TWI461443B - 自我形成之頂抗反射塗佈組成物以及利用其之光阻混合物與成像方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於化學、光微影及微電子製造領域;更特定言之,本發明之實施例係針對光阻添加物、混合有該等光阻添加物之光阻調配物以及使用含有該等光阻添加物之光阻調配物來形成光微影影像的方法。
在微電子工業中,持續存在對於減小微電子元件之尺寸的需要,微電子元件之尺寸很大程度上由所使用之光微影成像方法決定。對於多種光微影成像方法而言,可列印之最小影像尺寸受與折射率相關之效應及成像輻射之不當反射限制。為此,多種光微影成像方法使用抗反射塗層。然而,習知抗反射塗層需要額外設備及時間,因此增加微電子製造成本。因此,此項技術中存在減輕上文所述之不足及限制的需求。
本發明之第一態樣為物質之組成物,其包含:聚合物,該聚合物具有烯性主鏈且包含具有芳族基團之第一單體、具有鹼溶性基團或酸不穩定性保護之鹼溶性基團之第二單體及具有氟烷基基團之第三單體;及澆鑄溶劑。
本發明之第二態樣為一種光阻調配物,其包含:光阻聚合物;至少一種光酸產生劑;澆鑄溶劑;及聚合物,該聚合物具有烯性主鏈且包含具有芳族基團之第一單體、具有鹼溶性基團或酸不穩定性保護之鹼溶性基團之第二單體及具有氟烷基基團之第三單體,其中對於約193 nm之輻射波長,該聚合物具有小於約1.53之折射率。
本發明之第三態樣為一種形成圖案化材料特徵結構之方法,其包含以下步驟:(a)將光阻調配物塗覆於一基板上之材料上,該光阻調配物包含:光阻聚合物;至少一種光酸產生劑;澆鑄溶劑;及聚合物,該聚合物具有烯性主鏈且包含具有芳族基團之第一單體、具有鹼溶性基團或酸不穩定性保護之鹼溶性基團之第二單體及具有氟烷基基團之第三單體,其中對於約193 nm之輻射波長,該聚合物具有小於約1.53之折射率;(a)之後,(b)該光阻調配物分離形成一頂抗反射塗層及一光阻層,該光阻層在該抗反射塗層與該基板之間;(b)之後,(c)將該光阻層逐圖像曝露至光化輻射,進而在該光阻層中產生輻射曝露區的一圖案;(c)之後,(d)選擇性移除該抗反射塗層及該光阻層中之該等輻射曝露區以形成貫穿該光阻層之開口;及(d)之後,(e)經由該等開口蝕刻或離子植入以形成圖案化材料特徵結構。
本發明之該等及其他態樣在下文中進一步詳細描述。
術語「酸不穩定性」係指含有至少一個曝露於酸後斷裂之共價鍵的分子片段。在一實例中,本文之酸可斷裂官能基與光產生之酸的反應僅藉由應用熱而發生或藉由施加熱而得到極大促進。熟習此項技術者將認識到影響酸可斷裂官能基之斷裂的速率及最終程度以及圍繞將斷裂步驟整合至可行之生產方法中的問題的各種因素。斷裂反應之產物通常為酸性官能基,其在以足量存在時賦予本發明之聚合物在鹼性水溶液中的可溶性。
莫耳%為在一莫耳聚合物中各重複單元的莫耳數。一莫耳聚合物之莫耳百分比為100%。例如,若一莫耳第一重複單元重10公克,一莫耳第二重複單元重20公克且一莫耳第三重複單元重20公克,則包含各約33%莫耳百分數之該三種重複單元的一莫耳聚合物重約50公克。若使用各20公克之該三種重複單元來合成聚合物,則第一重複單元之莫耳%將為約50%,第二重複單元之莫耳%將為約25%,且第三重複單元之莫耳%將為約25%。
本發明之實施例涵蓋聚合物添加物、聚合物添加物調配物及包含該等聚合物添加物之光阻調配物,該光阻調配物將在塗覆至一基板上之後將遷移至表面且可分離為兩層,一充當頂抗反射塗層(TARC)之上層且一下光阻層。光阻及聚合物添加物尤其適合用於乾性或濕性193 nm光微影製程中。該等聚合物添加物之特徵在於對於約193 nm之波長的輻射其折射率n為約1.53或更小且存在聚合物,該聚合物含有芳族或環狀基團且可溶於通常用於使光阻層中之影像顯影的含水鹼性顯影劑中。該等聚合物添加物之其他特徵在於對具有約193 nm之波長之輻射不具光敏性。該等聚合物添加物之其他特徵在於不含矽(Si)原子。
