DE102020131427B4 - Photoresistzusammensetzung und Herstellungsverfahren von Photoresiststruktur - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bilden einer Struktur in einer Photoresistschicht, umfassend:Bilden einer Photoresistschicht über einem Substrat;selektives Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung, um eine latente Struktur zu bilden; undEntwickeln der latenten Struktur durch Aufbringen eines Entwicklers auf die selektiv belichtete Photoresistschicht, um eine Struktur zu bilden, wobei die Photoresistschicht eine Photoresist-Zusammensetzung enthält, die eine photoaktive Verbindung enthält; undein Polymer, wobei das Polymer eine oder mehrere von Folgenden enthält: Iod oder eine Iodgruppe, die an das Polymer gebunden ist, und wobei das Polymer eine oder mehrere Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe enthält, und wobei die Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe eine oder mehrere von Folgenden sind:wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist,wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C3-C8-Gruppe; oderein Polymer; undeinen Vernetzer mit zwei bis sechs vernetzenden Gruppen, wobei die vernetzende Gruppe -R1C=C ist,wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die Verbrauchergeräte sind als Reaktion auf die Verbrauchernachfrage immer kleiner geworden und damit sind auch die einzelnen Komponenten dieser Geräte zwangsläufig kleiner geworden. Halbleiterbauelemente, die einen Hauptbestandteil von Geräten wie Mobiltelefonen, Computertabletts und dergleichen ausmachen, werden vor die Herausforderung gestellt, immer kleiner zu werden, wobei entsprechende Herausforderung, ebenfalls verkleinert zu werden, an die einzelnen Bauelemente (z.B. Transistoren, Widerstände, Kondensatoren usw.) innerhalb der Halbleiterbauelemente gestellt wird.
  • Eine Grundlagentechnologie, die bei den Herstellungsprozessen von Halbleiterbauelementen eingesetzt wird, ist die Verwendung von photolithographischen Materialien. Solche Materialien werden auf eine Oberfläche einer zu strukturierenden Schicht aufgetragen und dann strukturierter Energie ausgesetzt. Eine solche Belichtung modifiziert die chemischen und physikalischen Eigenschaften der belichteten Bereiche des lichtempfindlichen Materials. Diese Modifikation, zusammen mit der fehlenden Modifikation in nicht-belichteten Bereichen des lichtempfindlichen Materials kann ausgenutzt werden, um einen Bereich zu entfernen, ohne den anderen zu entfernen.
  • Allerdings, da die einzelnen Bauelemente verkleinert wurden, sind auch die Prozessfenster für die photolithographische Verarbeitung immer kleiner geworden. Daher sind Fortschritte auf dem Gebiet der fotolithographischen Verarbeitung notwendig, um die Fähigkeit zur Verkleinerung der Bauelemente aufrechtzuerhalten, und es sind weitere Verbesserungen erforderlich, um die gewünschten Designkriterien zu erfüllen, so dass die Entwicklung in Richtung immer kleinerer Komponenten aufrechterhalten werden kann.
  • Im Streben nach immer höherer Bauelementedichte, höherer Leistung und niedrigeren Kosten ist die Halbleiterindustrie in die Nanometer-Technologie-Prozessknoten vorgedrungen und dabei gab es Herausforderungen bei der Reduzierung der Halbleiter-Merkmalsgröße. Die EUVL (Extrem-Ultraviolett-Lithographie) wurde entwickelt, um kleinere Halbleiterbauelemente zu erzeugen und die Bauelementdichte auf einem Halbleiterwafer zu erhöhen. Um die EUVL zu verbessern, ist eine Erhöhung des Wafer-Belichtungsdurchsatzes wünschenswert. Der Wafer-Belichtungsdurchsatz kann durch eine höhere Belichtungsleistung oder eine höhere Fotogeschwindigkeit des Resists verbessert werden. Eine niedrige Belichtungsdosis kann zu erhöhter Linienbreitenrauhigkeit und verringerter Gleichmäßigkeit der kritischen Abmessungen führen.
  • US 2019 / 0 094 690 A1 offenbart eine Resist-Zusammensetzung umfassend ein Basispolymer mit einem jodierten Polymer und einem Säuregenerator mit einem Sulfoniumsalz und/oder Iodoniumsalz aus jodiertem benzolringhaltige Fluorsulfonsäure. US 2002 / 0 128 408 A1 offenbart eine Photoresist-Zusammensetzung enthaltend polyzyklischer Polymere mit säurelabilen Gruppen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Offenbarung lässt sich am besten anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass die verschiedenen Merkmale gemäß der branchenüblichen Praxis nicht maßstabsgetreu dargestellt sind und nur zur Veranschaulichung dienen. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zugunsten einer klaren Erläuterung beliebig erhöht oder reduziert sein.
    • 1 zeigt einen Prozessablauf zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 2 zeigt eine Prozessstufe eines sequenziellen Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 3A und 3B zeigen eine Prozessstufe eines sequenziellen Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 4 zeigt eine Prozessstufe eines sequenziellen Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 5 zeigt eine Prozessstufe eines sequenziellen Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 6 zeigt eine Prozessstufe eines sequenziellen Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 7 zeigt ein Polymer für eine Photoresist-Zusammensetzung gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 8A, 8B und 8C zeigen Polymere für Photoresist-Zusammensetzungen gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 9A, 9B und 9C zeigen Polymere für Photoresist-Zusammensetzungen gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 10A und 10B zeigen Polymere für Photoresist-Zusammensetzungen gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 11 zeigt ein Polymer für Photoresist-Zusammensetzungen gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 12 zeigt ein Polymer für Photoresist-Zusammensetzungen gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 13 zeigt ein Polymer für Photoresist-Zusammensetzungen gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 14 zeigt ein Polymer für Photoresist-Zusammensetzungen gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 15 zeigt Vernetzer für Photoresist-Zusammensetzungen gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 16 zeigt Vernetzer für Photoresist-Zusammensetzungen gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 17 zeigt eine Prozessstufe eines sequenziellen Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 18A und 18B zeigen eine Prozessstufe eines sequenziellen Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 19 zeigt eine Prozessstufe eines sequenziellen Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 20 zeigt eine Prozessstufe eines sequenziellen Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 21 zeigt eine Prozessstufe eines sequenziellen Vorgangs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es ist zu verstehen, dass die folgende Offenbarung viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele für die Implementierung verschiedener Merkmale der Offenbarung bereitstellt. Zur Vereinfachung der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden bestimmte Ausführungsformen oder Beispiele von Komponenten und Anordnungen beschrieben. Dies sind natürlich nur Beispiele und sollen nicht einschränkend sein. Beispielsweise sind die Abmessungen der Elemente nicht auf den offengelegten Bereich oder die offengelegten Werte beschränkt, sondern können von den Prozessbedingungen und/oder den gewünschten Eigenschaften der Vorrichtung abhängen. Ferner kann die Ausbildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt gebildet sind, kann aber auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal gebildet sein können, so dass das erste und das zweite Merkmal gegebenenfalls nicht in direktem Kontakt stehen. Verschiedene Merkmale können zwecks der Einfachheit und Übersichtlichkeit willkürlich in unterschiedlichen Maßstäben dargestellt sein.
  • Des Weiteren können hier zur Vereinfachung der Beschreibung räumlich relative Begriffe wie „unter“, „unten“, „abwärts“, „über“, „oben“, „aufwärts“ und dergleichen verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element oder Merkmal wie in den Zeichnungen dargestellt zu beschreiben. Die räumlich relativen Begriffe sollen verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung während Benutzung oder Betrieb zusätzlich zu der in den Zeichnungen dargestellten Ausrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) und die hier verwendeten räumlich relativen Bezeichnungen können ebenfalls entsprechend interpretiert werden. Darüber hinaus kann der Begriff „gebildet aus“ jedes von „umfassend“ und „gebildet aus“ bedeuten.
  • 1 zeigt einen Prozessablauf 100 zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung. Ein Resist, wie z.B. ein Photoresist, wird in einigen Ausführungsformen in einem Vorgang S110 auf eine Oberfläche einer zu strukturierenden Schicht oder eines Substrats 10 aufgetragen, um eine Resistschicht 15, wie z.B. eine Photoresistschicht 15, wie in 2 gezeigt zu bilden. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 dann einem ersten Backvorgang S120 unterzogen, um Lösungsmittel in der Photoresist-Zusammensetzung zu verdampfen. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 bei einer Temperatur und für eine Zeit gebacken, die ausreichend sind, um die Photoresistschicht 15 auszuhärten und zu trocknen. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht für etwa 10 Sekunden bis etwa 10 Minuten auf eine Temperatur von etwa 40 °C und 120 °C erhitzt.
  • Nach dem ersten Backvorgang S120 wird in Vorgang S130 die Photoresistschicht 15 selektiv aktinischer Strahlung 45/97 (siehe 3A und 3B) ausgesetzt. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 selektiv ultravioletter Strahlung ausgesetzt. In einigen Ausführungsformen ist die ultraviolette Strahlung DUV-Strahlung (Deep Ultraviolet Radiation). In einigen Ausführungsformen ist die ultraviolette Strahlung EUV (Extreme Ultraviolet Radiation). In einigen Ausführungsformen ist die Strahlung ein Elektronenstrahl.
  • Wie in 3A gezeigt, passiert die Belichtungsstrahlung 45 in einigen Ausführungsformen durch eine Photomaske 30, bevor sie die Photoresistschicht 15 bestrahlt. In einigen Ausführungsformen weist die Photomaske eine Struktur auf, die in der Photoresistschicht 15 zu replizieren ist. Die Struktur wird in einigen Ausführungsformen durch eine undurchsichtige Struktur 35 auf dem Photomaskensubstrat 40 gebildet. Die undurchsichtige Struktur 35 kann aus einem für ultraviolette Strahlung undurchsichtigen Material wie z.B. Chrom gebildet werden, wobei das Photomaskensubstrat 40 aus einem für ultraviolette Strahlung durchsichtigen Material wie z.B. Quarzglas gebildet wird.
  • In einigen Ausführungsformen wird die selektive Belichtung der Photoresistschicht 15 durchgeführt, um belichtete Bereiche 50 und nicht-belichtete Bereiche 52 mittels extremer Ultraviolettlithographie zu bilden. In einem Extrem-Ultraviolett-Lithographieverfahren wird eine reflektierende Photomaske 65 verwendet, um das strukturierte Belichtungslicht wie in 3B dargestellt zu bilden. Die reflektierende Photomaske 65 umfasst ein Glassubstrat 70 mit geringer thermischer Ausdehnung, auf dem eine reflektierende Multischicht 75 von Si und Mo gebildet ist. Eine Abdeckschicht 80 und eine Absorberschicht 85 werden auf der reflektierenden Multischicht 75 gebildet. Eine rückseitige leitfähige Schicht 90 wird auf der Rückseite des Substrats 70 mit geringer thermischer Ausdehnung gebildet. Bei der Extrem-Ultraviolett-Lithographie wird extrem-ultraviolette Strahlung 95 unter einem Einfallswinkel von etwa 6° auf die reflektierende Photomaske 65 gerichtet. Ein Abschnitt 97 der extrem-ultravioletten Strahlung wird von der Si/Mo-Multischicht 75 in Richtung des fotolithographisch beschichteten Substrats 10 reflektiert, während der Abschnitt der extrem-ultravioletten Strahlung, der auf die Absorberschicht 85 trifft, von der Photomaske absorbiert wird. In einigen Ausführungsformen befinden sich zusätzliche Optiken einschließlich Spiegeln, zwischen der reflektierenden Photomaske 65 und dem mit Photoresist beschichteten Substrat.
  • Der Bereich der Photoresistschicht, der der Strahlung 50 ausgesetzt wird, durchläuft eine chemische Reaktion, wodurch sich seine Löslichkeit in einem anschließend aufgetragenen Entwickler im Vergleich zu dem Bereich der Photoresistschicht ändert, der der Strahlung 52 nicht ausgesetzt wird. In einigen Ausführungsformen durchläuft der Bereich der Photoresistschicht, der der Strahlung 50 ausgesetzt wird, eine Vernetzungsreaktion.
  • Als Nächstes wird die Photoresistschicht 15 in Vorgang S140 einem Nachbelichtungs-Backvorgang unterzogen. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 für etwa 20 Sekunden bis etwa 10 Minuten auf eine Temperatur von etwa 70 °C bis 160 °C erhitzt. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 für etwa 30 Sekunden bis etwa 5 Minuten erhitzt. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 für etwa 1 Minute bis etwa 2 Minuten erhitzt. Das Nachbelichtungs-Backvorgang kann eingesetzt werden, um die Erzeugung, Verteilung und Reaktion der Säure/Base/freien Radikale zu unterstützen, die durch das Auftreffen der Strahlung 45/97 auf die Photoresistschicht 15 während der Belichtung entstanden sind. Diese Unterstützung trägt bei, chemische Reaktionen zu erzeugen oder zu verstärken, die chemische Unterschiede zwischen dem belichteten Bereich 50 und dem nicht-belichteten Bereich 52 innerhalb der Photoresistschicht erzeugen. Diese chemischen Unterschiede bewirken ferner Unterschiede in der Löslichkeit zwischen dem belichteten Bereich 50 und dem nicht-belichteten Bereich 52.
