material, einschließlich des Zusatzmaterials, wird dann auf dem Substrat gebildet. In einer Ausführungsform umfasst das separat hergestellte Zusatzmaterial auch fotoempfindliches Material. Zum Beispiel wird der Zusatz 400 mit einem Positivtonfotolack gemischt. Als weiteres Beispiel wird der Zusatz 500 mit einem Negativtonfotolack gemischt. In einer Ausführungsform, wie oben diskutiert, kann der Zusatz zwischen annähernd 1 und annähernd 10 Prozent betragen; zum Beispiel 5 % Zusatz zum fotoempfindlichen Material. In dieser Ausführungsform kann der Prozentsatz der flotierfähigen Komponente auf der Polymerkette des Zusatzmaterials verringert werden oder die flotierfähige Komponente kann beseitigt werden.
Das Verfahren 200 fährt dann zum Block 208 fort, wo der Fotolack und das Zusatzmaterial auf dem Zielsubstrat gebildet sind. In einer Ausführungsform werden der Fotolack und/oder das Zusatzmaterial auf dem Zielsubstrat durch einen Aufschleuder-Beschichtungsprozess gebildet. Das Fotolackmaterial und das Zusatzmaterial können gleichzeitig abgeschieden werden. In einer Ausführungsform wird zum Beispiel das Zusatzmaterial mit dem Fotolackmaterial gemischt, wie oben mit Bezug auf Block 206 diskutiert, wie zum Beispiel als Copolymer oder Mischpolymer. In anderen Ausführungsformen kann das Fotolackmaterial zuerst auf dem Zielsubstrat gebildet werden, und das Zusatzmaterial kann anschließend auf der Schicht des Fotolackmaterials gebildet werden. In einer Ausführungsform werden das Zusatzmaterial und das Fotolackmaterial nacheinander ohne Prozesse abgeschieden, die die Abscheidung des Fotolackmaterials und des Zusatzmaterials zwischenschalten.
Mit Bezug auf das Beispiel von 3 werden eine Fotolackschicht 306 und eine Zusatzschicht 308 illustriert, wie auf dem Substrat 302 angeordnet. Die Fotolackschicht 306 kann im Wesentlichen dem fotoempfindlichen Material ähnlich sein, das oben mit Bezug auf Block 204 diskutiert wurde. Die Zusatzschicht 308 umfasst ein Zusatzmaterial, wie oben mit Bezug auf Block 206 diskutiert. In einer Ausführungsform umfasst die Zusatzschicht 308 auch ein fotoempfindliches Material von derselben Art oder Ton wie die Fotolackschicht 306. Mit Bezug auf das Beispiel der Vorrichtung 300, ist in einer Ausführungsform das Fotolackmaterial 306 ein Positivtonfotolack, und die Zusatzschicht 308 umfasst ein Zusatzmaterial, das eine Basenkomponente aufweist, wie zum Beispiel die Zusatzkomponente 400, die oben in 4 illustriert wird. In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 300 ist das Fotolackmaterial 306 ein Negativtonfotolack und die Zusatzschicht 308 umfasst ein Zusatzmaterial, das eine Säurekomponente aufweist, wie zum Beispiel die Zusatzkomponente 500, die in 5 illustriert ist. Die Fotolackschicht 306 und/oder die Zusatzschicht 308 können durch geeignete Abscheidungsprozesse gebildet werden, wie zum Beispiel das Aufschleudern. Erfindungsgemäß werden die Materialien der Schichten 306 und 308 gleichzeitig abgeschieden, und die Schicht 308 wird durch das „Floaten“ des Zusatzmaterials in einen oberen Bereich gebildet und bildet so die Schicht 308, wie in Anspruch 8 definiert. In einer Ausführungsform umfasst die Schicht 308 ca. 5 % Zusatzmaterial.