本發明之實施例之聚合物添加物較佳具有烯性主鏈且含有具有芳族基團之第一單體、具有鹼溶性基團或酸不穩定性保護之鹼溶性基團之第二單體及具有一或多個氟烷基基團之第三單體。該聚合物之主鏈較佳無不飽和碳鍵。該第二單體可另外含有一或多個氟烷基基團。
該第一單體之芳族基團較佳選自由經取代或未經取代之芳族基團組成的群組。更佳地,芳族基團係選自由以下組成之群組:經取代之稠合芳族基團、經取代之雜環芳族基團、未經取代之稠合芳族基團及未經取代之雜環芳族基團。在經取代之形式中,該等芳族基團可含有附著之環狀結構。一些較佳之芳族基團為萘及噻吩。含有環狀結構之經取代之萘的實例為苊萘(即,苊萘基)及六氫芘(即,六氫芘基)。該等芳族基團較佳作為側基存在。該等聚合物添加物中芳族基團之量較佳足以使折射率n減小至小於約1.53,更佳小於約1.42且最佳減小至n值在約1.3與約1.53之間。雖然自我形成之TARC通常非常薄,但仍然較佳避免過量之芳族官能基,過量芳族官能基可導致在約193 nm下過多吸收。對於約193 nm之波長輻射,本發明之聚合物添加物較佳具有約0.05至約0.25之消光係數k。該等聚合物添加物較佳含有約5莫耳%至約80莫耳%,更佳約20-70莫耳%,最佳約25-65莫耳%之具有芳族基團的單體單元。
含有芳族官能基之第一單體之特定實例為:
第二單體之鹼溶性基團或酸不穩定性保護之鹼溶性基團較佳包括選自由以下官能基組成之群組的基團:羥基、磺醯胺基、N-羥基二羧基亞胺基、其他二羧基亞胺基(dicarboxyimidyl)、其他胺基及其他亞胺基。所需之促進可溶性之官能基的量可視芳族組分之疏水性程度及芳族組分之使用量而定。在一實例中,該促進可溶性之官能基可以具有羧酸基團之丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體的形式提供。該第二單體之鹼溶性基團或酸不穩定性保護之鹼溶性基團可包括氟原子。TARC添加物之聚合物較佳含有約5莫耳%至約80莫耳%,更佳約20-70莫耳%,最佳約25-65莫耳%之具有鹼溶性基團或酸不穩定性保護之鹼溶性基團的單體單元。
含有鹼溶性基團之第二單體之特定實例為:
,及
含有酸不穩定性保護之鹼溶性基團之第二單體的特定實例為:
,及
該第三單體之氟烷基基團較佳包括三氟甲基。含氟單體單元之量較佳為約10莫耳%至約90莫耳%,更佳為約20莫耳%至約80莫耳%,最佳為約30莫耳%至約70莫耳%。
含有氟烷基基團之第三單體之特定實例為:
,及
在一實例中,根據本發明之實施例之聚合物基本由具有一種如下單體之三元共聚物組成,該單體選自上文所述之三種單體(第一單體、第二單體及第三單體)中的每一者。在一實例中,根據本發明之實施例之聚合物基本由如下聚合物組成,該聚合物具有一種選自該三種單體(第一單體、第二單體及第三單體)中的每一者的單體及一或多種選自該三種單體(第一單體、第二單體及第三單體)中的至少一者的另外且不同之單體。在一實例中,根據本發明之實施例之聚合物包含一種選自三種單體(第一單體、第二單體及第三單體)中的每一者的單體及一或多種另外單體。
在根據本發明之實施例之聚合物添加物之第一、第二及第三實例中,該聚合物添加物為基本由以下所組成之三元共聚物:
其中x:y:z=5至80莫耳%:5至80莫耳%:=10至90莫耳%,且x+y+z不超過100莫耳%,如以下所例證:聚合物1:x=30莫耳%,y=30莫耳%,且z=40莫耳%;聚合物2:x=30莫耳%,y=40莫耳%,且z=30莫耳%;及聚合物3:x=30莫耳%,y=50莫耳%,且z=20莫耳%。
