TWI762306B - 半導體光阻組成物和使用所述組成物形成圖案的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種半導體光阻組成物和一種使用其形成圖案的方法，半導體光阻組成物包含（A）有機金屬化合物、（B）具有在25℃下小於或等於約1.0 mmHg的蒸氣壓和約3到約5的pKa的有機酸以及（C）溶劑。
Description
[相關申請的交叉引用]
本申請主張2020年5月12日在韓國智慧財產權局提交的韓國專利申請第10-2020-0056720號的優先權和權益，所述申請的全部內容以引用的方式併入本文中。
本發明有關一種半導體光阻組成物和一種使用其形成圖案的方法。
極紫外（extreme ultraviolet；EUV）微影作為用於製造下一代半導體裝置的一種基本技術而受到關注。EUV微影是使用具有約13.5奈米的波長的EUV射線作為曝光光源的圖案形成技術。根據EUV微影，已知可在半導體裝置的製造期間在曝光製程中形成極精細圖案（例如，小於或等於約20奈米）。
極紫外（EUV）微影通過相容的光阻的顯影來實現，其可在小於或等於約16奈米的空間解析度下進行。目前，正在努力滿足用於下一代裝置的傳統化學放大（chemically amplified；CA）光阻的不足規格，如解析度、感光速度以及特徵粗糙度（或也稱為線邊緣粗糙度（line edge roughness）或LER）。
因這些聚合物型光阻中的酸催化反應所致的固有圖像模糊限制小特徵大小中的解析度，這在電子束（e束）微影中已長期為人所知。化學放大（CA）光阻針對高靈敏度設計，但由於其典型元素組成降低光阻在約13.5奈米的波長下的光吸收且因此降低其靈敏度，所以化學放大（CA）光阻在EUV曝光下可能部分地具有更多困難。
此外，由於粗糙度問題，CA光阻可能在小特徵大小方面具有困難，且在實驗上，CA光阻的線邊緣粗糙度（LER）增加，因為感光速度部分地因酸催化劑製程的本質而降低。因此，由於CA光阻的這些缺陷和問題，在半導體工業中需要新穎高性能光阻。
基於與鎢、鈮、鈦及/或鉭混合的鎢的過氧多元酸（peroxopolyacid）的無機光阻已報告為用於圖案化的輻射敏感材料（US 5061599；H.岡本（H. Okamoto），T.岩柳（T. Iwayanagi），K.持地（K. Mochiji），H.梅崎（H. Umezaki），T.工藤（T. Kudo），應用物理學快報（Applied Physics Letters），49 5，298-300，1986）。
這些材料有效地圖案化用於雙層配置的大特徵，如遠紫外（深UV）、X射線以及電子束源。最近，已在將陽離子金屬氧化物硫酸鉿（HfSOx）材料與過氧絡合劑一起用於通過投影EUV曝光使15奈米半間距（half-pitch；HP）成像的情況下獲得令人印象深刻的性能（US 2011-0045406；J. K.斯托爾斯（J. K. Stowers），A.特萊茨基（A. Telecky），M.科奇什（M. Kocsis），B. L.克拉克（B. L. Clark），D. A.凱斯勒（D. A. Keszler），A.葛籣威爾（A. Grenville），C. N.安德森（C. N. Anderson），P. P.諾羅（P. P. Naulleau），國際光學工程學會會刊（Proc. SPIE），7969，796915，2011）。這一系統呈現非CA光阻的最高性能，且具有接近於EUV光阻的需求的可實行感光速度。然而，具有過氧絡合劑的金屬氧化物硫酸鉿材料具有幾個實際缺點。首先，這些材料塗布在腐蝕性硫酸/過氧化氫的混合物中且具有不足的保存期穩定性。第二，作為一種複合混合物，其對於性能改良的結構變化並不容易。第三，應在四甲基銨氫氧化物（tetramethylammonium hydroxide；TMAH）溶液中以約25重量%以及類似物的極高濃度進行研發。
為了克服化學放大（CA）有機感光組成物的前述缺點，已研究了無機感光組成物。無機感光組成物主要用於負性圖案化，所述負性圖案化由於通過非化學放大機制的化學改性而具有抵抗由顯影劑組成物去除的耐性。無機組成物含有具有比烴更高的EUV吸收速率的無機元素，且因此可通過非化學放大機制確保靈敏度，且此外，對隨機效應更不敏感，且因此已知具有低線邊緣粗糙度和少量缺陷。