  • Die selektiv belichtete Photoresistschicht wird anschließend entwickelt, indem in Vorgang S150 ein Entwickler auf die selektiv belichtete Photoresistschicht aufgetragen wird. Wie in 4 dargestellt, wird ein Entwickler 57 von einem Dispenser 62 auf die Photoresistschicht 15 aufgebracht. In einigen Ausführungsformen, in denen das Photoresist ein Negativton-Photoresist ist, wird der nicht-belichtete Abschnitt der Photoresistschicht 52 durch den Entwickler 57 entfernt, wodurch eine Struktur von Öffnungen 55 in der Photoresistschicht 15 gebildet wird, um das Substrat 10 freizulegen, wie in 5 dargestellt.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Struktur der Öffnungen 55 in der Photoresistschicht 15 in die zu strukturierende Schicht oder das Substrat 10 erweitert, um eine Struktur von Öffnungen 55' in dem Substrat 10 zu erzeugen, wodurch die Struktur in der Photoresistschicht 15 in das Substrat 10 übertragen wird, wie in 6 gezeigt. Die Struktur wird durch Ätzen in das Substrat erweitert, wobei ein oder mehrere geeignete Ätzmittel verwendet werden. In einigen Ausführungsformen wird der freigelegte Abschnitt der Photoresistschicht 50 während des Ätzvorgangs zumindest teilweise entfernt. In anderen Ausführungsformen wird der freigelegte Abschnitt der Photoresistschicht 50 nach dem Ätzen des Substrats 10 durch Verwendung eines geeigneten Photoresist-Stripper-Lösungsmittels oder durch einen Photoresist-Veraschungsvorgang entfernt.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst das Substrat 10 eine einkristalline Halbleiterschicht mindestens auf seinem Oberflächenabschnitt. Das Substrat 10 kann ein einkristallines Halbleitermaterial wie z.B. Si, Ge, SiGe, GaAs, InSb, GaP, GaSb, InAlAs, InGaAs, GaSbP, GaAsSb und InP enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. In einigen Ausführungsformen ist das Substrat 10 eine Siliziumschicht eines SOI-Substrats (Silicon-on-Insulator Substrate). In bestimmten Ausführungsformen ist das Substrat 10 aus kristallinem Si gebildet.
  • Das Substrat 10 kann in seinem Oberflächenbereich eine oder mehrere Pufferschichten (nicht dargestellt) umfassen. Die Pufferschichten können dazu dienen, die Gitterkonstante allmählich von der des Substrats zu der der nachfolgend gebildeten Source/Drain-Bereiche zu ändern. Die Pufferschichten können aus epitaktisch gewachsenen einkristallinen Halbleitermaterialien wie z.B. Si, Ge, GeSn, SiGe, GaAs, InSb, GaP, GaSb, InAlAs, InGaAs, GaSbP, GaAsSb, GaN, GaP und InP gebildet werden. In einer Ausführungsform wird die SiGe-Pufferschicht (Silizium-Germanium) epitaktisch auf dem Siliziumsubstrat 10 aufgewachsen. Die Germaniumkonzentration der SiGe-Pufferschichten kann von 30 Atom-% für die unterste Pufferschicht auf 70 Atom-% für die oberste Pufferschicht ansteigen.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst das Substrat 10 eine oder mehrere Schichten aus mindestens einem Metall, einer Metalllegierung und einem Metall/Nitrid/Sulfid/Oxid/Silicid gemäß der Formel MXa, wobei M ein Metall ist und X N, S, Se, O, Si ist und a etwa 0,4 bis etwa 2,5 beträgt. In einigen Ausführungsformen enthält das Substrat 10 Titan, Aluminium, Kobalt, Ruthenium, Titannitrid, Wolframnitrid, Tantalnitrid und Kombinationen davon.
  • In einigen Ausführungsformen enthält das Substrat 10 ein Dielektrikum mit mindestens einem Silizium- oder Metalloxid oder -nitrid gemäß der Formel MXb, wobei M ein Metall oder Si ist, X N oder O ist und b etwa 0,4 bis etwa 2,5 beträgt. In einigen Ausführungsformen umfasst das Substrat 10 Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid und Kombinationen davon.
  • Die Photoresistschicht 15 ist eine lichtempfindliche Schicht, die durch Bestrahlung mit aktinischer Strahlung strukturiert wird. Typischerweise ändern sich die chemischen Eigenschaften der von der einfallenden Strahlung getroffenen Photoresistbereiche in einer Weise, die von der Art des verwendeten Photoresists abhängt. Die Photoresistschichten 15 sind entweder um Positivton-Resiste oder Negativton-Resiste. In einigen Ausführungsformen ist das Photoresist ein Positivton-Resist. Ein Positivton-Resist bezieht sich auf ein Photoresistmaterial, das bei Belichtung mit Strahlung, wie z.B. UV-Licht, in einem Entwickler löslich wird, während der Bereich des Photoresists, der nicht (oder weniger) belichtet wird, unlöslich in dem Entwickler ist. In anderen Ausführungsformen ist das Photoresist ein Negativton-Resist. Ein Negativton-Resist bezieht sich auf ein Photoresistmaterial, das bei Belichtung mit Strahlung in dem Entwickler unlöslich wird, während der Bereich des Photoresists, der nicht (oder weniger) belichtet wird, löslich in dem Entwickler ist. Der Bereich eines Negativresists, der bei Bestrahlung unlöslich wird, kann durch eine Vernetzungsreaktion unlöslich werden, die durch die Bestrahlung verursacht wird.
  • Ob ein Photoresist um ein Positivton oder ein Negativton ist, kann von der Art des Entwicklers abhängen, der zum Entwickeln des Photoresists verwendet wird. Beispielsweise liefern einige Positivton-Photoresists eine positive Struktur (d.h. die belichteten Bereiche werden durch den Entwickler entfernt), wenn der Entwickler ein Entwickler auf wässriger Basis wie z.B. eine TMAH-Lösung (Tetramethylammoniumhydroxid) ist. Andererseits liefert das gleiche Photoresist eine negative Struktur (d.h. die nicht-belichteten Bereiche werden durch den Entwickler entfernt), wenn der Entwickler ein organisches Lösungsmittel wie z.B. n-Butylacetat (nBA) ist. Ferner kann es von dem Polymer abhängen, ob ein Resist einen positiven Ton oder einen negativen Ton aufweist. Beispielsweise werden bei einigen Resists, die mit der TMAH-Lösung entwickelt werden, die nicht-belichteten Bereiche des Photoresists durch das TMAH entfernt, und die belichteten Bereiche des Photoresists, die bei der Belichtung mit aktinischer Strahlung vernetzt werden, verbleiben nach der Entwicklung auf dem Substrat.
  • In einigen Ausführungsformen enthält die Photoresist-Zusammensetzung ein Polymer, eine photoaktive Verbindung (PAC), einen Sensibilisator und ein Lösungsmittel. In einigen Ausführungsformen erzeugt der Sensibilisator sekundäre Elektronen, wenn er der aktinischen Strahlung ausgesetzt wird. Die Sekundärelektronen aktivieren die photoaktive Verbindung, wodurch die photoaktive Verbindung eine chemische Reaktion durchläuft, um eine reaktive Spezies zu erzeugen, die mit dem Polymer reagiert, um die Löslichkeit des Polymers in einem Entwicklungslösungsmittel in den belichteten Bereichen des Photoresists zu verändern. In einigen Ausführungsformen ist die photoaktive Verbindung ein Photosäure-Generator (PAG). Die vom Sensibilisator erzeugten Sekundärelektronen aktivieren den PAG, um eine Photosäure zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen reagiert die Photosäure mit an dem Polymer anhängenden Gruppen, wie z.B. Vernetzergruppen, wodurch das Polymer vernetzt wird und die Löslichkeit der Bereiche des Photoresists, die der aktinischen Strahlung ausgesetzt werden, verringert wird.
  • Wie in 7 gezeigt, enthält das Polymer in einigen Ausführungsformen den Sensibilisator, der an das Polymer in der Photoresist-Zusammensetzung gebunden ist. Wenn die Photoresist-Zusammensetzung aktinischer Strahlung wie z.B. extrem-ultravioletter (EUV) Strahlung ausgesetzt wird, erzeugt der Sensibilisator Sekundärelektronen e-. In einigen Ausführungsformen ist der Sensibilisator Iod oder Iodgruppen. Iod weist eine hohe Absorption von EUV-Strahlung auf und erzeugt anschließend eine große Menge an Sekundärelektronen, was zu einer erhöhten Aktivierung der photoaktiven Verbindung führt. Die Iod- oder Iodgruppen sorgen für eine erhöhte und effizientere Aktivierung der photoaktiven Verbindung, was in einigen Ausführungsformen zu einer stärkeren Vernetzung der Polymere in den belichteten Bereichen des Photoresists führt.
  • Photoresist-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten in einigen Ausführungsformen ein Polymer zusammen mit einer oder mehreren photoaktiven Verbindungen (PACs) in einem Lösungsmittel. In einigen Ausführungsformen umfasst die Kohlenwasserstoffstruktur eine sich wiederholende Einheit, die ein Skelettrückgrat (Grundgerüst) des Polymers bildet. Diese sich wiederholende Einheit kann Acrylsäureester, Methacrylsäureester, Crotonsäureester, Vinylester, Maleinsäurediester, Fumarsäurediester, Itaconsäurediester, (Meth)acrylnitril, (Meth)acrylamide, Styrole, Hydroxystyrole, Vinylether, Novolake, Kombinationen davon oder dergleichen enthalten.
  • In einigen Ausführungsformen weist das Polymer eine Iodgruppe auf, die an das Polymer gebunden ist, und die Iodgruppe ist eine oder mehrere von Folgenden: eine C6-C30-Iodbenzylgruppe, eine C1-C30-Iodalkylgruppe, eine C3-C30-Iodcycloalkylgruppe, eine C1-C30-Iodhydroxylalkylgruppe, eine C2-C30-Iodalkoxygruppe eine C3-C30-Iodalkoxyalkylgruppe, eine C1-C30-Iodacetylgruppe, eine C2-C30-Iodacetylalkylgruppe, eine C1-C30-Iodcarboxylgruppe, eine C2-C30-Iodalkylcarboxylgruppe, eine C4-C30-Iodcycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Iodkohlenwasserstoffring oder eine C3-C30-Iodheterozyklusgruppe. In einigen Ausführungsformen sind die Iodgruppen mit einem, zwei, drei oder mehr Iodatomen substituiert.
  • In einigen Ausführungsformen weist das Polymer die Formel (1), (2) oder (3) auf:
    Figure DE102020131427B4_0002
    Figure DE102020131427B4_0003
    wobei X1, X2 und X3, unabhängig voneinander, eine oder mehrere von Folgenden sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-
    Figure DE102020131427B4_0004
    C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe. A1 ist eine oder mehrere von Folgenden: eine C6-C15-Benzylgruppe, C4-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C4-C15-Hydroxyalkylgruppe, eine C4-C15-Alkoxygruppe oder eine C4-C15-Alkoxyalkylgruppe, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist. B1, B2 und B3 sind unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodo-Alkylgruppe. S1, S2, S3 und S4 sind unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist. F1 ist C1-C5-Fluorkohlenstoff oder C1-C5-Iod-Fluorkohlenstoff. In einigen Ausführungsformen ist 0 ≤ x/(x+y+z) ≤ 1, 0 ≤ y/(x+y+z) ≤ 1, und 0 ≤ z/(x+y+z) ≤ 1. In einigen Ausführungsformen ist 0 < x/(x+y+z) < 1, 0 < y/(x+y+z) < 1 und 0 < z/(x+y+z) < 1. In einigen Ausführungsformen sind mindestens zwei von x/(x+y+z), y/(x+y+z) oder z/(x+y+z) größer als 0 und kleiner als 1. Mindestens eines von X1, X2 oder X3 enthält I; mindestens eines von B1, B2 oder B3 enthält I; oder mindestens eines von S1, S2, S3 oder S4 enthält I. Die Iodgruppen enthalten ein, zwei, drei oder mehr Iodatome. In einigen Ausführungsformen ist eines oder mehrere von X1, X2, X3 oder A1 eine dreidimensionale Struktur. In einigen Ausführungsformen ist die dreidimensionale Struktur eine Adamantylstruktur oder eine Norbornylstruktur.
  • In einigen Ausführungsformen beträgt die Iodkonzentration in dem Polymer 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-% bezogen auf das Gesamtpolymergewicht. Bei Iodkonzentrationen unterhalb dieses Bereichs kann eine unzureichende Sensibilisierungsaktivität vorliegen. Bei Iodkonzentrationen oberhalb dieses Bereichs kann es zu einer vernachlässigbaren Verbesserung der Sensibilisierungsaktivität kommen oder die Auflösung der Resiststruktur kann sich verschlechtern.
  • Die Polymere gemäß den Formeln (1), (2) und (3) sind in einigen Ausführungsformen für die Verwendung mit organischen Lösungsmittelentwicklern eingerichtet. Geeignete organische Lösungsmittelentwickler enthalten eines oder mehrere von n-Butylacetat, Isoamylacetat und einer Mischung von 70 % Propylenglykolmethylether (PGME) und 30 % Propylenglykolmethyletheracetat (PGMEA).