聚合物1、2及3之單體(y)包括鹼溶性基團及氟烷基基團兩者。
在根據本發明之實施例之聚合物添加物之第四實例中,該聚合物添加物為基本由以下所組成之三元共聚物:
其中x:y:z=5至80莫耳%:5至80莫耳%:=10至90莫耳%,且x+y+z不超過100莫耳%,如以下所例證:聚合物4:x=30莫耳%,y=30莫耳%,且z=40莫耳%。
第四聚合物之單體(y)包括酸不穩定性保護之鹼溶性基團及氟烷基基團兩者。
在根據本發明之實施例之聚合物添加物之第五實例中,該聚合物添加物為基本由以下所組成之三元共聚物:
其中x:y:z=5至80莫耳%:5至80莫耳%:=10至90莫耳%,且x+y+z不超過100莫耳%,如以下所例證:聚合物5:x=30莫耳%,y=40莫耳%,且z=30莫耳%。
聚合物5之單體(y)包括酸不穩定性保護之鹼溶性基團,其不含氟原子。
本發明之聚合物添加物較佳具有至少約1000之重量平均分子量,更佳約1500至約50000之重量平均分子量且再佳約3000至約10000之重量平均分子量。本發明之聚合物添加物可使用市售及/或容易合成之單體藉由習知聚合技製成。若需要,則可使用本發明之不同聚合物添加物的混合物或該等聚合物添加物可含有其他聚合物組分。然而,通常,本發明之聚合物添加物較佳基本由本發明之聚合物組成。應瞭解,在上述實例中,「x」,「y」及「z」單體以不特定之次序散佈在該聚合物之主鏈上。
聚合物添加物調配物包括溶於澆鑄溶劑中之根據本發明之實施例之聚合物添加物聚合物。在一實例中,該聚合物添加物調配物含有約5重量%至約30重量%之聚合物添加物。在一實例中,該澆鑄溶劑為丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)。聚合物添加物調配物之合適澆鑄溶劑包括但不限於PGMEA、醚、二醇醚、芳族烴、酮、酯、丙二醇單甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、γ-丁內酯、環己酮及其組合。
自我形成之TARC光阻調配物為根據本發明之實施例之聚合物添加物與光阻調配物之混合物,該光阻調配物具有較佳含有約3重量%至約30重量%之聚合物添加物,更佳約5重量%至約25重量%之聚合物添加物且再佳約7重量%至約20重量%之聚合物添加物與澆鑄溶劑(例如PGMEA)的混合物。在一實例中,該自我形成之TARC光阻調配物之光阻調配物為正型光阻調配物。正型光阻調配物包括至少一種聚合物、至少一種光酸產生劑(PAG)及一或多種澆鑄溶劑(例如PGMEA),該聚合物直至與在該PAG曝露於光化輻射時由該PAG產生之酸反應才可溶於鹼性水溶液中。自我形成之TARC光阻調配物之合適澆鑄溶劑包括但不限於PGMEA、醚、二醇醚、芳族烴、酮、酯、丙二醇單甲醚醋酸酯、乳酸乙酯、γ-丁內酯、環己酮及其組合。
第1圖為圖示根據本發明之實施例之光微影成像層的截面。在第1圖中,一成像層100X(其中X表示A、B或C)形成於一基板(未示出)上之材料110之一頂表面105上。成像層100X包含一可選BARC層115,其在材料110之頂表面105上;一光阻層120,其在BARC 115之頂表面125上(若存在,否則在材料110之頂表面105上);及一TARC 130Y(其中Y表示A、B或C),其在光阻層120上。BARC 115藉由旋轉塗覆BARC調配物(例如,在澆鑄溶劑中之BARC聚合物)形成。光阻層120及TARC 130Y藉由旋轉塗覆含有一或多種本發明之聚合物添加物之光阻調配物形成(在形成BARC 115之後)。可執行可選後塗覆烘焙(大於約25℃)以逐出光阻澆鑄溶劑。TARC 130Y藉由在旋轉塗覆製程期間及/或之後自光阻劑分離出之聚合物添加物自我形成。第2A圖至第2C圖圖示及下文中描述在光阻層120及TARC 130Y中可存在數種材料分佈。第2A圖至第2C圖為第1圖之放大截面。