近年來，由於已知含有錫的分子具有極好的極紫外線吸收，因此已進行了主動研究。對於其中的有機錫聚合物，烷基配體通過光吸收或由此產生的二次電子解離，且通過氧代鍵與相鄰鏈交聯，且因此實現可不通過有機顯影液去除的負性圖案化。這種有機錫聚合物呈現極大地改良的靈敏度以及維持解析度和線邊緣粗糙度，但需要另外改良圖案化特性以用於商業可用性。
實施例提供一種具有改良的解析度、靈敏度、抗蝕刻性以及圖案形成能力的半導體光阻組成物。
另一實施例提供一種使用半導體光阻組成物來形成圖案的方法。
根據實施例的半導體光阻組成物包含（A）有機金屬化合物、（B）具有在25℃下小於或等於約1.0 mmHg的蒸氣壓和約3到約5的pKa的有機酸以及（C）溶劑。
（B）有機酸可具有在25℃下約0.01 mmHg到約0.5 mmHg的蒸氣壓和約3到約4.3的pKa。
可按100重量份的（A）有機金屬化合物計以約0.1重量份到約15重量份的量包含（B）有機酸。
半導體光阻組成物可包含按半導體光阻組成物的總品質計約0.01重量%到約2重量%的有機酸。
（A）有機金屬化合物可以是包含錫（Sn）的化合物。
（A）有機金屬化合物可以是由化學式1表示的有機金屬化合物。
[化學式1]
在化學式1中，
R是取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、包含至少一個雙鍵或三鍵的取代或未取代的C2到C20脂族不飽和有機基團、取代或未取代的C6到C30芳基、乙氧基、丙氧基或其組合，
X、Y以及Z各自獨立地是-OR1
或-OC(=O)R2
，
R1
是取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合，且
R2
是氫、取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合。
半導體光阻組成物可更包含除了由化學式1表示的化合物之外的由化學式2表示的有機金屬化合物、由化學式3表示的有機金屬化合物或其組合。
[化學式2]
在化學式2中，
X'是-OR3
或-OC(=O)R4
，
R3
是取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合，且
R4
是氫、取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合；
[化學式3]
其中，在化學式3中，
X"是-OR5
或-OC(=O)R6
，
R5
是取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合，
R6
是氫、取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合，且
L是單鍵、取代或未取代的二價C1到C20飽和脂族烴基、取代或未取代的二價C3到C20飽和或不飽和脂環烴基、包含至少一個雙鍵或三鍵的取代或未取代的二價C2到C20不飽和脂族烴基、取代或未取代的二價C6到C20芳族烴基、-O-、-C(=O)-或其組合。
可以約1:1到約1:20的重量比包含由化學式2表示的化合物和由化學式3表示的化合物的總和以及由化學式1表示的有機金屬化合物。
由化學式1表示的化合物可包含由化學式4表示的化合物、由化學式5表示的化合物、由化學式6表示的化合物、由化學式7表示的化合物或其組合。
[化學式4]
[化學式5]
[化學式6]
[化學式7]
在化學式4到化學式7中，
Ra
、Rb
、Rc
、Ri
、Rk
以及Rl
各自獨立地與R1
的定義相同，且
Rd
、Re
、Rf
、Rg
、Rh
以及Rj
各自獨立地與R2
的定義相同。
半導體光阻組成物可更包含表面活性劑、交聯劑、調平劑、淬滅劑或其組合的添加劑。
根據實施例的形成圖案的方法包含：在基板上形成蝕刻目標層；將半導體光阻組成物塗布在蝕刻目標層上以形成光阻層；使光阻層圖案化以形成光阻圖案；以及使用光阻圖案作為蝕刻掩模來蝕刻蝕刻目標層。
可使用波長為約5奈米到約150奈米的光來形成光阻圖案。
形成圖案的方法可更包含提供形成於基板與光阻層之間的抗蝕劑底層。
光阻圖案可具有約5奈米到約100奈米的寬度。
根據實施例的半導體光阻組成物具有相對改良的抗蝕刻性、靈敏度、解析度以及圖案形成能力，且因此可提供具有改良的靈敏度和高縱橫比而沒有圖案塌陷的光阻圖案。
下文中，參考圖式，詳細地描述本發明的實施例。在本發明的以下描述中，將不描述眾所周知的功能或構造以便闡明本發明。