Das Immersionslithographieverfahren 200 fährt zu Block 210 fort, wo ein Belichtungsprozess auf dem Substrat ausgeführt wird, das die Fotolackmaterialschicht aufweist. Mit Bezug auf 6 wird ein Photolithographiesystem 600 illustriert. Das Photolithographiesystem 600 umfasst eine Fotomaske 102, die einen lichtundurchlässigen Bereich 602 zum Blockieren der einfallenden Strahlung aufweist. Ein Strahlenbündel 108 wurde durch die Fotomaske 102 bereitgestellt. Das Photolithographiesystem 100 umfasst ferner das Zielsubstrat 300, das oben mit Verweis auf 3 beschrieben wurde. Diese beispielhaften Ausführungsformen, die die Fotomaske 102 enthalten, bedeuten nicht, dass ein Teil der vorliegenden Offenbarung auf eine bestimmte Art von Photolithographie ausgerichtet ist, die sich speziell in den folgenden Ansprüchen unterscheidet. Obwohl zum Beispiel das Photolithographiesystem 600 eine Fotomaske illustriert, die binäre Materialien aufweist, gibt es keine Folgerung, dass die Materialien und Verfahren, die hierin diskutiert werden, auf UV-Strahlung beschränkt sind, können aber für e-Strahl-Lithographie, andere Fotomaskenarten, Immersionslithographie und/oder andere geeignete Verfahren gelten.
Die Fotomaske 102 kann Siliziumdioxid, Quarzglas, Calciumfluorid (CAF2), Siliziumcarbid, Siliziumoxid-Titanoxid-Legierung oder ein anderes geeignetes Material umfassen, das im Fachgebiet bekannt ist. Die lichtundurchlässige Schicht 602 kann eine reflektierende, Absorptions- oder opake Schicht oder Mehrschichtmerkmal sein, um ein einfallendes Strahlenbündel zu strukturieren. Die lichtundurchlässige Schicht 602 kann Chrom (Cr), Chromoxid (CrO), Titannitrid (TiN), Tantalnitrid (TaN), Tantal (Ta), Titan (Ti), Aluminium-Kupfer (Al-Cu), Palladium, Tantal-Bor-Nitrid (TaBN), Aluminiumoxid (AlO), Molybdän (Mo) einschließlich Mo mit Silizium oder Beryllium beschichtet, Ruthenium und Rutheniumverbindungen und/oder andere geeignete Materialien umfassen.
Die Strahlung 108 kann eine Ultraviolettlichtquelle sein, zum Beispiel tiefes Ultraviolett: ein Kryptonfluorid (KrF, 248 nm), Argonfluorid (ArF, 193 nm), F2 (157 nm) und extremes Ultraviolett (EUV, 13,5 nm). Die Strahlung fällt auf die Fotomaske 102 und wird von der Fotomaske 102 strukturiert, und Merkmale, die darauf gebildet sind, bilden das strukturiertete Strahlungsbündel 108, welches auf das Zielsubstrat 300 fällt. Der strukturierte Strahl stellt ein Belichtungsmuster auf der Fotolackschicht 306 und/oder der Zusatzschicht 308 bereit. Speziell in 6 werden die freiliegenden Teile 306b gekennzeichnet, und die nicht freiliegenden Teile 306 werden gekennzeichnet.
Das Verfahren 200 fährt dann zu Block 212 fort, wo das Substrat mit dem freigelegten Fotolack mit einem Einbrennprozess erwärmt wird, wie zum Beispiel einem Nachbelichtungseinbrennen (PEB). Das PEB kann für die Polymerauflösung vorteilhaft sein. Zum Beispiel kann das Einbrennen ermöglichen, dass jede erzeugte Fotosäure (oder -base) mit dem Polymer reagiert und die Polymerauflösung erleichtert, um den Fotolack mit einem Muster zu versehen.