在第一實例中,在第2A圖中,TARC 130A及光阻層120藉由一明顯界面135分開。在光阻層120中基本沒有聚合物添加物且在TARC 130A中基本沒有光阻聚合物。TARC 130A具有厚度T1。在一實例中,當TARC具有低吸收時,T1為將用以曝露光阻層120之光化輻射之波長的約1/4nTARC
,其中nTARC
為TARC之折射率的實部。對於吸收TARC而言,T1小於將用以曝露光阻層120之光化輻射之波長的1/4nTARC
。在一實例中,T1不大於約45 nm且較佳不大於約30 nm。T1值藉由添加至光阻調配物中之聚合物添加物的量來控制。在一實例中,在約193 nm下,該聚合物添加物之折射率小於約1.53。
在第二實例中,在第2B圖中,TARC 130B與光阻層120藉由明顯界面135分開。在光阻層120中基本沒有聚合物添加物,然而,在TARC 130B中存在光阻聚合物。自界面135至TARC 130B之頂表面137,TARC 130B中之聚合物添加物濃度增加且光阻聚合物濃度降低。自TARC 130B之界面頂表面137至界面135,TARC 130B中之聚合物添加物濃度降低且光阻聚合物濃度增加。TARC 130B具有厚度T2。在一實例中,T2不大於約45 nm且較佳不大於約30 nm。T2值藉由添加至光阻調配物中之聚合物添加物的量來控制。在一實例中,在約193 nm下,該聚合物添加物之折射率小於約1.53。
在第三實例中,在第2C圖中,TARC 130C及光阻層120藉由遞變界面層135A分開。在光阻層120中基本沒有聚合物添加物,且在TARC 130C中基本沒有光阻聚合物,然而,界面層135A包括光阻聚合物及聚合物添加物兩者。TARC 130C具有厚度T3。在一實例中,T3不大於約45 nm且較佳不大於約30 nm。T3值藉由添加至光阻調配物中之聚合物添加物的量來控制。在一實例中,在約193 nm下,該聚合物添加物之折射率小於約1.53。
在另外實例中,第2A圖、第2B圖及第2C圖之光阻層120可包括小於約30重量%之聚合物添加物。在另外實例中,第2A圖、第2B圖及第2C圖各自之TARC 130A、130B及130C可包括小於約50重量%之光阻組分。在另一實例中,僅存在單個遞變聚合物添加物/光阻層,該遞變聚合物添加物/光阻層由聚合物添加物及光阻組分形成,自BARC之頂表面至聚合物添加物/光阻層之頂表面,聚合物添加物濃度增加且光阻組分濃度降低,且自聚合物添加物/光阻層之頂表面至BARC之頂表面,聚合物添加物濃度降低且光阻組分濃度增加。
第3圖至第5圖為圖示根據本發明之實施例之成像的截面。在第3圖中,成像層100X藉由使光化輻射140(例如具有約193 nm之波長之光)穿過一光遮罩150之一透明區145但以該光遮罩之不透明區155阻擋來逐圖案曝露。該曝露可在習知光微影工具中或在浸潤式微影工具中進行。在習知光微影工具中,TARC 130Y之曝露表面與空氣或另外氣體接觸。在浸潤式微影工具中,TARC 130Y的曝露表面與水或另外液體接觸。在習知光微影中,需要TARC 130Y之折射率盡可能接近1。在浸潤式光微影中,需要TARC 130Y之折射率盡可能接近1.44(水作為浸潤液體)。在浸潤式光微影中,TARC 130Y應不溶於浸潤流體。光化輻射攻擊成像層100X在光阻層160中形成潛影(即,輻射曝露區)。在一實例中,光化輻射引起PAG產生酸,其使得光阻聚合物可溶於包含鹼性水溶液的顯影液(例如,含水四甲基氫氧化銨(TMAH))中。在一實例中,光化輻射引起PAG變得對熱敏感且後曝露烘焙引起PAG產生酸,其使得光阻聚合物可溶於鹼性水溶液中。