  • Das Polymer gemäß der Formel (1) ist ein Copolymer auf der Basis von Polyhydroxstyrol/Polymethylmethacrylat (PHS/PMMA). Das Polymer gemäß der Formel (2) ist ein Polymer auf Novolak-Basis. Das Polymer gemäß der Formel (3) ist ein Copolymer auf der Basis von PHS/PMMA mit einer anhängenden Tri-Phenylsulfonium-Gruppe. Die Tri-Phenylsulfonium-Gruppe ist ein Photosäure-Generator (PAG). In einigen Ausführungsformen bieten Polymere mit der Struktur gemäß der Formel (3) eine erhöhte Erzeugung der Photosäure.
  • In einigen Ausführungsformen hat das Polymer die Formel (4), (5) oder (6):
    Figure DE102020131427B4_0005
    Figure DE102020131427B4_0006
    wobei X1, X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere von Folgenden sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe. B1 und B3 sind unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodo-Alkylgruppe. S1, S2, S3 und S4 sind unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist. F1 ist ein C1-C5-Fluorkohlenstoff oder ein C1-C5-Iod-Fluorkohlenstoff. In einigen Ausführungsformen ist 0 ≤ x/(x+z) ≤ 1 und 0 ≤ z/(x+z) ≤ 1. In einigen Ausführungsformen ist 0 < x/(x+z) < 1 und 0 < z/(x+z) < 1. In einigen Ausführungsformen enthält mindestens eines von X1, X2 oder X3 I mindestens eines von B1 oder B2 enthält I; oder mindestens eines von S1, S2, S3 oder S4 enthält I. In einigen Ausführungsformen enthalten die Iodgruppen ein, zwei, drei oder mehr Iodatome. In einigen Ausführungsformen ist eines oder mehrere von X1, X2 oder X3 eine dreidimensionale Struktur. In einigen Ausführungsformen ist die dreidimensionale Struktur eine Adamantylstruktur oder eine Norbornylstruktur.
  • Die Polymere gemäß den Formeln (4), (5) und (6) sind in einigen Ausführungsformen für die Verwendung mit alkalischen Entwicklern eingerichtet. Geeignete alkalische Entwickler enthalten wässrige Basenlösungen einschließlich Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH).
  • Das Polymer gemäß der Formel (4) ist ein Polymer auf PHS-Basis. Das Polymer gemäß der Formel (5) ist ein Polymer auf Novolac-Basis. Das Polymer gemäß der Formel (6) ist ein PHS-basiertes Polymer mit einer anhängenden Tri-Phenylsulfonium-Gruppe. Die Tri-Phenylsulfonium-Gruppe ist ein Photosäure-Generator (PAG). In einigen Ausführungsformen bieten Polymere mit der Struktur gemäß der Formel (6) eine erhöhte Erzeugung der Photosäure.
  • In einigen Ausführungsformen beträgt die Iodkonzentration in dem Polymer 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-% bezogen auf das Gesamtpolymergewicht. Bei Iodkonzentrationen unterhalb dieses Bereichs kann eine unzureichende Sensibilisierungsaktivität vorliegen. Bei Iodkonzentrationen oberhalb dieses Bereichs kann es zu einer vernachlässigbaren Verbesserung der Sensibilisierungsaktivität kommen oder die Auflösung der Resiststruktur kann sich verschlechtern.
  • In einigen Ausführungsformen enthält das Polymer eine oder mehrere Monomer-Einheiten (sich wiederholende Einheiten) mit einer Vernetzergruppe. In einer Ausführungsform sind die Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe eine oder mehrere von Folgenden:
    Figure DE102020131427B4_0007
    wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; und Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein C3-C8-gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist.
  • In einigen Ausführungsformen enthält das Polymer etwa 0,5 Mol-% bis etwa 50 Mol-% der Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe. In anderen Ausführungsformen enthält das Polymer etwa 5 mol-% bis etwa 20 mol-% der Monomer-Einheiten mit einer vernetzenden Gruppe. Polymere mit weniger als etwa 0,5 Mol-% der Monomer-Einheiten mit einer vernetzenden Gruppe können während der Strukturierung des Photoresists unzureichend vernetzt werden. Polymere, die mehr als 50 Mol-% der Monomer-Einheiten mit der vernetzenden Gruppe aufweisen, können zu einer verringerten Auflösung der Photoresiststruktur oder einer erhöhten Linienbreitenrauhigkeit (LWR) führen. In einigen Ausführungsformen beträgt die Anzahl der Monomer-Einheiten mit vernetzenden Gruppen in dem Polymer etwa 2 bis etwa 1000.
  • In einigen Ausführungsformen weist das Polymer eine Kohlenwasserstoffstruktur (z.B. eine alicyclische Kohlenwasserstoffstruktur) auf, die eine oder mehrere Gruppen enthält, die sich zersetzen (z.B. säurelabile Gruppen) oder anderweitig reagieren, wenn sie mit Säuren, Basen oder freien Radikalen gemischt werden, die von den PACs erzeugt werden (wie nachfolgend beschrieben). In einigen Ausführungsformen ist der Sensibilisator wie z.B. Iod an die säurelabile Gruppe gebunden.
  • In einigen Ausführungsformen enthält der Photoresist ein Polymer mit säurelabilen Gruppen, ausgewählt aus den folgenden Gruppen, die unsubstituiert oder mit einem Sensibilisator, wie z.B. Iod, substituiert sind:
    Figure DE102020131427B4_0008
  • Einige Beispiele für Polymere gemäß der Offenbarung sind in 8A-15 dargestellt. 8A, 8B und 8C zeigen eine Ausführungsform, in der die Iodgruppe eine säurelabile Gruppe ist, die über eine Esterbindung an ein Polymer auf PHS/PMMA-Basis (8A), ein Polymer auf Novolac-Basis (8B) und ein Polymer auf PHS/PMMA-Basis mit einem PAG (8C) gebunden ist.
  • 9A zeigt eine Ausführungsform, in der Iod an eine Hydroxystyrol-Monomer-Einheit eines Polymers auf PHS/PMMA-Basis gebunden ist. 9B zeigt eine Ausführungsform, in der Iod an eine Phenolgruppe eines Polymers auf Novolak-Basis gebunden ist, und 9C zeigt eine Ausführungsform, in der Iod an eine Hydroxystyrol-Monomer-Einheit eines Polymers auf PHS/PMMA-Basis mit einem PAG gebunden ist.
  • 10A zeigt eine Ausführungsform, in der Iod an eine Polymethylmethacrylat-Monomer-Einheit eines Polymers auf PHS/PMMA-Basis gebunden ist. 10B zeigt eine Ausführungsform, in der Iod an ein Polymer auf Novolak-Basis gebunden ist.
  • 11 zeigt eine Ausführungsform, in der Iod an die Tri-Phenylsulfonium-PAG-Gruppe eines Polymers auf PHS/PMMA-Basis gebunden ist. In dieser Ausführungsform enthält jede Phenylgruppe des Tri-Phenylsulfoniums einen oder mehrere Iod-Substituenten.
  • 12 zeigt eine Ausführungsform, in der die Iodgruppe eine Phenylgruppe ist, die mit drei Iodatomen in der ortho- und para-Position eines Copolymers auf PHS/PMMA-Basis substituiert ist. Diese Ausführungsform enthält eine säurelabile Gruppe, die an die PMMA-Monomer-Einheit gebunden ist.
  • 13 zeigt eine Ausführungsform, in der Iod an eine Novolak-Monomer-Einheit gebunden ist. Eine säurelabile Gruppe ist ferner an die Novolak-Monomer-Einheit gebunden.
  • 14 zeigt eine Ausführungsform, in der die Iodgruppe an eine PMMA-Monomer-Einheit eines Polymers auf PMMA-Basis gebunden ist. Das Polymer umfasst ferner eine tert-Butylsäure-labile Gruppe, die an eine PMMA-Monomer-Einheit des Polymers auf PMMA-Basis gebunden ist. Das Polymer umfasst ferner Tri-Phenylsulfonium-PAG.
  • In einer Ausführungsform enthält die Photoresist-Zusammensetzung einen Vernetzer, der eine separate Komponente ist und nicht an das Polymer gebunden ist, bevor das Polymer vernetzt wird. In einigen Ausführungsformen basieren die Vernetzer auf einer Tetramethylolglycoluril-Verbindung (TMGU) oder einer Melaminverbindung, wie in 15 gezeigt. In einigen Ausführungsformen weist der Vernetzer zwei bis sechs Vernetzergruppen auf. TMGU weist bis zu 4 verfügbare Vernetzungsstellen auf und Melamin weist bis zu 6 Vernetzungsstellen auf.
  • 16 zeigt Vernetzer gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Die dargestellten Vernetzergruppen sind an eine Basisverbindung gebunden. In einigen Ausführungsformen ist die Basisverbindung eine Melaminverbindung oder eine TMGU-Verbindung, wie in 15 gezeigt. In einigen Ausführungsformen werden andere geeignete Basisverbindungen verwendet. In einigen Ausführungsformen sind die Vernetzergruppen eine oder mehrere von -R1E, - R1ORa, -R1NRa2, -R1C=C oder -R1C=C, wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe; E eine Epoxygruppe ist; und Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist. In einigen Ausführungsformen sind eine oder mehrere der Vernetzergruppen (z.B. zwei, drei oder vier) über R1 an eine Melaminverbindung oder eine TMGU-Verbindung gebunden.
  • In einigen Ausführungsformen beträgt die Konzentration des Vernetzers in der Photoresist-Zusammensetzung etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Vernetzers und des Polymers. In anderen Ausführungsformen beträgt die Konzentration des Vernetzers in der Photoresist-Zusammensetzung etwa 5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht von Vernetzer und Polymer. Photoresist-Zusammensetzungen mit weniger als etwa 0,5 Gew.-% des Vernetzers können während der Photoresist-Strukturierung unzureichend vernetzt werden. Photoresist-Zusammensetzungen mit mehr als 50 Gew.-% des Vernetzers können zu einer verringerten Auflösung der Photoresiststruktur oder einer erhöhten Linienbreitenrauhigkeit (LWR) führen.
  • Die Vernetzer oder die Monomer-Einheiten mit Vernetzergruppen reagieren mit einer Gruppe aus einer der Polymerketten in der Photoresist-Zusammensetzung und reagieren ferner mit einer zweiten Gruppe einer separaten Kette der Polymerketten, um die beiden Polymerketten zu vernetzen und miteinander zu verbinden. Diese Bindung und Vernetzung erhöhen das Molekulargewicht der Polymerprodukte der Vernetzungsreaktion und erhöht die Gesamtvernetzungsdichte des Photoresists. Eine solche Erhöhung der Dichte und der Vernetzungsdichte trägt zur Verbesserung der Resiststruktur bei.
  • In einigen Ausführungsformen enthält die Photoresist-Zusammensetzung eine oder mehrere photoaktive Verbindungen (PAC). In einigen Ausführungsformen enthalten die PACs Photosäure-Generatoren, Photobase-Generatoren, photo-zersetzbare Basen, Radikal-Generatoren oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen, in denen die PACs Photosäure-Generatoren sind, umfassen die PACs halogenierte Triazine, Oniumsalze, Diazoniumsalze, aromatische Diazoniumsalze, Phosphoniumsalze, Sulfoniumsalze, Iodoniumsalze, Imidsulfonat, O-ximsulfonat, Diazodisulfon, Disulfon, o-Nitrobenzylsulfonat, sulfonierte Ester, halogenierte Sulfonyloxydicarboximide, Diazodisulfone, α-Cyanooxyaminsulfonate, Imidsulfonate, Ketodiazosulfone, Sulfonyldiazoester, 1,2-Di(arylsulfonyl)hydrazine, Nitrobenzylester und die s-Triazin-Derivate, Kombinationen hiervon oder dergleichen.
  • Spezifische Beispiele für Photosäure-Generatoren sind α-(Trifluormethylsulfonyloxy)-bicyclo[2.2.1]hept-5-en-2,3-dicarb-o-ximid (MDT), N-Hydroxy-naphthalimid (DDSN), Benzointosylat, t-Butylphenyl-α-(p-toluolsulfonyloxy)-acetat und t-Butyl-α-(p-toluolsulfonyloxy)-acetat, Triarylsulfonium- und Diaryliodonium-Hexafluoroantimonate, Hexafluoroarsenate, Trifluoromethansulfonate, Iodonium-Perfluorooctansulfonat, N-Camphorsulfonyloxynaphthalimid, N-Pentafluorphenylsulfonyloxynaphthalimid, ionische Iodoniumsulfonate wie Diaryliodonium(alkyl oder Aryl)sulfonat und Bis-(di-t-butylphenyl)iodoniumcamphanylsulfonat, Perfluoralkansulfonate wie Perfluorpentansulfonat, Perfluoroctansulfonat, Perfluormethansulfonat, Aryl (z.g., Phenyl- oder Benzyl)triflate wie Triphenylsulfoniumtriflat oder Bis-(t-butylphenyl)iodoniumtriflat; Pyrogallolderivate (z.B. Trimesylat von Pyrogallol), Trifluormethansulfonatester von Hydroxyimiden, α,α'-Bis-sulfonyl-diazomethane, Sulfonatester von nitro-substituierten Benzylalkoholen, Naphthochinon-4-diazide, Alkyldisulfone oder dergleichen.