為了明確說明本發明，省略描述和關係，且貫穿本發明，相同或類似配置元件由相同圖式編號指定。此外，由於為更好理解和易於描述任意地繪示圖式中繪示的每一配置的大小和厚度，本發明不必限於此。
在圖式中，放大厚度以便明確指示各種層和區。在圖式中，為清楚起見誇大層或區等的一部分的厚度。應理解，當如層、膜、區或基板的元件稱為“在”另一元件“上”時，其可直接在另一元件上，或還可存在介入元件。
如本文中所使用，“取代”是指由以下來替換氫原子：氘、鹵素、羥基、氰基、硝基、-NRR'（其中，R和R'獨立地是氫、取代或未取代的C1到C30飽和或不飽和脂族烴基、取代或未取代的C3到C30飽和或不飽和脂環烴基或取代或未取代的C6到C30芳族烴基）、-SiRR'R"（其中，R、R'以及R"獨立地是氫、取代或未取代的C1到C30飽和或不飽和脂族烴基、取代或未取代的C3到C30飽和或不飽和脂環烴基或取代或未取代的C6到C30芳族烴基）、C1到C30烷基、C1到C10鹵烷基、C1到C10烷基矽烷基、C3到C30環烷基、C6到C30芳基、C1到C20烷氧基或其組合。“未取代的”是指氫原子未由另一取代基替換且保留氫原子。
如本文中所使用，當未另外提供定義時，“烷基”是指直鏈或分支鏈脂族烴基。烷基可以是不具有任何雙鍵或三鍵的“飽和烷基”。
烷基可以是C1到C8烷基。舉例來說，烷基可以是C1到C7烷基、C1到C6烷基、C1到C5烷基或C1到C4烷基。舉例來說，C1到C4烷基可以是甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基或2,2-二甲基丙基。
如本文中所使用，當未另外提供定義時，“環烷基”是指單價環狀脂族烴基。
環烷基可以是C3到C8環烷基，例如C3到C7環烷基、C3到C6環烷基、C3到C5環烷基或C3到C4環烷基。舉例來說，環烷基可以是環丙基、環丁基、環戊基或環己基，但不限於此。
如本文中所使用，“脂族不飽和有機基團”是指包含鍵的烴基，其中分子中的碳與碳原子之間的鍵是雙鍵、三鍵或其組合。
脂族不飽和有機基團可以是C2到C8脂族不飽和有機基團。舉例來說，脂族不飽和有機基團可以是C2到C7脂族不飽和有機基團、C2到C6脂族不飽和有機基團、C2到C5脂族不飽和有機基團或C2到C4脂族不飽和有機基團。舉例來說，C2到C4脂族不飽和有機基團可以是乙烯基、乙炔基、烯丙基、1-丙烯基、1-甲基-1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-丙炔基、1-甲基-1丙炔基、2-丙炔基、2-甲基-2-丙炔基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-丁炔基、2-丁炔基或3-丁炔基。
如本文中所使用，“芳基”是指其中環狀取代基中的所有原子具有p-軌道且這些p-軌道是共軛的且可包含單環或稠環多環官能團（即，共用相鄰碳原子對的環）官能團的取代基。
如本文中所使用，除非另外定義，否則“烯基”是指包含至少一個雙鍵作為直鏈或分支鏈脂族烴基的脂族不飽和烯基。
如本文中所使用，除非另外定義，否則“炔基”是指包含至少一個三鍵作為直鏈或分支鏈脂族烴基的脂族不飽和炔基。
下文中，描述根據實施例的半導體光阻組成物。
根據本發明的實施例的半導體光阻組成物包含（A）有機金屬化合物、（B）具有在25℃下小於或等於約1.0 mmHg的蒸氣壓和約3到約5的pKa的有機酸以及（C）溶劑。
同時，（A）有機金屬化合物可包含錫（Sn），且具體來說，（A）有機金屬化合物可由化學式1表示。
[化學式1]
在化學式1中，
R是取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、包含至少一個雙鍵或三鍵的取代或未取代的C2到C20脂族不飽和有機基團、取代或未取代的C6到C30芳基、乙氧基、丙氧基或其組合，
X、Y以及Z各自獨立地是-OR1
或-OC(=O)R2
，
R1
是取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合，且
R2
是氫、取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合。
由化學式1表示的有機金屬化合物具有其中錫原子由一個R基團和三個-OR1
或-OC(=O)R2
取代的結構。
由化學式1表示的化合物是有機錫化合物，其中錫可強烈地吸收13.5奈米下的極紫外（EUV）光且因此具有關於具有高能量的光的極好靈敏度，且化學式1的R可給出對由化學式1表示的化合物的感光性且此外，可鍵結到錫且形成Sn-R鍵，且因此向有機錫化合物賦予對有機溶劑的溶解度。