在第4圖,顯影後,在光阻層120中形成一開口165。注意,TARC 130Y(參見第3圖)已藉由顯影劑移除,但BARC 115未由該顯影劑移除。此時,可執行一例示性離子植入製程以在材料110中形成一圖案化特徵結構,且隨後移除剩餘光阻層120及BARC 115,終止處理。
或者,如上所述及如第4圖所圖示的顯影之後,在第5圖中,已執行一例示性蝕刻製程(例如,反應性離子蝕刻)以在材料110中形成一槽溝170(意即,一圖案化特徵結構)。在BARC 155未受光阻層120保護之處,蝕刻移除BARC 115,有利的是不移除BARC 115,以便控制槽溝170之尺寸。隨後,移除剩餘光阻層120及BARC 115。
藉由下文之實例來進一步描述本發明。本發明不受該等實例之特定細節限制。在各實例中括號中的數字(例如,40/30/40)以x、y及z之次序指示所指示單體各自在聚合物中的莫耳%)。應瞭解,希望給定聚合物分子內之單體沒有特定順序且在任何給定聚合物分子內之單體的順序以及各類型單體之精確數量可以改變。因此給定之莫耳%為樣品中所有聚合物分子的平均值。
2-乙烯萘、2-(三氟甲基)丙烯酸及丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯之聚合物(VN/TFMAA/HFIPA(30/30/40))的合成
向裝備有冷凝器、溫度計、氬進口及磁性攪拌棒之圓底燒瓶中添加以下各物:2-乙烯萘(VN)單體(1.388 g,0.009莫耳)、2-(三氟甲基)丙烯酸單體(TFMAA)(1.261 g,0.009莫耳)、丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯(HFIPA)(2.665 g,0.012莫耳)、2,2'-偶氮二異丁腈(AIBN)引發劑(0.295 g,單體總莫耳數之6%)及約18 g四氫呋喃(THF)。將反應混合物在室溫下攪拌且在開啟加熱套之前用氬(Ar)流鼓泡45分鐘。反應在Ar惰性氣氛下在72℃下隔夜進行。隨後,將反應溶液冷卻至室溫且使其在去離子(DI)水中沈澱。將聚合物再溶於丙酮中且使其在去離子水中再沈澱。將固體收集且在真空烘箱中在60℃下隔夜乾燥。藉由凝膠滲透層析法(GPC)測定分子量(Mw)為8.2K。將合成之聚合物溶於PGMEA中以獲得3重量%之固體的溶液。將該聚合物溶液旋轉塗佈於在加熱板上在90℃下烘焙60秒之矽晶圓上,隨後用J.A.Woollam公司生產的VB-250 VASE橢圓偏光計來量測n及k值。對於約193 nm輻射,所量測之薄膜的光學性質顯示折射率(n)為1.322且消光係數(k)為0.134。
VN/TFMAA/HFIPA(x=30,y=30,z=40)
具有不同單體莫耳比之2-乙烯萘、2-(三氟甲基)丙烯酸及丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯之聚合物(VN/TFMAA/HFIPA(30/40/30))及(VN/TFMAA/HFIPA(30/50/20))的合成
實例2及實例3之聚合物使用與實例1相同之單體,但使用不同之單體比例且用與實例1中所述程序相同之程序來合成。反應中所用之單體的量展示於下表中:
將合成之聚合物溶於PGMEA中以獲得8.5重量%之固體的溶液。將該等聚合物溶液旋轉塗佈於在加熱板上在100℃下烘焙60秒之矽晶圓上。在約193 nm輻射下所量測之薄膜的光學性質展示於下表中。