  • In einigen Ausführungsformen, in denen die PACs freie Radikalgeneratoren sind, umfassen die PACs n-Phenylglycin; aromatische Ketone einschließlich Benzophenon, N,N'-Tetramethyl-4,4'-diaminobenzophenon, N,N'-Tetraethyl-4,4'-diaminobenzophenon, 4-Methoxy-4'-dimethylaminobenzophenon, 3,3'-Dimethyl-4-methoxybenzophenon, p,p'-Bis(dimethylamino)benzophenon, p,p'-Bis(diethylamino)-benzophenon; Anthrachinon, 2-Ethylanthrachinon, Naphthachinon und Phenanthrachinon; Benzoine einschließlich Benzoin, Benzoinmethylether, Benzoinisopropylether, Benzoin-n-butylether, Benzoinphenylether, Methylbenzoin und Ethylbenzoin; Benzylderivate einschließlich Dibenzyl, Benzyldiphenyldisulfid und Benzyldimethylketal; Acridinderivate einschließlich 9-Phenylacridin und 1,7-Bis(9-acridinyl)heptan; Thioxanthone einschließlich 2-Chlorthioxanthon, 2-Methylthioxanthon, 2,4-Diethylthioxanthon, 2,4-Dimethylthioxanthon und 2-Isopropylthioxanthon; Acetophenone einschließlich 1,1-Dichloracetophenon, p-t-Butyldichloracetophenon, 2,2-Diethoxyacetophenon, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon und 2,2-Dichlor-4-phenoxyacetophenon; 2,4,5-Triarylimidazol-Dimere einschließlich 2-(o-Chlorphenyl)-4,5-diphenylimidazol-Dimer, 2-(o-Chlorphenyl)-4,5-di-(m-methoxyphenylimidazol-Dimer, 2-(o-Fluorphenyl)-4,5-diphenylimidazol-Dimer, 2-(o-Methoxyphenyl)-4,5-Diphenylimidazol-Dimer, 2-(p-Methoxyphenyl)-4,5-Diphenylimidazol-Dimer, 2,4-Di(p-methoxyphenyl)-5-phenylimidazol-Dimer, 2-(2,4-Dimethoxyphenyl)-4,5-Diphenylimidazol-Dimer und 2-(p-Methylmercaptophenyl)-4,5-Diphenylimidazol-Dimer; Kombinationen hiervon oder dergleichen.
  • Die säurelabile Gruppe auf dem Polymer zersetzt sich oder wird abgespalten, wenn sie der vom PAG erzeugten Säure oder einer vom PAC erzeugten Säure, Base oder einem freien Radikal ausgesetzt wird. In einigen Ausführungsformen ist die Gruppe, die sich zersetzt, eine Carbonsäuregruppe, eine fluorierte Alkoholgruppe, eine phenolische Alkoholgruppe, eine Sulfongruppe, eine Sulfonamidgruppe, eine Sulfonylimidogruppe, eine (Alkylsulfonyl)(alkylcarbonyl)methylengruppe, eine (Alkylsulfonyl)(alkylcarbonyl)imidogruppe eine Bis(alkylcarbonyl)methylengruppe, eine Bis(alkylcarbonyl)imidogruppe, eine Bis(alkylsulfonyl)methylengruppe, eine Bis(alkylsulfonyl)imidogruppe, eine Tris(alkylcarbonyl)methylengruppe, eine Tris(alkylsulfonyl)methylengruppe, Kombinationen dieser Gruppen oder dergleichen. Spezifische Gruppen, die für die fluorierte Alkoholgruppe verwendet werden, umfassen fluorierte Hydroxyalkylgruppen, wie z.B. eine Hexafluorisopropanolgruppe in einigen Ausführungsformen. Spezifische Gruppen, die für die Carbonsäuregruppe verwendet werden, umfassen Acrylsäuregruppen, Methacrylsäuregruppen oder dergleichen.
  • Wie der Fachmann erkennt, sind die hierin aufgeführten chemischen Verbindungen lediglich als anschauliche Beispiele für PACs gedacht und sollen die Ausführungsformen nicht auf die speziell genannten PACs beschränken. Vielmehr kann jede geeignete PAC verwendet werden und alle diese PACs sind vollumfänglich in den Anwendungsbereich der vorliegenden Ausführungsformen aufzunehmen.
  • In einigen Ausführungsformen enthalten Photoresist-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Metalloxid-Nanopartikel und einen oder mehrere organische Liganden. In einigen Ausführungsformen ist das Metalloxid-Nanopartikel ein Organometall, das ein oder mehrere Metalloxid-Nanopartikel enthält, die aus dem Folgenden ausgewählt sind: Titandioxid, Zinkoxid, Zirkoniumdioxid, Nickeloxid, Kobaltoxid, Manganoxid, Kupferoxiden, Eisenoxiden, Strontiumtitanat, Wolframoxiden, Vanadiumoxiden, Chromoxiden, Zinnoxiden, Hafniumoxid, Indiumoxid, Cadmiumoxid, Molybdänoxid, Tantaloxiden, Niobiumoxid, Aluminiumoxid und Kombinationen davon. Nanopartikel wie hierin verwendet sind Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 1 nm bis etwa 20 nm. In einigen Ausführungsformen weisen die Metalloxid-Nanopartikel eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 2 nm bis etwa 5 nm auf. In einigen Ausführungsformen beträgt die Menge der Metalloxid-Nanopartikeln in der Photoresist-Zusammensetzung etwa 1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des ersten Lösungsmittels. In einigen Ausführungsformen beträgt die Menge von Nanopartikeln in der Photoresist-Zusammensetzung etwa 5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des ersten Lösungsmittels. Bei Metalloxid-Nanopartikeln von weniger als etwa 1 Gew.-% kann die Photoresistbeschichtung zu dünn sein. Bei Metalloxid-Nanopartikeln von mehr als etwa 15 Gew.-% Metalloxid-Nanopartikeln kann die Photoresistbeschichtung zu dick sein.
  • In einigen Ausführungsformen sind die Metalloxid-Nanopartikel mit einem Liganden komplexiert. In einigen Ausführungsformen ist der Ligand ein Carbonsäure- oder Sulfonsäure-Ligand. Beispielsweise werden in einigen Ausführungsformen Zirkoniumoxid- oder Hafniumoxid-Nanopartikel mit Methacrylsäure komplexiert und Hafnium-Methacrylsäure (HFMAA) oder Zirkonium-Methacrylsäure (ZrMAA) wird gebildet. In einigen Ausführungsformen sind die Metalloxid-Nanopartikel mit Liganden komplexiert, die aliphatische oder aromatische Gruppen enthalten. Die aliphatischen oder aromatischen Gruppen können unverzweigt oder verzweigt mit zyklischen oder nicht-zyklischen gesättigten Seitengruppen sein, die 1-9 Kohlenstoffe enthalten einschließlich Alkylgruppen, Alkenylgruppen und Phenylgruppen. Die verzweigten Gruppen können weiter mit Sauerstoff oder Halogen substituiert sein.
  • In einigen Ausführungsformen enthält die Photoresist-Zusammensetzung etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% des Liganden. In einigen Ausführungsformen enthält der Photoresist etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des Liganden. In einigen Ausführungsformen beträgt die Ligandenkonzentration etwa 10 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Metalloxid-Nanopartikel. Bei einem Liganden von weniger als etwa 10 Gew.-% funktioniert das organometallische Photoresist nicht gut. Bei einem Liganden von mehr als etwa 40 Gew.-% wird es schwierig, die Photoresistschicht zu bilden. In einigen Ausführungsformen ist der Ligand HFMAA oder ZrMAA, das mit etwa 5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% in einem Beschichtungslösungsmittel wie Propylenglykolmethyletheracetat (PGMEA) gelöst ist.
  • In einigen Ausführungsformen werden das Polymer und beliebige Zusatzstoffe oder andere Mittel dem Lösungsmittel für die Anwendung zugegeben. Nach der Zugabe wird das Gemisch gemischt, um eine homogene Zusammensetzung in dem gesamten Photoresist zu erreichen, um sicherzustellen, dass keine Defekte durch ungleichmäßige Vermischung oder inhomogene Zusammensetzung des Photoresists entstehen. Nach dem Mischen kann das Photoresist entweder bis zur Verwendung gelagert oder sofort verwendet werden.
  • Das Lösungsmittel kann jedes geeignete Lösungsmittel sein. In einigen Ausführungsformen ist das Lösungsmittel eines oder mehrere von Folgenden: Propylenglykolmethyletheracetat (PGMEA), Propylenglykolmonomethylether (PGME), 1-Ethoxy-2-propanol (PGEE), γ-Butyrolacton (GBL), Cyclohexanon (CHN), Ethyllactat (EL), Methanol, Ethanol, Propanol, n-Butanol, Aceton, Dimethylformamid (DMF), Isopropanol (IPA), Tetrahydrofuran (THF), Methylisobutylcarbinol (MIBC), n-Butylacetat (nBA), und 2-Heptanon (MAK).
  • In einigen Ausführungsformen enthält die Photoresist-Zusammensetzung ferner Wasser zu einer Konzentration von 10 ppm bis 250 ppm bezogen auf die Gesamtzusammensetzung des Wassers, beliebige Additive und das Lösungsmittel.
  • In einigen Ausführungsformen enthält das Polymer ferner andere Gruppen, die an die Kohlenwasserstoffstruktur gebunden sind und dazu beitragen, mehrere Eigenschaften des polymerisierbaren Harzes zu verbessern. Beispielsweise trägt die Einbindung einer Lactongruppe an der Kohlenwasserstoffstruktur bei, den Grad an Linienrand-Rauhigkeit zu reduzieren, nachdem das Photoresist entwickelt wird, und trägt somit bei, die Anzahl der Defekte zu reduzieren, die während der Entwicklung auftreten. In einigen Ausführungsformen umfassen die Lactongruppen Ringe mit fünf bis sieben Gliedern, obwohl alternativ jede geeignete Lactonstruktur für die Lactongruppe verwendet werden kann.
  • In einigen Ausführungsformen enthält das Polymer Gruppen, die hilfreich sein können, die Haftfähigkeit der Photoresistschicht 15 an darunter liegenden Strukturen (z.B. Substrat 10) zu erhöhen. Polare Gruppen können verwendet werden, um die Haftfähigkeit zu erhöhen. Geeignete polare Gruppen sind z.B. Hydroxylgruppen, Cyanogruppen oder dergleichen, wobei alternativ jede geeignete polare Gruppe verwendet werden kann.
  • In einigen Ausführungsformen enthält die Photoresist-Zusammensetzung einen Quencher, um die Diffusion der erzeugten Säuren/Basen/freien Radikale innerhalb des Photoresists zu hemmen. Der Quencher verbessert die Konfiguration der Resiststruktur sowie die Stabilität des Photoresists im Laufe der Zeit. In einer Ausführungsform ist der Quencher ein Amin, wie z.B. ein zweites niederes aliphatisches Amin, ein tertiäres niederes aliphatisches Amin oder dergleichen. Spezifische Beispiele für Amine umfassen Trimethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Di-n-Propylamin, Tri-n-Propylamin, Tripentylamin, Diethanolamin und Triethanolamin, Alkanolamin, Kombinationen davon oder dergleichen.
  • In einigen Ausführungsformen wird eine organische Säure als Quencher verwendet. Spezifische Ausführungsformen von organischen Säuren umfassen Malonsäure, Zitronensäure, Äpfelsäure, Bernsteinsäure, Benzoesäure, Salicylsäure; phosphorige Oxosäure und ihre Derivate, wie Phosphorsäure und Derivate davon, wie ihre Ester, Phosphorsäuredi-n-butylester und Phosphorsäurediphenylester; Phosphonsäure und Derivate davon, wie deren Ester, wie Phosphonsäuredimethylester, Phosphonsäuredi-n-butylester, Phenylphosphonsäure, Phosphonsäurediphenylester und Phosphonsäuredibenzylester; und Phosphinsäure und Derivate davon, wie deren Ester einschließlich Phenylphosphinsäure.
  • In einigen Ausführungsformen umfassen die Quencher Photobasen-Generatoren und photo-zersetzbare Basen. In Ausführungsformen, in denen die Quencher Photobasengeneratoren (PBG) sind, umfassen die PBG quaternäre Ammoniumdithiocarbamate, α-Aminoketone, Oxim-Urethan-haltige Moleküle wie Dibenzophenonoxim-Hexamethylendiurethan, Ammoniumtetraorganylboratsalze und N-(2-Nitrobenzyloxycarbonyl)-cyclische Amine, Kombinationen davon oder dergleichen.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Quencher eine photo-zersetzbare Base (PBD), wie z.B. Triphenylsulfoniumhydroxid.
  • Die einzelnen Komponenten des Photoresists werden in ein Lösungsmittel gegeben, um das Mischen und Ausgeben des Photoresists zu unterstützen. Um das Mischen und Ausgeben des Photoresists zu unterstützen, wird das Lösungsmittel zumindest teilweise basierend auf den Materialien, die für das Polymerharz ausgewählt werden, sowie basierend auf den PACs oder anderen Additiven ausgewählt. In einigen Ausführungsformen wird das Lösungsmittel so gewählt, dass das Polymerharz und die Additive gleichmäßig in dem Lösungsmittel gelöst und auf die zu strukturierende Schicht aufgetragen werden können.