Das Verfahren 800 schreitet dann zu Block 214 fort, wo ein Musterentwicklungsprozess auf dem freigelegten (im Fall des positiven Tons) oder nicht freigelegten (im Fall des negativen Tons) Fotolacks ausgeführt wird, um ein erwünschtes Maskenmuster zurückzulassen. Das Substrat wird in eine Entwicklerflüssigkeit für eine vorgegebene Zeitdauer getaucht, während der ein Teil des Fotolacks aufgelöst und entfernt wird. Eine separate, zusätzliche Spülung kann ebenfalls angewendet werden. Die Zusammensetzung der Entwicklerlösung hängt von der Zusammensetzung des Fotolacks ab. Eine Basenlösung von 2,38 % Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) ist ein Beispiel für eine Entwicklerlösung für einen Positivtonfotolack. Außerdem sind n-Butylacetat (nBA), 2-Heptanon, Methylisobutylcarbinol (MIBC) Beispiele für Entwicklerlösungen für Negativtonfotolack. Der Entwicklungsprozess kann ein Muster im Fotolack bilden, das als Maskierungselement für die weitere Verarbeitung des Substrats verwendet werden kann, wie zum Beispiel Bilden eines Halbleitervorrichtungsmerkmals oder eines Teils desselben. In Block 214 werden Teile der Zusatzschicht, die Fotolack und das Zusatzmaterial umfasst, durch die Entwicklerlösung entfernt.
Mit Verweis auf das Beispiel von 7 wird die Vorrichtung 300 nach dem Belichtungsprozess (wie zum Beispiel in 6 illustriert) und dem Entwicklungsprozess illustriert, wo die fotoempfindliche Schicht 306 ein Positivfotolack ist. Wie in 7 illustriert, sind die belichteten Bereiche des Fotolacks (siehe Bereich 306b von 6) aus dem Substrat 302 durch eine Entwicklerlösung entfernt worden. Dadurch bleiben mit Muster versehene Öffnungen 702 zurück. Entsprechende Teile der darüber liegenden Zusatzschicht 308 sind ebenfalls entfernt worden. Wie in 7 illustriert, umfasst die Zusatzschicht 308 ein Zusatzmaterial, das die Zusammensetzung 400 hat, welches oben mit Verweis auf 4 beschrieben wurde. Speziell umfasst die Zusatzschicht 308 ein Polymer 402, das mehrere Baseneinheiten 406 und flotierfähige Einheiten 404 aufweist, welche am Polymer 402 befestigt sind, wie oben mit Verweis auf 4 beschrieben. In einer Ausführungsform werden die Streubalken nicht auf das Substrat übertragen, Schicht wie oben mit Verweis auf 1 diskutiert, auf Grund der Abschwächung der Übertragungseffekte, die durch den Zusatz bereitgestellt werden.
Mit Verweis auf das Beispiel von 8 wird die Vorrichtung 300 nach der Belichtung (wie zum Beispiel in 6 illustriert) und den Entwicklungsprozessen illustriert, wo die fotoempfindliche Schicht 306 ein Negativfotolack ist. Wie in 8 illustriert, sind die belichteten Bereiche des Negativfotolacks (siehe Bereich 306a von 6) aus dem Substrat 302 durch eine Entwicklerlösung entfernt worden. Dadurch bleiben strukturierte Öffnungen 802 zwischen den belichteten Teilen 306b der fotoempfindlichen Schicht 306 zurück. Entsprechende Teile der darüber liegenden Zusatzschicht 308 sind ebenfalls entfernt worden. Wie in 8 illustriert, umfasst die Zusatzschicht 308 eine Zusammensetzung 500, welche oben mit Verweis auf 5 beschrieben wurde. Speziell umfasst die Zusatzschicht 308 ein Polymer 402, das mehrere Säureeinheiten 502 und flotierfähige Einheiten 404 aufweist, welche am Polymer 402 befestigt sind, wie oben mit Verweis auf 5 beschrieben.
Das Verfahren 200 kann dann mit dem Spülen, Trocknen und/oder anderen geeigneten Prozessen fortfahren. Die strukturierte fotoempfindliche Schicht kann allein oder in Kombination als Maskierungselement bei der Ausführung von einem oder mehreren Prozessen auf darunter liegenden Schichten verwendet werden, wie zum Beispiel Ätzen, Ionenimplantierung, Abscheidung und/oder andere geeignete Prozesse, einschließlich derjenigen, die für einen CMOSkompatiblen Prozess typisch sind. Die fotoempfindliche Materialschicht kann anschließend vom Substrat abgezogen werden.