2-乙烯基萘、丙烯酸第三丁基-2-(三氟甲基)酯及丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯之聚合物(VN/TFtBuMA/HFIPA(30/40/30))的合成向裝備有冷凝器、溫度計、氬進口及磁性攪拌棒的圓底燒瓶中添加以下各物:VN單體(1.39 g,0.009莫耳)、丙烯酸第三丁基-2-(三氟甲基)酯單體(TFtBuMA)(2.35 g,0.012莫耳)、HFIPA(2.0 g,0.009莫耳)、AIBN(0.344 g,單體總莫耳數之7%)及約20 g THF。將反應混合物在室溫下攪拌且在開啟加熱套之前用Ar流鼓泡45分鐘。反應在Ar惰性氣氛下在72℃下隔夜進行。隨後將反應溶液冷卻至室溫且使其在DI水中沈澱。將聚合物再溶於丙酮中且使其在DI水中再沈澱。將固體收集且於真空烘箱中在60℃下乾燥隔夜。GPC測定分子量(Mw)為3.7K。將合成之聚合物溶於PGMEA中以獲得8.5重量%之固體的溶液。將該聚合物溶液旋轉塗佈於在加熱板上在100℃下烘焙60秒之矽晶圓上,隨後用J.A.Woollam公司生產之VB-250 VASE橢圓偏光計來量測n及k值。對於約193 nm輻射,所量測之薄膜的光學性質顯示n值為1.406且k值為0.0986。
(VN/TFtBMA/HFIPA)(x=30/y=40/z=30)
2-乙烯萘、丙烯酸第三丁酯及丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯之聚合物(VN/tBuA/HFIPA(30/40/30))的合成
合成程序與實例1相同,例外之處在於單體、引發劑及溶劑之量為:VN(1.39 g,0.009莫耳)、丙烯酸第三丁酯單體(tBuA)(1.54 g,0.012莫耳)、HFIPA(2.0 g,0.009莫耳)、AIBN(0.295 g,單體總莫耳數之6%)及約18 g THF。GPC測定分子量(Mw)為8.3K。對於約193 nm輻射,所量測之薄膜的光學性質顯示n值為1.418且k值為0.873。
VN/tBuA/HFIPMA(x=30/y=40/z=30)
對於將2-乙烯萘、2-(三氟甲基)丙烯酸及丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯之聚合物(VN/TFMAA/HFIPA(30/30/40))添加至商業抗蝕劑中調配之新光阻劑的二次離子質譜(SIMS)研究
將實例1合成之聚合物VN/TFMAA/HFIPA(30/30/40)與市售植入抗蝕劑EPIC 2520(來自Rhom and Haas Inc.)混合。新調配之TARC原位抗蝕劑(EPIC-VN/TFMAA/HFIPA(30/30/40))含有構成所調配抗蝕劑溶液之總固含量之9重量%的聚合物VN/TFMAA/HFIPA(30/30/40)及91重量%的EPIC 2520。將包括該聚合物、EPIC 2520及EPIC-VN/TFMAA/HFIPA(30/30/40)之三個樣品旋轉塗佈於一吋矽晶圓上且隨後用靜態SIMS分析。具有約2-4 nm之標稱探針深度的靜態SIMS分析指示混合物EPIC-VN/TFMAA/HFIPA(30/30/40)之聚合物VN/TFMAA/HFIPA(30/30/40)組分形成明顯頂層。可自多種質量斷片之相對強度推斷分離程度,該等質量斷片表徵該混合物之各別組分。雖然並不企圖進行頂層之組分的準確莫耳分數測定,但很顯然在表面附近之光阻組成物中大量富集大於90%的聚合物VN/TFMAA/HFIPA(30/30/40)組分。
對於將聚合物VN/TFMAA/HFIPA(30/40/30)添加至商業抗蝕劑調配之新抗蝕劑的微影評估