  • Ein weiteres Additiv, das einigen Ausführungsformen des Photoresists zugesetzt wird, ist ein Stabilisator, der dazu beiträgt, eine unerwünschte Diffusion der während der Belichtung des Photoresists erzeugten Säuren zu verhindern. In einigen Ausführungsformen umfasst der Stabilisator stickstoffhaltige Verbindungen einschließlich aliphatischer primärer, sekundärer und tertiärer Amine; zyklische Amine einschließlich Piperidine, Pyrrolidine, Morpholine; aromatische Heterozyklen einschließlich Pyridine, Pyrimidine, Purine; Imine einschließlich Diazabicycloundecen, Guanidine, Imide, Amide oder dergleichen. Alternativ können in einigen Ausführungsformen auch Ammoniumsalze für den Stabilisator einschließlich Ammonium-, primäre, sekundäre, tertiäre und quaternäre Alkyl- und Aryl-Ammoniumsalze von Alkoxiden einschließlich Hydroxid, Phenolate, Carboxylate, Aryl- und Alkylsulfonate, Sulfonamide oder dergleichen verwendet werden. Andere kationische stickstoffhaltige Verbindungen einschließlich Pyridiniumsalze und Salze anderer heterocyclischer stickstoffhaltiger Verbindungen mit Anionen wie Alkoxiden einschließlich Hydroxid, Phenolaten, Carboxylaten, Aryl- und Alkylsulfonaten, Sulfonamiden oder dergleichen werden in einigen Ausführungsformen verwendet.
  • Ein weiteres Additiv in einigen Ausführungsformen des Photoresists ist ein Auflösungsinhibitor, um die Auflösung des Photoresists während der Entwicklung zu kontrollieren. In einer Ausführungsform können Gallensalzeester als Auflösungsinhibitor verwendet werden. Spezifische Beispiele für Auflösungsinhibitoren in einigen Ausführungsformen sind Cholsäure, Desoxycholsäure, Lithocholsäure, t-Butyl-Desoxycholat, t-Butyl-Lithocholat und t-Butyl-3-Acetyl-Lithocholat.
  • Ein weiteres Additiv in einigen Ausführungsformen des Photoresists ist ein Weichmacher. Weichmacher können verwendet werden, um Delaminierung und Rissbildung zwischen dem Photoresist und darunter liegenden Schichten (z.B. der zu strukturierenden Schicht) zu reduzieren. Zu den Weichmachern gehören monomere, oligomere und polymere Weichmacher, wie z.B. Oligo- und Polyethylenglykolether, cycloaliphatische Ester und nicht sauer reagierende, steroid-abgeleitete Materialien. Spezifische Beispiele für Materialien, die als Weichmacher in einigen Ausführungsformen verwendet werden, umfassen Dioctylphthalat, Didodecylphthalat, Triethylenglykoldicaprylat, Dimethylglykolphthalat, Tricresylphosphat, Dioctyladipat, Dibutylsebacat, Triacetylglycerin oder dergleichen.
  • Ein Färbemittel ist ein weiteres Additiv, das in einigen Ausführungsformen des Photoresists enthalten ist. Mittels des Färbemittels prüft ein Beobachter das Photoresist und findet eventuelle Fehler, die vor der weiteren Verarbeitung zu beheben sind. In einigen Ausführungsformen ist das Färbemittel ein Triarylmethan-Farbstoff oder ein feinteiliges organisches Pigment. In einigen Ausführungsformen umfassen spezifische Beispiele für Materialien Kristallviolett, Methylviolett, Ethylviolett, Oil Blue #603, Victoria Pure Blue BOH, Malachitgrün, Diamantgrün, Phthalocyaninpigmente, Azopigmente, Ruß, Titanoxid, Brillantgrün-Farbstoff (C. I. 42020), Victoria Pure Blue FGA (Linebrow), Victoria BO (Linebrow) (C. I. 42595), Victoria Blue BO (C. I. 44045), Rhodamin 6G (C. I. 45160), Benzophenonverbindungen, wie 2,4-Dihydroxybenzophenon und 2,2',4,4'-Tetrahydroxybenzophenon; Salicylsäureverbindungen, wie Phenylsalicylat und 4-t-Butylphenylsalicylat; Phenylacrylatverbindungen, wie Ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat und 2'-Ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat; Benzotriazolverbindungen wie 2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)-2H-benzotriazol und 2-(3-t-Butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl)-5-chlor-2H-benzotriazol; Cumarinverbindungen, wie 4-Methyl-7-diethylamino-1-benzopyran-2-on; Thioxanthonverbindungen wie Diethylthioxanthon; Stilbenverbindungen, Naphthalsäureverbindungen, Azofarbstoffe, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Iodgrün, Victoria-Blau, Kristallviolett, Titanoxid, Naphthalinschwarz, Photopia-Methylviolett, Bromphenolblau und Bromkresolgrün; Laserfarbstoffe wie Rhodamin G6, Cumarin 500, DCM (4-(Dicyanomethylen)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)), Kiton Rot 620, Pyrromethen 580 oder dergleichen. Zusätzlich können ein oder mehrere Farbstoffe in Kombination verwendet werden, um die gewünschte Färbung zu erzielen.
  • In einigen Ausführungsformen werden Haftadditive dem Photoresist zugesetzt, um die Haftung zwischen dem Photoresist und einer darunter liegenden Schicht zu fördern, auf die das Photoresist aufgetragen wird (z.B. die zu strukturierende Schicht). In einigen Ausführungsformen umfassen die Haftadditive eine Silanverbindung mit mindestens einem reaktiven Substituenten wie einer Carboxylgruppe, einer Methacryloylgruppe, einer Isocyanatgruppe und/oder einer Epoxidgruppe. Spezifische Beispiele für die Haftkomponenten sind Trimethoxysilylbenzoesäure, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, γ-Isocyanatpropyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, Benzimidazole und Polybenzimidazole, ein niederes hydroxyalkylsubstituiertes Pyridinderivat, eine stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung, Harnstoff, Thioharnstoff, eine phosphororganische Verbindung, 8-Oxychinolin, 4-Hydroxypteridin und Derivate, 1,10-Phenanthrolin und Derivate, 2,2'-Bipyridin und Derivate, Benzotriazole, Organophosphorverbindungen, Phenylendiaminverbindungen, 2-Amino-1-phenylethanol, N-Phenylethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, N-Ethylethanolamin und Derivate, Benzothiazol und ein Benzothiazolaminsalz mit einem Cyclohexylring und einem Morpholinring, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltriethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, 3-Methacryloyloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Kombinationen davon oder dergleichen.
  • In einigen Ausführungsformen werden dem Photoresist Oberflächenausgleichsmittel zugesetzt, um eine ebene Oberfläche des Photoresists zu unterstützen, so dass auftreffendes Licht nicht durch eine unebene Oberfläche nachteilig verändert wird. In einigen Ausführungsformen umfassen die Oberflächen-Nivellierungsmittel fluoraliphatische Ester, fluorierte Polyether mit Hydroxyl-Endgruppen, fluorierte Ethylenglykol-Polymere, Silikone, Acrylpolymer-Nivellierungsmittel, Kombinationen davon oder Ähnliches.
  • In einigen Ausführungsformen wird das Polymer zusammen mit den gewünschten Additiven oder anderen Mitteln dem Lösungsmittel für die Anwendung zugegeben. Nach der Zugabe wird das Gemisch dann gemischt, um eine homogene Zusammensetzung im gesamten Photoresist zu erreichen, um sicherzustellen, dass es keine Defekte gibt, die durch ungleichmäßiges Mischen oder eine inhomogene Zusammensetzung des Photoresists verursacht werden. Nach dem Mischen kann das Photoresist entweder bis zur Verwendung gelagert oder sofort verwendet werden.
  • Sobald das Photoresist bereitgestellt ist, wird es auf die zu strukturierende Schicht wie in 2 dargestellt aufgetragen, z.B. auf das Substrat 10, um eine Photoresistschicht 15 zu bilden. In einigen Ausführungsformen wird das Photoresist durch ein Verfahren wie z.B. ein Aufschleuder-Beschichtungsverfahren, ein Dip-Beschichtungsverfahren, ein Luftmesser-Beschichtungsverfahren, ein Curtain-Beschichtungsverfahren, ein Drahtstangen-Beschichtungsverfahren, ein Tiefdruck-Beschichtungsverfahren, ein Laminierungsverfahren, ein Extrusions-Beschichtungsverfahren, Kombinationen dieser Verfahren oder dergleichen aufgebracht. In einigen Ausführungsformen beträgt die Dicke der Photoresistschicht 15 etwa 10 nm bis etwa 300 nm.
  • Nachdem die Photoresistschicht 15 auf das Substrat 10 aufgebracht wird, wird in einigen Ausführungsformen ein Vor-Backvorgang S120 der Photoresistschicht durchgeführt, um das Photoresist vor der Bestrahlung auszuhärten und zu trocknen (siehe 1). Durch das Aushärten und Trocknen der Photoresistschicht 15 wird die Lösungsmittelkomponente entfernt, während das Polymerharz und die anderen ausgewählten Additive einschließlich eines PAC und eines Vernetzers zurückbleiben. In einigen Ausführungsformen wird das Vor-Backvorgang bei einer Temperatur durchgeführt, z.B. zwischen etwa 40° C und 120° C, die geeignet ist, das Lösungsmittel zu verdampfen, wobei die genaue Temperatur von den für das Photoresist gewählten Materialien abhängt. Das Vor-Backvorgang wird für eine Dauer durchgeführt, z.B. zwischen etwa 10 Sekunden und etwa 10 Minuten, die ausreicht, um die Photoresistschicht auszuhärten und zu trocknen.
  • 3A und 3B zeigen die selektive Belichtung der Photoresistschicht zur Bildung eines belichteten Bereichs 50 und eines nicht-belichteten Bereichs 52. In einigen Ausführungsformen wird die Belichtung durchgeführt, indem das mit Photoresist beschichtete Substrat in ein Photolithographie-Werkzeug platziert wird. Das Fotolithographie-Werkzeug umfasst eine Photomaske 30/65, eine Optik, eine Belichtungsstrahlungsquelle zur Bereitstellung der Strahlung 45/97 für die Belichtung und einen beweglichen Tisch zum Tragen und Bewegen des Substrats unter der Belichtungsstrahlung.
  • In einigen Ausführungsformen liefert die Strahlungsquelle (nicht dargestellt) Strahlung 45/97, wie z.B. ultraviolettes Licht, auf die Photoresistschicht 15, um eine Reaktion des Sensibilisators oder der PAC zu induzieren, der/die wiederum mit dem Polymerharz reagiert, um die Bereiche der Photoresistschicht, auf die die Strahlung 45/97 auftrifft, chemisch zu verändern. In einigen Ausführungsformen ist die Strahlung elektromagnetische Strahlung, wie z.B. g-Linie (Wellenlänge etwa 436 nm), i-Linie (Wellenlänge etwa 365 nm), tief ultraviolette Strahlung, extrem-ultraviolette Strahlung, Elektronenstrahlen oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen ist die Strahlungsquelle aus dem Folgenden ausgewählt: eine Quecksilberdampflampe, Xenonlampe, Kohlebogenlampe, ein KrF-Excimer-Laserlicht (Wellenlänge 248 nm), ein ArF-Excimer-Laserlicht (Wellenlänge 193 nm), ein F2-Excimer-Laserlicht (Wellenlänge 157 nm) oder ein CO2-Laser-angeregtes Sn-Plasma (extremes Ultraviolett, Wellenlänge 13,5 nm).
  • In einigen Ausführungsformen werden Optiken (nicht dargestellt) in dem Fotolithographie-Werkzeug verwendet, um die Strahlung zu erweitern, zu reflektieren oder anderweitig zu steuern, bevor oder nachdem die Strahlung 45/97 von der Photomaske 30/65 strukturiert wird. In einigen Ausführungsformen umfassen die Optiken eine oder mehrere Linsen, Spiegel, Filter und Kombinationen davon, um die Strahlung 45/97 entlang ihres Weges zu steuern.
  • In einigen Ausführungsformen erfolgt die Belichtung der Photoresistschicht 15 durch eine Immersionslithographie-Technik. Bei einer solchen Technik wird ein Immersionsmedium (nicht dargestellt) zwischen der Endoptik und der Photoresistschicht platziert und die Belichtungsstrahlung 45 durchdringt das Immersionsmedium.
  • Nachdem die Photoresistschicht 15 mit der Belichtungsstrahlung 45 belichtet wird, wird in einigen Ausführungsformen ein Nachbelichtungs-Backvorgang durchgeführt, um die Erzeugung, Verteilung und Reaktion der Säure zu unterstützen, die durch das Auftreffen der Strahlung 45 auf die PAC während der Belichtung erzeugt wird. Eine solche thermische Unterstützung hilft, chemische Reaktionen zu erzeugen oder zu verstärken, die chemische Unterschiede zwischen dem belichteten Bereich 50 und dem nicht-belichteten Bereich 52 innerhalb der Photoresistschicht 15 erzeugen. Diese chemischen Unterschiede bewirken ferner Unterschiede in der Löslichkeit zwischen dem belichteten Bereich 50 und dem nicht-belichteten Bereich 52. In einigen Ausführungsformen erfolgt das Nachbelichtungs-Backvorgang bei Temperaturen von etwa 70° C bis etwa 160° C für einen Zeitraum von etwa 20 Sekunden bis etwa 10 Minuten.