In einer Ausführungsform wird daher ein Verfahren vorgesehen, das das Auswählen eines Fotolacks umfasst, wie in Anspruch 1 beansprucht. Der Fotolack, der ausgewählt wird, ist ein Positivtonfotolack oder ein Negativtonfotolack. Dann wird ein Zusatzmaterial ausgewählt. Das Zusatzmaterial ist ein erster Zusatz oder ein zweiter Zusatz. Der erste Zusatz umfasst eine Fluorkomponente, die an einer ersten Position an einer Polymerkette befestigt ist, und eine Basenkomponente, die an einer zweiten Position an der Polymerkette befestigt ist, wobei die Basenkomponente aus einem Quencher und einer thermischen Zersetzungsbase (TDB) ausgewählt ist. Der zweite Zusatz umfasst die Fluorkomponente, die an einer dritten Position an einer zweiten Polymerkette befestigt ist, und eine Säurekomponente, die an einer vierten Position an der zweiten Polymerkette befestigt ist, wobei die Säurekomponente ein Fotosäuregenerator (PAG) ist. Der erste Zusatz wird ausgewählt, wenn das Auswählen des Fotolacks das Auswählen des Positivtonfotolacks umfasst. Der zweite Zusatz wird ausgewählt, wenn das Auswählen des Fotolacks das Auswählen des Negativtonfotolacks umfasst. Der ausgewählte Fotolack und das ausgewählte Zusatzmaterial werden auf ein Zielsubstrat aufgetragen.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen beschrieben, das das Bilden einer fotoempfindlichen Schicht auf einem Zielsubstrat umfasst, wie in Anspruch 8 beansprucht. Eine Zusatzschicht wird auf der fotoempfindlichen Schicht gebildet; die Zusatzschicht umfasst ein Zusatzmaterial. Das Bilden der Zusatzschicht umfasst das Abscheiden des Zusatzmaterials mit der fotoempfindlichen Schicht und das Flotieren des Zusatzmaterials zu einem oberen Bereich der fotoempfindlichen Schicht, um die Zusatzschicht zu bilden. Das Zusatzmaterial umfasst ein Polymer, das eine Fluoreinheit und eine Baseneinheit oder eine Säureeinheit umfasst, wobei die Fluoreinheit das Flotieren zur Verfügung stellt, und wobei die Säureeinheit ein Fotosäuregenerator (PAG) ist und die Baseneinheit eine Fotozersetzungsbase (PDB) ist. Die fotoempfindliche Schicht umfasst die andere Einheit von der Fotozersetzungsbase (PDB) und des Fotosäuregenerators (PAG). Beim Verfahren werden das Zielsubstrat, das die fotoempfindliche Schicht aufweist, und die Zusatzschicht, welche darauf angeordnet ist, belichtet, um einen belichteten Bereich und einen unbelichteten Bereich der fotoempfindlichen Schicht und der Zusatzschicht zu bilden. Das Zielsubstrat wird nach dem Belichten derart entwickelt, dass der belichtete Bereich oder der unbelichtete Bereich vom Zielsubstrat entfernt wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Photolithographiematerial beschrieben, wie in Anspruch 13 beansprucht. Das Material umfasst einen Positivtonfotolack und ein Zusatzmaterial, gemischt mit dem Positivtonfotolack. Das Zusatzmaterial umfasst eine Polymerkette, die eine Fluorkomponente und eine Basenkomponente aufweist, welche an der Polymerkette befestigt ist, wobei die Basenkomponente ausgewählt ist aus einem Quencher und einer thermischen Zersetzungsbase (TDB).
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Photolithographiematerial beschrieben. Das Material umfasst einen Negativtonfotolack und ein Zusatzmaterial, gemischt mit dem Negativtonfotolack. Das Zusatzmaterial umfasst eine Polymerkette, die eine Fluorkomponente und eine Säurekomponente aufweist, welche an der Polymerkette befestigt ist.