將實例2合成之聚合物VN/TFMAA/HFIPA(30/40/30)與市售植入抗蝕劑EPIC 2520(來自Rhom and Haas Inc.)混合。新調配之混合物(EPIC-VN/TFMAA/HFIPA(30/40/30)含有構成所調配抗蝕劑溶液之總固含量之10重量%的聚合物VN/TFMAA/HFIPA(30/40/30)及90重量%的EPIC 2520。將EPIC-VN/TFMAA/HFIPA(30/40/30)調配物旋轉塗佈於12"矽晶圓上,在塗佈之前將該矽晶圓用HMDS修整(45秒,120℃)。將EPIC-VN/TFMAA/HFIPA(30/40/30)層於115℃下後塗覆烘焙60秒且曝露於ASML步進器上之193 nm波長之光(0.85 NA,0.85外部σ0.6,內部σ環狀照明)。隨後將該晶圓在120℃下後曝露烘焙60秒。該晶圓使用單浸入式顯影製程用0.263 N TMAH顯影劑(Moses Lake's AD-10)顯影30秒。觀察到125 nm半間距之良好分辨率,具有明顯高於EPIC 2520(約20 mj)的劑量(56.5 mj)。與僅有EPIC之光阻調配物相比,觀察到EPIC-VN/TFMAA/HFIPA光阻調配物具有較高劑量係歸因於添加將吸收光能之VN/TFMAA/HFIP。可例如藉由增加光阻調配物中PAG之量而增加EPIC-VN/TFMAA/HFIPA光阻調配物的敏感性。
由此,本發明之實施例提供形成抗反射塗層之方法,其需要比習知製程少之設備及時間。
上文給出本發明之實施例的描述以便瞭解本發明。應瞭解,本發明不限於本文所描述之特定實施例,但能夠存在如現對於熟習此項技術者將顯而易見而不脫離本發明之範疇的各種修改、重排及替換。
100X...成像層
100A...成像層
100B...成像層
100C...成像層
105...頂表面
110...材料
115...BARC層
120...光阻層
125...頂表面
130A...頂抗反射塗層/TARC
130B...頂抗反射塗層/TARC
130C...頂抗反射塗層/TARC
130Y...頂抗反射塗層/TARC
135...界面
135A...界面層
137...頂表面
140...光化輻射
145...透明區
150...光遮罩
155...不透明區
160...光阻層
165...開口
170...槽溝
第1圖為圖示根據本發明之實施例的光微影成像層的截面;
第2A圖至第2C圖為第1圖之放大截面;及
第3圖至第5圖為圖示根據本發明之實施例之成像的截面。
100X...成像層
105...頂表面
110...材料
115...BARC層
120...光阻層
125...頂表面
130Y...頂抗反射塗層/TARC
Claims (24)
- 一種物質之組成物,其包含:一聚合物,該聚合物具有一烯性主鏈(backbone)且包含:具有一芳族基團之一第一單體、具有一鹼溶性基團或一酸不穩定性保護之鹼溶性基團之一第二單體、及具有一氟烷基基團之一第三單體;及一澆鑄溶劑。
- 如申請專利範圍第1項之物質之組成物,其中該第二單體亦具有一氟烷基基團;其中對於約193nm之一輻射波長,該聚合物具有小於約1.53之一折射率。
- 如申請專利範圍第1項之物質之組成物,其中該芳族基團係選自由以下組成之群組:經取代或未經取代之芳族基團、經取代之稠合芳族基團、經取代之雜環芳族基團、未經取代之稠合芳族基團及未經取代之雜環芳族基團。
- 如申請專利範圍第1項之物質之組成物,其中該芳族基團係選自由以下組成之群組:萘、苊萘及六氫芘。
- 如申請專利範圍第1項之物質之組成物,其中該第一單體為:
- 如申請專利範圍第1項之物質之組成物,其中該第二單體係選自由以下組成之群組:
- 如申請專利範圍第1項之物質之組成物,其中該第二單體係選自由以下組成之群組:
- 如申請專利範圍第1項之物質之組成物,其中該第三單體係選自由以下組成之群組:
- 如申請專利範圍第1項之物質之組成物,其中該聚合物基本由以下單體組成:
- 如申請專利範圍第1項之物質之組成物,其中該聚合物基本由以下單體組成:
- 如申請專利範圍第1項之物質之組成物,其中該聚合物基本由以下單體組成:
- 一種光阻調配物,其包含:一光阻聚合物;至少一種光酸產生劑;一澆鑄溶劑;及一聚合物,其具有一烯性主鏈且包含:具有一芳族基團之一第一單體、具有一鹼溶性基團或一酸不穩定性保護之鹼溶性基團之一第二單體、及具有一氟烷基基團之一 第三單體,其中對於約193nm之一輻射波長,該聚合物具有小於約1.53之一折射率。
- 如申請專利範圍第12項之光阻調配物,其中該第二單體亦具有一氟烷基基團。
- 一種形成一圖案化材料特徵結構之方法,其包含以下步驟:(a)將一光阻調配物塗覆於在一基板上之一材料上,該光阻調配物包含:一光阻聚合物;至少一種光酸產生劑;一澆鑄溶劑;及一聚合物,其具有一烯性主鏈且包含:具有一芳族基團之一第一單體、具有一鹼溶性基團或一酸不穩定性保護之鹼溶性基團之一第二單體、及具有一氟烷基基團之一第三單體,其中對於約193nm之一輻射波長,該聚合物具有小於約1.53之一折射率;(a)之後,(b)該光阻調配物分離形成一頂抗反射塗層及一光阻層,該光阻層在該抗反射塗層與該基板之間;(b)之後,(c)將該光阻層逐圖案曝露於光化輻射進而在該光阻層中產生輻射曝露區之一圖案;(c)之後,(d)選擇性移除該抗反射塗層及該光阻層中之該輻射曝露區以形成貫穿該光阻層之開口;及 (d)之後,(e)經由該等開口進行蝕刻或離子植入以形成該等圖案化材料特徵結構。
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該第二單體亦具有一氟烷基基團;其中聚合物構成該光阻組成物之約3重量%至約30重量%;其中該芳族基團係選自由以下組成之群組:經取代或未經取代之芳族基團、經取代之稠合芳族基團、經取代之雜環芳族基團、未經取代之稠合芳族基團及未經取代之雜環芳族基團。
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該芳族基團係選自由以下組成之群組:萘、苊萘及六氫芘。
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該第一單體為:
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該第二單體係選自由以下組成之群組:
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該第二單體係選自由以下組成之群組:
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該第三單體係選自由以下組成之群組:
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該聚合物基本由以下單體組成:
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該聚合物基本由以下單體組成:
- 如申請專利範圍第14項之方法,其中該聚合物基本由以下單體組成:
- 如申請專利範圍第14項之方法,其進一步包括以下步驟:在(a)之前,在該材料上形成一底抗反射塗層,該光阻調配物形成於該底抗反射塗層上;其中該光化輻射具有約193nm之一波長。
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