關於化學式1的R，在具有由化學式1表示的結構單元且通過有機金屬化合物的共聚合形成的有機錫共聚物暴露於極紫外線時，R官能團從Sn-R鍵解離且形成自由基，且這一自由基形成額外-Sn-O-Sn-鍵且引發有機錫共聚物之間的縮合聚合反應，且因此有助於由根據實施例的組成物形成半導體光阻。
在由化學式1表示的有機金屬化合物中，由R表示的取代基可以是取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、包含至少一個雙鍵或三鍵的取代或未取代的C2到C20脂族不飽和有機基團、取代或未取代的C6到C30芳基、乙氧基、丙氧基或其組合。
由化學式1表示的有機金屬化合物更包含三個有機配體X、Y以及Z，其各自水解以形成Sn-O鍵。X、Y以及Z在酸性催化劑或鹼性催化劑下進行熱處理，或通過非熱處理來水解和脫水以形成有機錫化合物之間的Sn-O-Sn鍵，由此形成包含由化學式1表示的有機金屬化合物的有機錫共聚物。
此外，X、Y以及Z確定由化學式1表示的有機金屬化合物在溶劑中的溶解度。
除了由化學式1表示的有機金屬化合物和溶劑之外，根據本發明的實施例的半導體光阻組成物另外包含有機酸，其中有機酸具有在25℃下小於或等於約1.0 mmHg的蒸氣壓。當半導體光阻組成物包含滿足蒸氣壓和pKa條件的有機酸時，有可能改良半導體光阻組成物的圖案形成特性，如解析度、靈敏度以及線邊緣粗糙度（LER）特性。
有機酸可具有在25℃下小於或等於約1.0 mmHg的蒸氣壓，例如，小於或等於約0.9 mmHg、小於或等於約0.8 mmHg、小於或等於約0.7 mmHg、小於或等於約0.6 mmHg、小於或等於約0.5 mmHg、小於或等於約0.4 mmHg、小於或等於約0.3 mmHg、小於或等於約0.2 mmHg、小於或等於約0.1 mmHg、小於或等於約0.09 mmHg、小於或等於約0.08 mmHg、小於或等於約0.07 mmHg、小於或等於約0.06 mmHg、小於或等於約0.05 mmHg、小於或等於約0.04 mmHg、小於或等於約0.03 mmHg、小於或等於約0.02 mmHg或小於或等於約0.01 mmHg，但不限於此。當有機酸具有在約25℃下大於約1.0 mmHg的蒸氣壓時，有機酸易於在晶圓上蒸發，在半導體光阻組成物塗布在晶圓上時，未能實現改良半導體光阻組成物的如解析度、靈敏度以及線邊緣粗糙度（LER）特性以及類似物的圖案形成特性的效應。
當酸（HA）在水溶液中解離成H+
和A-時，pKa通過對酸解離常數Ka採取負對數（-對數）來獲得，其中pKa越大，酸越弱。根據本發明的實施例的半導體光阻組成物中包含的有機酸可具有約3到約5的pKa，例如，約3到約4.9、約3到約4.8、約3到約4.7、約3到約4.6、約3到約4.5、約3到約4.4、約3到約4.3、約3到約4.2、約3到約4.1或約3到約4。當兩個或大於兩個酸解離官能團存在於一個有機酸分子中時，分子的pKa由最低pKa的官能團確定。當半導體光阻組成物更包含具有約3到約5的pKa的有機酸時，相較於當半導體光阻組成物包含具有小於約3或大於約5的pKa的有機酸或無有機酸時，解析度、靈敏度以及線邊緣粗糙度（LER）特性可改良更多。
有機酸可同時包含兩種或大於兩種不同類型的有機酸。
有機酸可以是例如檸檬酸、乙醇酸、乳酸、丁二酸等，但不限於此。
可按100重量份的（A）有機金屬化合物計以大於或等於約0.1重量份、大於或等於約0.2重量份、大於或等於約0.3重量份、大於或等於約0.4重量份、大於或等於約0.5重量份、大於或等於約0.6重量份、大於或等於約0.7重量份、大於或等於約0.8重量份、大於或等於約0.9重量份、大於或等於約或1.0重量份和小於或等於約15重量份、小於或等於約14重量份、小於或等於約13重量份、小於或等於約12重量份、小於或等於約11重量份或小於或等於約10重量份的量包含（B）有機酸。當有機酸在以上含量範圍中包含於半導體光阻組成物中時，可同時改良解析度、靈敏度以及線邊緣粗糙度（LER）特性。