  • Die Einbindung des Vernetzers in die Photoresist-Zusammensetzung oder von Vernetzergruppen in dem Polymer in einigen Ausführungsformen trägt dazu bei, dass die Komponenten des Polymerharzes (z.B. die einzelnen Polymere) reagieren und sich miteinander verbinden, wodurch das Molekulargewicht des gebundenen Polymers erhöht wird. In einigen Ausführungsformen weist ein Ausgangspolymer eine Seitenkette mit einer Carbonsäure auf, die durch eine der zu entfernenden Gruppen/der säurelabilen Gruppen geschützt wird. Die zu entfernenden Gruppen werden in einer Entschützungsreaktion (de-protecting reaction) entfernt, die durch ein Proton H+ initiiert wird, das z.B. durch den Photosäure-Generator entweder während des Belichtungsprozesses oder während des Nachbelichtungs-Backvorgangs erzeugt wird. Das H+ entfernt zunächst die zu entfernenden Gruppen/die säurelabilen Gruppen und ein anderes Wasserstoffatom kann die entfernte Struktur ersetzen, um ein entschütztes Polymer zu bilden. Nach der Entschützung erfolgt eine Vernetzungsreaktion zwischen zwei getrennten entschützten Polymeren, die die Entschützungsreaktion durchlaufen haben, und dem Vernetzer oder den Vernetzergruppen in einer Vernetzungsreaktion. Insbesondere werden die Wasserstoffatome innerhalb der durch die Entschützungsreaktion gebildeten Carboxylgruppen entfernt und die Sauerstoffatome reagieren mit dem Vernetzer oder der Vernetzergruppe und werden an diese gebunden. Durch diese Bindung des Vernetzers oder der Vernetzergruppe an zwei Polymere werden die beiden Polymere über den Vernetzer oder die Vernetzergruppe miteinander verbunden, wodurch ein vernetztes Polymer entsteht.
  • Durch die Erhöhung des Molekulargewichts der Polymere durch die Vernetzungsreaktion wird das neue vernetzte Polymer weniger löslich in herkömmlichen organischen Lösungsmittel-Negativresist-Entwicklern.
  • In einigen Ausführungsformen enthält der Photoresist-Entwickler 57 ein Lösungsmittel und eine Säure oder eine Base. In einigen Ausführungsformen beträgt die Konzentration des Lösungsmittels in dem Entwickler etwa 60 Gew.-% bis etwa 99 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Photoresist-Entwicklers. Die Säure- oder Basenkonzentration beträgt etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Photoresist-Entwicklers. In bestimmten Ausführungsformen beträgt die Säure- oder Basenkonzentration in dem Entwickler von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Photoresist-Entwicklers.
  • In einigen Ausführungsformen wird der Entwickler 57 durch ein Aufschleuderverfahren auf die Photoresistschicht 15 aufgetragen. Beim Aufschleuderverfahren wird der Entwickler 57 von oben auf die Photoresistschicht 15 aufgetragen, während das mit Photoresist beschichtete Substrat gedreht wird, wie in 4 gezeigt. In einigen Ausführungsformen wird der Entwickler 57 mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 ml/min bis etwa 800 ml/min zugeführt, während das mit Photoresist beschichtete Substrat 10 mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 U/min bis etwa 2000 U/min gedreht wird. In einigen Ausführungsformen weist der Entwickler eine Temperatur von etwa 10° C bis etwa 80° C auf. Der Entwicklungsvorgang dauert in einigen Ausführungsformen etwa 30 Sekunden bis etwa 10 Minuten.
  • Der Aufschleudervorgang ist zwar ein geeignetes Verfahren zum Entwickeln der Photoresistschicht 15 nach der Belichtung, dient aber nur zur Veranschaulichung und schränkt die Ausführungsform nicht ein. Vielmehr können alternativ beliebige geeignete Entwicklungsverfahren einschließlich Dip-Verfahren, Pfützen-Verfahren und Aufsprüh-Verfahren verwendet werden. Alle derartigen Entwicklungsverfahren sind in den Geltungsbereich der Ausführungsformen einbezogen.
  • Während des Entwicklungsprozesses löst der Entwickler 57 die nicht-belichteten Bereiche 52 des Negativton-Resists auf, wodurch die Oberfläche des Substrats 10, wie in 5 gezeigt, belichtet wird und gut definierte (hoch aufgelöste) belichtete Photoresistbereiche 50 zurückbleiben, die eine bessere Auflösung (Definition) aufweisen als bei der herkömmlichen Photoresist-Fotolithographie.
  • Nach dem Entwicklungsvorgang S150 wird der verbleibende Entwickler von dem strukturierten, mit Photoresist bedeckten Substrat entfernt. In einigen Ausführungsformen wird der verbleibende Entwickler durch ein Schleuderverfahren entfernt, obwohl jede geeignete Entfernungstechnik verwendet werden kann. Nachdem die Photoresistschicht 15 entwickelt wird und der restliche Entwickler entfernt wird, wird eine weitere Verarbeitung durchgeführt, während die strukturierte Photoresistschicht 50 vorhanden ist. Beispielsweise wird in einigen Ausführungsformen ein Ätzvorgang unter Verwendung von Trocken- oder Nassätzen durchgeführt, um die Struktur der Photoresistschicht 50 auf das darunter liegende Substrat 10 zu übertragen, wodurch Aussparungen 55' gebildet werden, wie in 6 gezeigt. Das Substrat 10 weist einen anderen Ätzwiderstand auf als die Photoresistschicht 15. In einigen Ausführungsformen ist das Ätzmittel selektiv für das Substrat 10 gegenüber der Photoresistschicht 15.
  • In einigen Ausführungsformen enthalten das Substrat 10 und die Photoresistschicht 15 mindestens ein ätzresistentes Molekül. In einigen Ausführungsformen umfasst das ätzresistente Molekül ein Molekül mit einer Struktur mit einer niedrigen Onishi-Zahl, einer Doppelbindung, einer Dreifachbindung, Silizium, Siliziumnitrid, Titan, Titannitrid, Aluminium, Aluminiumoxid, Siliziumoxynitrid, Kombinationen davon oder dergleichen.
  • In einigen Ausführungsformen wird eine zu strukturierende Schicht 60 über dem Substrat angeordnet, wie in 17 dargestellt, bevor die Photoresistschicht gebildet wird. In einigen Ausführungsformen ist die zu strukturierende Schicht 60 eine Metallisierungsschicht oder eine dielektrische Schicht, wie z.B. eine Passivierungsschicht, die über einer Metallisierungsschicht angeordnet ist. In Ausführungsformen, in denen die zu strukturierende Schicht 60 eine Metallisierungsschicht ist, wird die zu strukturierende Schicht 60 aus einem leitfähigen Material unter Verwendung von Metallisierungsprozessen und Metallabscheidungstechniken einschließlich chemischer Gasphasenabscheidung, Atomlagenabscheidung und physikalischer Gasphasenabscheidung (Sputtern) gebildet. Wenn die zu strukturierende Schicht 60 eine dielektrische Schicht ist, wird die zu strukturierende Schicht 60 durch Verfahren zur Bildung dielektrischer Schichten gebildet, z.B. durch thermische Oxidation, chemische Gasphasenabscheidung, Atomlagenabscheidung und physikalische Gasphasenabscheidung.
  • Die Photoresistschicht 15 wird anschließend selektiv mit aktinischer Strahlung 45/97 belichtet, um belichtete Bereiche 50 und nicht-belichtete Bereiche 52 in der Photoresistschicht zu bilden, wie in 18A und 18B gezeigt und hierin mit Bezug auf 3A und 3B beschrieben. Wie hierin erläutert, ist das Photoresist ein negatives Photoresist, wobei in einigen Ausführungsformen eine Polymervernetzung in den belichteten Bereichen 50 auftritt.
  • Wie in 19 gezeigt, wird die belichtete Photoresistschicht 15 entwickelt, indem der Entwickler 57 von einem Spender 62 ausgegeben wird, um eine Struktur von Photoresistöffnungen 55 zu bilden, wie in 20 gezeigt. Der Entwicklungsvorgang ist ähnlich wie vorstehend mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben.
  • Dann wird die Struktur 55 in der Photoresistschicht 15 wie in 21 dargestellt durch einen Ätzvorgang auf die zu strukturierende Schicht 60 übertragen und die Photoresistschicht wird entfernt, wie vorstehend mit Bezug auf 6 erläutert, um eine Struktur 55" in der zu strukturierenden Schicht 60 zu bilden.
  • Andere Ausführungsformen umfassen andere Operationen vor, während oder nach den vorstehend beschriebenen Operationen. In einigen Ausführungsformen umfassen die hierin offenbarten Verfahren: Bilden von Halbleiterbauelementen einschließlich FinFET-Strukturen (Fin-Field Effect Transistor). In einigen Ausführungsformen werden mehrere aktive Finnen auf dem Halbleitersubstrat gebildet. Solche Ausführungsformen umfassen ferner das Ätzen des Substrats durch die Öffnungen einer strukturierten Hartmaske, um Gräben in dem Substrat zu bilden; Füllen der Gräben mit einem dielektrischen Material; Durchführen eines chemisch-mechanischen Polierprozesses (CMP), um flache Grabenisolationsmerkmale (STI) zu bilden; und epitaktisches Aufwachsen oder Aussparen der STI-Merkmale, um finnenartige aktive Bereiche zu bilden. In einigen Ausführungsformen werden eine oder mehrere Gate-Elektroden auf dem Substrat gebildet. In einigen Ausführungsformen werden Gate-Abstandshalter, dotierte Source/Drain-Bereiche, Kontakte für Gate-/Source/Drain-Funktionen usw. gebildet. In anderen Ausführungsformen wird eine Ziel-Struktur als Metallleitungen in einer mehrschichtigen Interconnect-Struktur gebildet. Beispielsweise können die Metallleitungen in einer ILD-Schicht (Interlayer Dielectric Layer) des Substrats gebildet werden, die geätzt wurde, um mehrere Gräben zu bilden. Die Gräben können mit einem leitfähigen Material wie z.B. einem Metall gefüllt werden; und das leitfähige Material kann durch ein Verfahren wie die chemisch-mechanischen Planarisierung (CMP) poliert werden, um die strukturierte ILD-Schicht freizulegen, wodurch die Metallleitungen in der ILD-Schicht gebildet werden. Die obigen Beispiele sind nicht einschränkende Beispiele für Vorrichtungen/Strukturen, die durch das hier beschriebene Verfahren hergestellt und/oder verbessert werden können.
  • In einigen Ausführungsformen werden aktive Komponenten wie Dioden, Feldeffekttransistoren (FETs), Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET), komplementäre Metalloxid-Halbleiter-Transistoren (CMOS), Bipolartransistoren, Hochspannungstransistoren, Hochfrequenztransistoren, FinFETs, andere dreidimensionale (3D) FETs, MetallOxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET), komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter-Transistoren (CMOS), Bipolartransistoren, Hochspannungstransistoren, Hochfrequenztransistoren, andere Speicherzellen und Kombinationen davon gebildet werden, gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
  • Die neuartigen Zusammensetzungen, photolithographischen Strukturierungsverfahren und Halbleiterherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung bieten eine höhere Auflösung und Dichte der Halbleiterbauelemente bei einem höheren Wafer-Belichtungsdurchsatz mit reduzierten Defekten in einem Prozess mit höherer Effizienz als herkömmliche Strukturierungstechniken. Die neuartigen Photoresist-Zusammensetzungen und Verfahren bieten eine verbesserte Erzeugung von Sekundärelektronen und eine erhöhte Vernetzungseffizienz, was die Verwendung einer reduzierten Belichtungsenergie zur Strukturierung des Photoresists ermöglicht. Die neuartigen Photoresist-Zusammensetzungen und Verfahren bieten außerdem mehr Vernetzungsstellen und eine höhere Vernetzungseffizienz.
  • Eine Ausführungsform der Offenbarung ist ein Verfahren zur Bildung einer Struktur in einer Photoresistschicht, umfassend: Bilden einer Photoresistschicht über einem Substrat und selektives Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung, um eine latente Struktur zu bilden. Die latente Struktur wird durch Aufbringen eines Entwicklers auf die selektiv belichtete Photoresistschicht entwickelt, um eine Struktur zu bilden. Die Photoresistschicht enthält eine Photoresist-Zusammensetzung mit einer photoaktiven Verbindung und einem Polymer. Das Polymer enthält eine oder mehrere Iod- oder Iodgruppen, die an das Polymer gebunden sind. Das Polymer enthält eine oder mehrere Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe und die Vernetzergruppe ist eine oder mehrere von Folgenden:
    Figure DE102020131427B4_0009
    wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; und wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist. Oder die Photoresist-Zusammensetzung enthält eine photoaktive Verbindung, ein Polymer und einen Vernetzer mit zwei bis sechs Vernetzergruppen, wobei die Vernetzergruppen eine oder mehrere von -R1E, -R1ORa, -R1NRa2, -R1C=C oder -R1C=C sind, wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; wobei E eine Epoxygruppe ist; und wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist. In einer Ausführungsform weist das Polymer eine Iodgruppe auf, die an das Polymer gebunden ist, und die Iodgruppe ist eine oder mehrere von Folgenden: eine C6-C30-Iodbenzylgruppe, eine C1-C30-Iodalkylgruppe, eine C3-C30-Iodcycloalkylgruppe, eine C1-C30-Iodhydroxylalkylgruppe, eine C2-C30-Iodalkoxygruppe, eine C3-C30-Iodalkoxyalkylgruppe eine C1-C30-Iodacetylgruppe, eine C2-C30-Iodacetylalkylgruppe, eine C1-C30-Iodcarboxylgruppe, eine C2-C30-Iodalkylcarboxylgruppe, eine C4-C30-Iodcycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Iodkohlenwasserstoffring oder eine C3-C30-Iodheterozyklusgruppe. In einer Ausführungsform enthält das Polymer eine oder mehrere Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe. In einer Ausführungsform sind die Vernetzergruppen über R1 an eine Melaminverbindung oder eine Tetramethylolglykolurilverbindung gebunden. In einer Ausführungsform enthält das Polymer eine oder mehrere säurelabile Gruppen. In einer Ausführungsform ist die säurelabile Gruppe eine oder mehrere von Folgenden: eine C6-C15-Iodbenzylgruppe, eine C4-C15-Iodalkylgruppe, eine C4-C15-Iodcycloalkylgruppe, eine C4-C15-Iodhydroxylalkylgruppe, eine C4-C15-Iodalkoxygruppe oder eine C4-C15-Iodalkoxyalkylgruppe. In einer Ausführungsform ist die photoaktive Verbindung ein Photosäure-Generator. In einer Ausführungsform ist der Photosäure-Generator ein Sulfonium. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erhitzen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 70 °C bis 160 °C nach der Bildung einer latenten Struktur und vor dem Auftragen eines Entwicklers. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erhitzen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 40 °C bis 120 °C vor der selektiven Belichtung der Photoresistschicht. In einer Ausführungsform ist die aktinische Strahlung extreme Ultraviolettstrahlung.
  • Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, umfassend: Bilden einer Photoresistschicht über einem Substrat. Die Photoresistschicht enthält eine photoaktive Verbindung und ein Polymer gemäß einer Formel:
    Figure DE102020131427B4_0010
    Figure DE102020131427B4_0011
    wobei X1, X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere von Folgenden sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe; wobei A1 eine oder mehrere C6-C15-Benzylgruppen, C4-C15-Alkylgruppen, C4-C15-Cycloalkylgruppen, C4-C15-Hydroxyalkylgruppen, C4-C15-Alkoxygruppen oder C4-C15-Alkoxyalkylgruppen ist, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei B1, B2 und B3 unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodalkylgruppe sind; wobei S1, S2, S3 und S4 unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe sind, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; F1 ein C1-C5-Fluorkohlenstoff oder C1-C5-Iodfluorkohlenstoff ist; und 0 ≤ x/(x+y+z) ≤ 1, 0 ≤ y/(x+y+z) ≤ 1 und 0 ≤ z/(x+y+z) ≤ 1, wobei mindestens zwei von x/(x+y+z), y/(x+y+z) oder z/(x+y+z) größer als 0 und kleiner als 1 sind; oder ein Polymer gemäß einer Formel:
    Figure DE102020131427B4_0012
    wobei X1, X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere von Folgenden sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe; wobei B1 und B3 unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodoalkylgruppe sind; wobei S1, S2, S3 und S4 unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei F1 ein C1-C5-Fluorkohlenstoff oder C1-C5-Iodfluorkohlenstoff ist; und wobei 0 ≤ x/(x+z) ≤ 1 und 0 ≤ z/(x+z) ≤ 1, wobei mindestens eines von X1, X2 oder X3 I ist, wobei mindestens eines von B1 oder B3 oder mindestens eines von S1, S2, S3 oder S4 I enthält; Bilden einer latenten Struktur in der Photoresistschicht durch strukturiertes Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung; Aufbringen eines Entwicklers auf die strukturiert belichtete Photoresistschicht, um eine Struktur zu bilden, das einen Abschnitt des Substrats belichtet; und Erweitern der Struktur in das Substrat. In einer Ausführungsform umfasst das Erweitern der Struktur in das Substrat das Ätzen des Substrats. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erhitzen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 70 °C bis 160 °C nach der Bildung einer latenten Struktur und vor dem Aufbringen eines Entwicklers. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erhitzen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 40 °C bis 120 °C vor der Bildung einer latenten Struktur. In einer Ausführungsform ist die aktinische Strahlung extreme ultraviolette Strahlung. In einer Ausführungsform umfasst die Photoresistschicht ferner einen Vernetzer, wobei die Konzentration des Vernetzers 0,5 Gew.-% bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Vernetzers und des Polymers beträgt. In einer Ausführungsform enthält der Vernetzer zwei bis sechs Vernetzergruppen, wobei die Vernetzergruppen eine oder mehrere von -R1E, -R1ORa, -R1NRa2, -R1C=C oder -R1C=C sind, wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; wobei E eine Epoxygruppe ist; und wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist. In einer Ausführungsform sind die Vernetzergruppen über R1 an eine Melaminverbindung oder eine Tetramethylolglykolurilverbindung gebunden. In einer Ausführungsform umfasst das Polymer Monomer-Einheiten mit seitenständigen Vernetzergruppen, wobei die Monomer-Einheiten eine oder mehrere von Folgenden sind:
    Figure DE102020131427B4_0013
    wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; und wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein C3-C8-gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ist eine Photoresist-Zusammensetzung, die eine photoaktive Verbindung und ein Polymer mit der folgenden Formel enthält:
    Figure DE102020131427B4_0014
    oder
    Figure DE102020131427B4_0015
    wobei X1, X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere der folgenden Gruppen sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe; wobei A1 eine oder mehrere von einer C6-C15-Benzylgruppe, C4-C15-Alkylgruppe, einer C4-C15-Cycloalkylgruppe, einer C4-C15-Hydroxyalkylgruppe, einer C4-C15-Alkoxygruppe oder einer C4-C15-Alkoxyalkylgruppe ist, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei B1, B2 und B3 unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodoalkylgruppe sind; wobei S1, S2, S3 und S4 unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe sind, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei F1 ein C1-C5-Fluorkohlenstoff oder C1-C5-Iodfluorkohlenstoff ist; und wobei 0 ≤ x/(x+y+z) ≤ 1, 0 ≤ y/(x+y+z) ≤ 1 und 0 ≤ z/(x+y+z) ≤ 1, wobei mindestens zwei von x/(x+y+z), y/(x+y+z) oder z/(x+y+z) größer als 0 und kleiner als 1 sind; wobei mindestens eines von X1, X2 oder X3 I enthält; mindestens eines von B1, B2 oder B3 I enthält; oder wobei mindestens eines von S1, S2, S3 oder S4 I enthält; oder ein Polymer gemäß einer Formel:
    Figure DE102020131427B4_0016
    wobei X1, X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere von Folgenden sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe; wobei B1 und B3 unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodoalkylgruppe sind; wobei S1, S2, S3 und S4 unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe sind, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei F1 ein C1-C5-Fluorkohlenstoff oder ein C1-C5-Iod-Fluorkohlenstoff ist; und wobei 0 ≤ x/(x+z) ≤ 1 und 0 ≤ z/(x+z) ≤ 1, wobei mindestens eines von X1 oder X3 I enthält, wobei mindestens eines von B1 oder B2 I enthält; oder mindestens eines von S1, S2, S3 oder S4 I enthält. In einer Ausführungsform ist eines oder mehrere von X1, X2, X3 oder A1 eine dreidimensionale Struktur. In einer Ausführungsform ist die dreidimensionale Struktur eine Adamantylstruktur oder eine Norbornylstruktur. In einer Ausführungsform beträgt die Konzentration von Iod in dem Polymer 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers. In einer Ausführungsform enthält die Photoresist-Zusammensetzung einen Vernetzer. In einer Ausführungsform beträgt die Konzentration des Vernetzers 0,5 Gew.-% bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Vernetzers und des Polymers. In einer Ausführungsform enthält der Vernetzer zwei bis sechs Vernetzergruppen, wobei die Vernetzergruppen eine oder mehrere von - R1E, -R1ORa, -R1NRa2, -R1C=C oder -R1C=C sind, wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; wobei E eine Epoxygruppe ist; und wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist. In einer Ausführungsform sind die Vernetzergruppen über R1 an eine Melaminverbindung oder eine Tetramethylolglykolurilverbindung gebunden. In einer Ausführungsform ist die photoaktive Verbindung ein Photosäure-Generator. In einer Ausführungsform ist der Photosäure-Generator ein Onium.
  • Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ist ein Verfahren zur Bildung einer Struktur in einer Photoresistschicht, umfassend: Bilden einer Resistschicht über einem Substrat und Bilden einer Struktur in der Resistschicht. Die Resistschicht enthält eine Resistzusammensetzung mit einem Photosäure-Generator und einem Polymer. Das Polymer enthält einen Sensibilisator, der an das Polymer gebunden ist, und das Polymer enthält eine oder mehrere Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe, und die Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe sind eine oder mehrere von Folgenden:
    Figure DE102020131427B4_0017
    wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; und Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist; oder ein Polymer; und ein Vernetzer mit zwei bis sechs Vernetzergruppen, wobei die Vernetzergruppen eine oder mehrere von -R1E, -R1ORa, - R1NRa2, -R1C=C oder -R1C=C sind, wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; wobei E eine Epoxygruppe ist; und wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist. In einer Ausführungsform ist der Vernetzer eine von dem Polymer getrennte Komponente und die Konzentration des Vernetzers beträgt 0,5 Gew.-% bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Vernetzers und des Polymers. In einer Ausführungsform sind die Vernetzergruppen über R1 an eine Melaminverbindung oder eine Tetramethylolglykolurilverbindung gebunden. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erhitzen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 70 °C bis 160 °C nach dem selektiven Belichten mit aktinischer Strahlung und vor dem Entwickeln. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erhitzen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 40 °C bis 120 °C vor der selektiven Belichtung mit aktinischer Strahlung. In einer Ausführungsform enthält das Polymer eine oder mehrere säurelabile Gruppen. In einer Ausführungsform ist die säurelabile Gruppe eine oder mehrere von einer C6-C15-Iodbenzylgruppe, C4-C15-Iodalkylgruppe, einer C4-C15-Iodcycloalkylgruppe, einer C4-C15-Iodhydroxylalkylgruppe, einer C4-C15-Iodalkoxygruppe oder einer C4-C15-Iodalkoxyalkylgruppe. In einer Ausführungsform ist die aktinische Strahlung extreme Ultraviolettstrahlung.
  • Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ist eine Photoresist-Zusammensetzung, die eine photoaktive Verbindung und ein Polymer gemäß folgender Formel enthält:
    Figure DE102020131427B4_0018
    Figure DE102020131427B4_0019
    wobei X1, X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere von Folgenden sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe; wobei A1 eine oder mehrere von einer C6-C15-Benzylgruppe, C4-C15-Alkylgruppe, einer C4-C15-Cycloalkylgruppe, einer C4-C15-Hydroxyalkylgruppe, einer C4-C15-Alkoxygruppe oder einer C4-C15-Alkoxyalkylgruppe ist, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei B1, B2 und B3 unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodoalkylgruppe sind; wobei S1, S2, S3 und S4 unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe sind, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei F1 C1-Cs-Fluorkohlenstoff oder C1-C5-Iodfluorkohlenstoff ist; und wobei 0 ≤ x/(x+y+z) ≤ 1, 0 ≤ y/(x+y+z) ≤ 1 und 0 ≤ z/(x+y+z) ≤ 1, wobei mindestens zwei von x/(x+y+z), y/(x+y+z) oder z/(x+y+z) größer als 0 und kleiner als 1 sind, wobei mindestens eines von X1, X2 oder X3 I enthält; wobei mindestens eines von B1, B2 oder B3 I enthält; oder wobei mindestens eines von S1, S2, S3 oder S4 I enthält; oder ein Polymer gemäß folgender Formel:
    Figure DE102020131427B4_0020
    wobei X1, X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere der folgenden Gruppen sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe; wobei B1 und B3 unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodoalkylgruppe sind; wobei S1, S2, S3 und S4 unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe sind, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei F1 ein C1-C5-Fluorkohlenstoff oder C1-C5-Iod-Fluorkohlenstoff ist; wobei 0 ≤ x/(x+z) ≤ 1 und 0 ≤ z/(x+z) ≤ 1, wobei mindestens eines von X1, X2 oder X3 I enthält, wobei mindestens eines von B1 oder B2I enthält; oder wobei mindestens eines von S1, S2, S3 oder S4 I enthält. Das Polymer umfasst ferner Monomer-Einheiten mit seitenständigen Vernetzergruppen, wobei die Monomer-Einheiten mit seitenständigen Vernetzergruppen eines oder mehrere von sind:
    Figure DE102020131427B4_0021
    wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C2o-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; und wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist. In einer Ausführungsform ist eines oder mehrere von X1, X2, X3 oder A1 eine dreidimensionale Struktur. In einer Ausführungsform ist die dreidimensionale Struktur eine Adamantylstruktur oder eine Norbornylstruktur. In einer Ausführungsform beträgt die Konzentration von Iod in dem Polymer 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers. In einer Ausführungsform ist F1 eine perfluorierte Gruppe. In einer Ausführungsform enthält die Photoresist-Zusammensetzung ein Lösungsmittel. In einer Ausführungsform hat das Polymer ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 500 bis 1.000.000. In einer Ausführungsform hat das Polymer ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 2.000 bis 250.000. In einer Ausführungsform enthält die Photoresist-Zusammensetzung ein Metalloxid-Nanopartikel und einen oder mehrere organische Liganden. In einer Ausführungsform beträgt die Konzentration der Monomer-Einheiten mit anhängenden Vernetzergruppen in dem Polymer 0,5 mol% bis 50 mol%.
  • Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ist eine Photoresist-Zusammensetzung, die einen Photosäure-Generator und ein Polymer enthält. Das Polymer hat einen Sensibilisator, der an das Polymer gebunden ist. Das Polymer enthält eine oder mehrere Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe, und die Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe sind eine oder mehrere von Folgenden:
    Figure DE102020131427B4_0022
    wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; und wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist; oder ein Polymer mit einem an das Polymer gebundenen Sensibilisator; und einen Vernetzer mit zwei bis sechs Vernetzergruppen, wobei die Vernetzergruppen eine oder mehrere von -R1E, -R1ORa, -R1NRa2, -R1C=C oder -R1C=C sind, wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist; wobei E eine Epoxygruppe ist; und wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine C3-C8-heterocyclische Gruppe ist. In einer Ausführungsform ist der Vernetzer eine von dem Polymer getrennte Komponente und die Konzentration des Vernetzers beträgt 0,5 Gew.-% bis 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Vernetzers und des Polymers. In einer Ausführungsform beträgt die Konzentration der Vernetzer-Monomer-Einheiten in dem Polymer 0,5 Mol-% bis 50 Mol-%. In einer Ausführungsform enthält das Polymer eine oder mehrere säurelabile Gruppen. In einer Ausführungsform ist die säurelabile Gruppe eine oder mehrere aus einer C6-C15-Iodbenzylgruppe, einer C4-C15-Iodalkylgruppe, einer C4-C15-Iodcycloalkylgruppe, einer C4-C15-Iodhydroxylalkylgruppe, einer C4-C15-Iodalkoxygruppe oder einer C4-C15-Iodalkoxyalkylgruppe. In einer Ausführungsform hat das Polymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 500 bis 1.000.000. In einer Ausführungsform hat das Polymer ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 2.000 bis 250.000. In einer Ausführungsform enthält die Photoresist-Zusammensetzung ein Metalloxid-Nanopartikel und einen oder mehrere organische Liganden.
  • Vorstehend sind Merkmale mehrerer Ausführungsformen oder Beispiele umrissen, damit der Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Der Fachmann sollte erkennen, dass die vorliegende Offenbarung ohne weiteres als Grundlage für die Entwicklung oder Modifizierung anderer Verfahren und Strukturen zur Durchführung derselben Zwecke und/oder zum Erreichen derselben Vorteile der hier vorgestellten Ausführungsformen oder Beispiele verwendet werden kann.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Bilden einer Struktur in einer Photoresistschicht, umfassend: Bilden einer Photoresistschicht über einem Substrat; selektives Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung, um eine latente Struktur zu bilden; und Entwickeln der latenten Struktur durch Aufbringen eines Entwicklers auf die selektiv belichtete Photoresistschicht, um eine Struktur zu bilden, wobei die Photoresistschicht eine Photoresist-Zusammensetzung enthält, die eine photoaktive Verbindung enthält; und ein Polymer, wobei das Polymer eine oder mehrere von Folgenden enthält: Iod oder eine Iodgruppe, die an das Polymer gebunden ist, und wobei das Polymer eine oder mehrere Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe enthält, und wobei die Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe eine oder mehrere von Folgenden sind:
    Figure DE102020131427B4_0023
     wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist, wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C3-C8-Gruppe; oder ein Polymer; und einen Vernetzer mit zwei bis sechs vernetzenden Gruppen, wobei die vernetzende Gruppe -R1C=C ist, wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Polymer eine an das Polymer gebundene Iodgruppe aufweist, wobei die Iodgruppe eine oder mehrere von Folgenden ist: eine C6-C30-Iodbenzylgruppe, eine C1-C30-Iodalkylgruppe, eine C3-C30-Iodcycloalkylgruppe, eine C1-C30-Iodhydroxylalkylgruppe, eine C2-C30-Iodalkoxygruppe, eine C3-C30-Iodalkoxyalkylgruppe, eine C1-C30-Iodacetylgruppe, eine C2-C30-Iodacetylalkylgruppe, eine C1-C30-Iodcarboxylgruppe, eine C2-C30-Iodalkylcarboxylgruppe, eine C4-C30-Iodcycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Iodkohlenwasserstoffring oder eine C3-C30-Iodheterozyklusgruppe.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vernetzenden Gruppen über R1 an eine Melaminverbindung oder eine Tetramethylolglykoluril-Verbindung gebunden sind.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polymer eine oder mehrere säurelabile Gruppen enthält.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die säurelabile Gruppe eine oder mehrere von Folgenden ist: eine C6-C15-Iodbenzylgruppe, eine C4-C15-Iodalkylgruppe, eine C4-C15-Iodcycloalkylgruppe, eine C4-C15-Iodhydroxylalkylgruppe, eine C4-C15-Iodalkoxygruppe oder eine C4-C15-Iodalkoxyalkylgruppe.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die photoaktive Verbindung ein Photosäure-Generator ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Photosäure-Generator ein Sulfonium ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Erhitzen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 70 °C bis 160 °C, nach dem Bilden einer latenten Struktur und vor dem Aufbringen eines Entwicklers.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Erhitzen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 40 °C bis 120 °C, vor dem selektiven Belichten der Photoresistschicht.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktinische Strahlung extreme ultraviolette Strahlung ist.
  11. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, Bilden einer Photoresistschicht über einem Substrat, wobei die Photoresistschicht aufweist: - eine photoaktive Verbindung; und - ein Polymer gemäß folgender Formel:
    Figure DE102020131427B4_0024
     wobei X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere von Folgenden sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe; wobei X1 eine oder mehrere von Folgenden ist: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe; wobei A1 eine oder mehrere von Folgenden ist: eine C6-C15-Benzylgruppe, C4-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C4-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C4-C15-Alkoxygruppe oder eine C4-C15-Alkoxyalkylgruppe ist, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei B1, B2 und B3 unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodalkylgruppe sind; wobei S1, S2, S3 und S4 unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe sind, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei F1 C1-Cs-Fluorkohlenstoff oder C1-C5-Iod-Fluorkohlenstoff ist; und wobei 0 ≤ x/(x+y+z) ≤ 1, 0 ≤ y/(x+y+z) ≤ 1, und 0 ≤ z/(x+y+z) ≤ 1, wobei mindestens zwei von x/(x+y+z), y/(x+y+z) oder z/(x+y+z) größer als 0 und kleiner als 1 sind; oder ein Polymer gemäß folgender Formel:
    Figure DE102020131427B4_0025
    oder
    Figure DE102020131427B4_0026
     wobei X1, X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere von Folgenden sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Iod-heterocyclische Gruppe; wobei B1 und B3 unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodoalkylgruppe sind; wobei S1, S2, S3 und S4 unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe sind, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei F1 C1-Cs-Fluorkohlenstoff oder C1-C5-Iod-Fluorkohlenstoff ist; und wobei 0 < x/(x+z) < 1 und 0 < z/(x+z) < 1, wobei mindestens eines von X1, X2 oder X3 I enthält, wobei mindestens eines von B1 oder B3 oder mindestens eines von S1, S2, S3 oder S4 I enthält; wobei das Polymer eine oder mehrere von Folgenden enthält: Iod oder eine Iodgruppe, die an das Polymer gebunden ist, und wobei das Polymer eine oder mehrere Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe enthält, und wobei die Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe eine oder mehrere von Folgenden sind:
    Figure DE102020131427B4_0027
     wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist, wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C3-C8-Gruppe; Bilden einer latenten Struktur in der Photoresistschicht durch strukturiertes Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung; Aufbringen eines Entwicklers auf die strukturiert belichtete Photoresistschicht, um eine Struktur zu bilden, die einen Abschnitt des Substrats freilegt; und Erweitern der Struktur in das Substrat.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Erweitern der Struktur in das Substrat umfasst: Ätzen des Substrats.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, ferner umfassend: Erhitzen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 70 °C bis 160 °C, nach dem Bilden einer latenten Struktur und vor dem Aufbringen eines Entwicklers.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ferner umfassend: Erhitzen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 40 °C bis 120 °C, vor dem Bilden einer latenten Struktur.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die aktinische Strahlung extreme Ultraviolettstrahlung ist.
  16. Photoresist-Zusammensetzung, die enthält: eine photoaktive Verbindung; und ein Polymer gemäß folgender Formel:
    Figure DE102020131427B4_0028
    , oder
    Figure DE102020131427B4_0029
    wobei X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere von Folgenden sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe, wobei X1 eine oder mehrere von Folgenden ist: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe, wobei A1 eine oder mehrere von Folgenden ist: eine C6-C15-Benzylgruppe, C4-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C4-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C4-C15-Alkoxygruppe oder eine C4-C15-Alkoxyalkylgruppe, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist, wobei B1, B2 und B3 unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodalkylgruppe sind, wobei S1, S2, S3 und S4 unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe sind, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist, wobei F1 C1-C5-Fluorkohlenstoff oder C1-C5-Iod-Fluorkohlenstoff ist, und wobei 0 ≤ x/(x+y+z) ≤ 1, 0 ≤ y/(x+y+z) ≤ 1, und 0 ≤ z/(x+y+z) ≤ 1, wobei mindestens zwei von x/(x+y+z), y/(x+y+z) und z/(x+y+z) größer als 0 und kleiner als 1 sind, wobei mindestens eines von X1, X2 oder X3 I enthält, wobei mindestens eines von B1, B2 oder B3 I enthält; oder wobei mindestens eines von S1, S2, S3 oder S4 I enthält; oder ein Polymer gemäß folgender Formel:
    Figure DE102020131427B4_0030
    oder
    Figure DE102020131427B4_0031
     wobei X1, X2 und X3 unabhängig voneinander eine oder mehrere von Folgenden sind: eine direkte Bindung, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C6-C30-Benzylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Alkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Cycloalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Hydroxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkoxygruppe eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C3-C30-Alkoxyalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Acetylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Acetylalkylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C1-C30-Carboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C2-C30-Alkylcarboxylgruppe, eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte C4-C30-Cycloalkylcarboxylgruppe; ein mit Iod substituierter oder unsubstituierter gesättigter oder ungesättigter C3-C30-Kohlenwasserstoffring oder eine mit Iod substituierte oder unsubstituierte heterocyclische C3-C30-Gruppe; wobei B1 und B3 unabhängig voneinander H, I, eine C1-C3-Alkylgruppe oder eine C1-C3-Iodoalkylgruppe sind; wobei S1, S2, S3 und S4 unabhängig voneinander H, I, eine C6-C15-Benzylgruppe, eine C1-C15-Alkylgruppe, eine C4-C15-Cycloalkylgruppe, eine C1-C15-Hydroxylalkylgruppe, eine C1-C15-Alkoxygruppe oder eine C2-C15-Alkoxyalkylgruppe sind, wobei die Benzylgruppe, Alkylgruppe, Cycloalkylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Alkoxygruppe oder Alkoxyalkylgruppe unsubstituiert oder mit Iod substituiert ist; wobei F1 C1-Cs-Fluorkohlenstoff oder C1-C5-Iod-Fluorkohlenstoff ist; und wobei 0 ≤ x/(x+z) ≤ 1 und 0 ≤ z/(x+z) ≤ 1, wobei mindestens eines von X1, X2 oder X3 I enthält, wobei mindestens eines von B1 oder B2 I enthält, oder wobei mindestens eines von S1, S2, S3 oder S4 I enthält, wobei das Polymer eine oder mehrere von Folgenden enthält: Iod oder eine Iodgruppe, die an das Polymer gebunden ist, und wobei das Polymer eine oder mehrere Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe enthält, und wobei die Monomer-Einheiten mit einer Vernetzergruppe eine oder mehrere von Folgenden sind:
    Figure DE102020131427B4_0032
     wobei R1 eine C2-C20-Alkylgruppe, eine C3-C20-Cycloalkylgruppe, eine C2-C20-Hydroxyalkylgruppe, eine C2-C20-Alkoxygruppe, eine C2-C20-Alkoxyalkylgruppe, eine C2-C20-Acetylgruppe, eine C2-C20-Acetylalkylgruppe, eine C2-C20-Carboxylgruppe, eine C2-C20-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C20-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C20-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C2-C20-Gruppe ist, wobei Ra H, eine C1-C8-Alkylgruppe, eine C3-C8-Cycloalkylgruppe, eine C1-C8-Hydroxyalkylgruppe, eine C1-C8-Alkoxygruppe, eine C2-C8-Alkoxyalkylgruppe, eine C1-C8-Acetylgruppe, eine C2-C8-Acetylalkylgruppe, eine C1-C8-Carboxylgruppe, eine C2-C8-Alkylcarboxylgruppe, eine C4-C8-Cycloalkylcarboxylgruppe, ein gesättigter oder ungesättigter C3-C8-Kohlenwasserstoffring oder eine heterocyclische C3-C8-Gruppe.
  17. Photoresist-Zusammensetzung nach Anspruch 16, wobei eines oder mehrere von X1, X2, X3 und A1 eine dreidimensionale Struktur ist.
  18. Photoresist-Zusammensetzung nach Anspruch 17, wobei die dreidimensionale Struktur eine Adamantylstruktur oder eine Norbornylstruktur ist.
  19. Photoresist-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Konzentration von Iod in dem Polymer 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers beträgt.
  20. Photoresist-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, ferner umfassend: einen Vernetzer.
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