Es werden daher Ausführungsformen des Photolithographiematerials bereitgestellt, die ein Zusatzmaterial haben, welches unerwünschte Merkmale „ausradiert“ durch einen Effekt, der die Empfindlichkeit einer oberen Schicht der gebildeten fotoempfindlichen Schicht verringert. Das Zusatzmaterial wird so vorgesehen, dass es zu einem oberen Bereich der fotoempfindlichen Schicht „floatet“ (oder getrennt auf der fotoempfindlichen Schicht abgeschieden wird).
Das Vorhergehende umreißt Merkmale von mehreren Ausführungsformen, so dass der Fachmann auf diesem Gebiet die Erscheinungsformen der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Der Fachmann auf diesem Gebiet wird erkennen, dass er die vorliegende Offenbarung ohne weiteres für den Entwurf oder das Modifizieren anderer Prozesse und Strukturen zum Verfolgen derselben Zwecke und/oder Erreichen derselben Vorteile der Ausführungsformen nutzen kann, die hierin beschrieben werden. Der Fachmann auf diesem Gebiet sollte auch erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht vom Geist und dem Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass er verschiedene Modifizierungen hierin vornehmen kann, ohne vom Geist und dem Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, umfassend: Bereitstellen eines Fotolacks, wobei der Fotolack aus einem Positivtonfotolack und einem Negativtonfotolack ausgewählt ist; Auswählen eines Zusatzmaterials, wobei das Zusatzmaterial ein erster Zusatz oder ein zweiter Zusatz ist, wobei der erste Zusatz eine Fluorkomponente, die an einer ersten Position an einer Polymerkette befestigt ist, und eine Basenkomponente aufweist, die an einer zweiten Position an der Polymerkette befestigt ist, wobei die Basenkomponente ausgewählt ist aus einem Quencher und einer thermischen Zersetzungsbase (TDB); wobei der zweite Zusatz die Fluorkomponente, die an einer dritten Position an einer zweiten Polymerkette befestigt ist, und eine Säurekomponente aufweist, die an einer vierten Position an der zweiten Polymerkette befestigt ist, wobei die Säurekomponente ein Fotosäuregenerator (PAG) ist, wobei das Auswählen des Zusatzes Folgendes umfasst: Auswählen des ersten Zusatzes, wenn das Bereitstellen des Fotolacks das Bereitstellen des Positivtonfotolacks umfasst, und das Auswählen des zweiten Zusatzes, wenn das Bereitstellen des Fotolacks das Bereitstellen des Negativtonfotolacks umfasst; und Auftragen des vorgesehenen Fotolacks und des ausgewählten Zusatzmaterials auf ein Zielsubstrat.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Mischen des vorgesehenen Fotolacks und des ausgewählten Zusatzmaterials vor dem Auftragen des vorgesehenen Fotolacks und des ausgewählten Zusatzmaterials auf das Zielsubstrat.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Mischen das Bereitstellen eines Copolymers des vorgesehenen Fotolacks und des ausgewählten Zusatzmaterials umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Mischen das Bereitstellen eines Mischpolymers des vorgesehenen Fotolacks und des ausgewählten Zusatzmaterials umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Flotieren des aufgetragenen Zusatzmaterials zu einem oberen Bereich des aufgetragenen Fotolacks.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorgesehene Fotolack ein Positivtonfotolack ist und das ausgewählte Zusatzmaterial der erste Zusatz ist, und wobei die Basenkomponente ausgewählt ist aus:
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorgesehene Fotolack ein Negativtonfotolack ist und das ausgewählte Zusatzmaterial der zweite Zusatz ist, und wobei die Säurekomponente ausgewählt ist aus:
Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bilden einer fotoempfindlichen Schicht auf einem Zielsubstrat; Bilden einer Zusatzschicht auf der fotoempfindlichen Schicht, wobei die Zusatzschicht ein Zusatzmaterial umfasst; wobei das Bilden der Zusatzschicht das Abscheiden des Zusatzmaterials mit der fotoempfindlichen Schicht und das Flotieren des Zusatzmaterials zu einem oberen Bereich der fotoempfindlichen Schicht umfasst, um die Zusatzschicht zu bilden, wobei das Zusatzmaterial ein Polymer umfasst, das eine Fluoreinheit und eine Baseneinheit oder eine Säureeinheit aufweist, wobei die Fluoreinheit das Flotieren zur Verfügung stellt, und wobei die Säureeinheit ein Fotosäuregenerator (PAG) ist und die Baseneinheit eine Fotozersetzungsbase (PDB) ist; und wobei die fotoempfindliche Schicht die andere Einheit aus der Fotozersetzungsbase (PDB) und des Fotosäuregenerators (PAG) umfasst; und Belichten des Zielsubstrats, das die fotoempfindliche Schicht aufweist, und der Zusatzschicht, welche darauf angeordnet ist, um einen belichteten Bereich und einen unbelichteten Bereich der fotoempfindlichen Schicht und der Zusatzschicht zu bilden; und Entwickeln des Zielsubstrats nach dem Belichten derart, dass der belichtete Bereich oder der unbelichtete Bereich vom Zielsubstrat entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bilden der fotoempfindlichen Schicht das Abscheiden eines Positivtonfotolacks umfasst, und wobei das Zusatzmaterial die Fotozersetzungsbase (PDB) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Entwickeln des Zielsubstrats das Bereitstellen von TMAH-Entwickler auf dem Zielsubstrat umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bilden der fotoempfindlichen Schicht das Bilden eines Negativtonfotolacks umfasst und wobei das Zusatzmaterial den Fotosäuregenerator (PAG) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bilden der fotoempfindlichen Schicht in einem ersten Abscheidungsschritt ausgeführt wird und das Bilden der Zusatzschicht in einem zweiten Abscheidungsschritt nach dem ersten Abscheidungsschritt erfolgt.
Photolithographiematerial, umfassend: einen Positivtonfotolack; und ein Zusatzmaterial, das mit dem Positivtonfotolack gemischt ist, wobei das Zusatzmaterial eine Polymerkette umfasst, die eine Fluorkomponente und eine Basenkomponente aufweist, welche an der Polymerkette befestigt ist, wobei die Basenkomponente ausgewählt ist aus einem Quencher und einer thermischen Zersetzungsbase (TDB).
Photolithophiematerial nach Anspruch 13, wobei der Positivtolack und das Zusatzmaterial durch Bereitstellen eines Copolymers gemischt sind.
Photolithographiematerial nach Anspruch 13, wobei der Positivtonfotolack und das Zusatzmaterial durch Bereitstellen eines Mischpolymers gemischt sind.
Photolithographiematerial nach Anspruch 13, wobei die Fluorkomponente eine Zusammensetzung von CxFy aufweist, wobei x und y größer als null sind.
Photolithographiematerial nach Anspruch 13, wobei die Basenkomponente an die Polymerkette gebunden ist unter Verwendung einer R3-Komponente, wobei R3 zumindest eine 1-9-Kohlenstoffatom-Einheit mit Wasserstoff oder Halogen, -S-; -P-; - P(O₂)-; -C(=O)S-; -C(=O)O-; -O-; -N-; -C(=O)N-; -SO₂O-; -SO₂O-; -SO₂S-; -SO- - SO₂-, Carbonsäure-, Ether-, Keton-, Estereinheit oder Kombinationen derselben ist.
Photolithographiematerial nach Anspruch 13, wobei die Basenkomponente an die Polymerkette unter Verwendung einer R1-Komponente gebunden ist, wobei R1 zumindest eine 1-9-Kohlenstoffatom-Einheit mit Wasserstoff oder Halogen, -S-; -P-; - P(O₂)-; -C(=O)S-; -C(=O)S-; -C(=O)O-; -O-; -N-; -C(=O)N-; -SO₂O-; -SO₂O-; -SO₂S-; -SO- -SO₂-, Carbonsäure-, Ether-, Keton-, Estereinheit oder Kombinationen derselben ist.