半導體光阻組成物可包含按半導體光阻組成物的總品質計呈約0.01重量%到約2重量%的量的有機酸，所述量例如，約0.01重量%到約1.9重量%、約0.01重量%到約1.8重量%、約0.01重量%到約1.7重量%、約0.01重量%到約1.6重量%、約0.01重量%到約1.5重量%、約0.01重量%到約1.4重量%、約0.01重量%到約1.3重量%、約0.01重量%到約1.2重量%、約0.01重量%到約1.1重量%、約0.01重量%到約1.0重量%、約0.01重量%到約0.9重量%、約0.01重量%到約0.8重量%、約0.01重量%到約0.7重量%、約0.01重量%到約0.6重量%、約0.01重量%到約0.5重量%、約0.01重量%到約0.4重量%、約0.01重量%到約0.3重量%、約0.01重量%到約0.2重量%、約0.01重量%到約0.1重量%。當以小於約0.01重量%的量包含有機酸時，未充分改良半導體光阻組成物的圖案形成能力，而當以超出2重量%的量包含有機酸時，顯影可由於過度熱反應而不發生。
根據實施例的半導體光阻組成物可更包含除了由化學式1表示的化合物之外的由化學式2表示的有機金屬化合物、由化學式3表示的有機金屬化合物或其組合。
[化學式2]
在化學式2中，
X'是-OR3
或-OC(=O)R4
，
R3
是取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合，且
R4
是氫、取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合；
[化學式3]
其中，在化學式3中，
X"是-OR5
或-OC(=O)R6
，
R5
是取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合，
R6
是氫、取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20環烷基、取代或未取代的C2到C20烯基、取代或未取代的C2到C20炔基、取代或未取代的C6到C30芳基或其組合，且
L是單鍵、取代或未取代的二價C1到C20飽和脂族烴基、取代或未取代的二價C3到C20飽和或不飽和脂環烴基、包含至少一個雙鍵或三鍵的取代或未取代的二價C2到C20不飽和脂族烴基、取代或未取代的二價C6到C20芳族烴基、-O-、-C(=O)-或其組合。
根據本發明的實施例的半導體光阻組成物同時包含有機金屬化合物和有機酸以及由化學式2表示的有機金屬化合物及/或由化學式3表示的有機金屬化合物，且因此可提供具有極好靈敏度和圖案可形成性的半導體光阻組成物。
通過適當地調整有機金屬共聚物中包含的由化學式2表示的有機金屬化合物或由化學式3表示的有機金屬化合物的比率，可控制由R表示的配體從共聚物解離的程度，且因此，可提供具有極好靈敏度和低線邊緣粗糙度以及極好解析度的半導體光阻，同時由在配體解離時產生的自由基控制通過氧代基鍵結與周圍鏈交聯的程度。也就是說，通過同時包含由化學式1表示的有機金屬化合物以及由化學式2表示的有機金屬化合物或由化學式3表示的有機金屬化合物，可提供具有極好靈敏度、線邊緣粗糙度以及解析度的半導體光阻。
可按以下重量比包含由化學式2表示的化合物和由化學式3表示的化合物的總和以及由化學式1表示的有機金屬化合物：約1:1到約1:20，例如約1:1到約1:19、例如約1:1到約1:18、例如約1:1到約1:17、例如約1:1到約1:16、例如約1:1到約1:15、例如約1:1到約1:14、例如約1:1到約1:13、例如約1:1到約1:12、例如約1:1到約1:11、例如約1:1到約1:10、例如約1:1到約1:9、例如約1:1到約1:8、例如約1:1到約1:7、例如約1:1到約1:6、例如約1:1到約1:5、例如約1:1到約1:4、例如約1:1到約1:3、例如約1:1到約1:2，但本發明不限於此。當由化學式1表示的有機金屬化合物與由化學式2表示的化合物、由化學式3表示的有機金屬化合物或其組合的重量比滿足以上範圍時，可提供具有極好靈敏度和解析度的半導體光阻組成物。
由化學式1表示的化合物的R可以是例如取代或未取代的C1到C8烷基、取代或未取代的C3到C8環烷基、包含至少一個雙鍵或三鍵的取代或未取代的C2到C8脂族不飽和有機基團、取代或未取代的C6到C20芳基、乙氧基、丙氧基或其組合，例如，甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、叔丁基、2,2-二甲基丙基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、苯基、甲苯基、二甲苯、苄基、乙氧基、丙氧基或其組合。
由化學式1表示的化合物的R1
可以是取代或未取代的C1到C8烷基、取代或未取代的C3到C8環烷基、取代或未取代的C2到C8烯基、取代或未取代的C2到C8炔基、取代或未取代的C6到C20芳基或其組合，例如，甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、叔丁基、2,2-二甲基丙基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、苯基、甲苯基、二甲苯、苄基或其組合。
由化學式1表示的化合物的R2
可以是氫、取代或未取代的C1到C8烷基、取代或未取代的C3到C8環烷基、取代或未取代的C2到C8烯基、取代或未取代的C2到C8炔基、取代或未取代的C6到C20芳基或其組合，例如，氫、甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、叔丁基、2,2-二甲基丙基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、苯基、甲苯基、二甲苯、苄基或其組合。
由化學式1表示的化合物可包含由化學式4表示的化合物、由化學式5表示的化合物、由化學式6表示的化合物、由化學式7表示的化合物或其組合。
[化學式4]
[化學式5]
[化學式6]
[化學式7]
在化學式4到化學式7中，
Ra
、Rb
、Rc
、Ri
、Rk
以及Rl
獨立地與R1
的定義相同，且
Rd
、Re
、Rf
、Rg
、Rh
以及Rj
獨立地與R2
的定義相同。
根據實施例的半導體光阻組成物中包含的溶劑可以是有機溶劑。溶劑可以是例如芳族化合物（例如，二甲苯、甲苯等）、醇（例如，4-甲基-2-戊醇、4-甲基-2-丙醇、1-丁醇、甲醇、異丙醇、1-丙醇、丙二醇單甲基醚）、醚（例如，苯甲醚、四氫呋喃）、酯（乙酸正丁酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯）、酮（例如，甲基乙基酮、2-庚酮）或其混合物，但不限於此。
在一實施例中，除前述有機金屬化合物和溶劑以外，半導體光阻組成物可更包含樹脂。
樹脂可以是包含群組1中的至少一或多個芳族部分的酚類樹脂。
[群組1]
樹脂可具有約500到約20,000的重量平均分子量。
可按半導體光阻組成物的總量計以約0.1重量%到約50重量%的量包含樹脂。
當在所述量範圍內包含樹脂時，其可具有極好的耐蝕刻性和耐熱性。
另一方面，根據實施例的半導體光阻組成物理想地由有機金屬化合物、溶劑以及樹脂構成。然而，根據上述實施例的半導體光阻組成物可視需要更包含添加劑。添加劑的實例可包含表面活性劑、交聯劑、調平劑、淬滅劑或其組合。
表面活性劑可包含例如烷基苯磺酸鹽、烷基吡啶鎓鹽、聚乙二醇、季銨鹽或其組合，但不限於此。
交聯劑可以是例如三聚氰胺類交聯劑、取代的脲類交聯劑、丙烯醯基類交聯劑、環氧類交聯劑或聚合物類交聯劑，但不限於此。其可以是具有至少兩個交聯形成取代基的交聯劑，例如，化合物，如甲氧基甲基化甘脲、丁氧基甲基化甘脲、甲氧基甲基化三聚氰胺、丁氧基甲基化三聚氰胺、甲氧基甲基化苯並胍胺（methoxymethylated benzoguanamine）、丁氧基甲基化苯並胍胺、丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸、丙烯酸氨基甲酸酯、甲基丙烯酸丙烯醯酯、1,4-丁二醇二縮水甘油醚、縮水甘油、二縮水甘油基1,2-環己烷二羧酸酯、三甲基丙烷三縮水甘油醚、1,3-雙(縮水甘油氧基丙基)四甲基二矽氧烷、甲氧基甲基化脲、丁氧基甲基化脲或甲氧基甲基化硫脲以及類似物。
調平劑可用於改良印刷期間的塗層平整度，且可以是市售的已知調平劑。
淬滅劑可以是三對甲苯胺、甲基二苯胺、聯三苯胺、苯二胺、萘胺（naphthylamine）、二氨基萘（diaminonaphthalene）或其組合。
添加劑的使用量可取決於所要屬性而加以控制。
此外，半導體光阻組成物可更包含矽烷偶合劑作為黏附增強劑，以便改良與基板的緊密接觸力（例如，以便改良半導體光阻組成物對基板的黏附性）。矽烷偶合劑可以是例如包含碳-碳不飽和鍵的矽烷化合物，如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷；或3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷；三甲氧基[3-(苯基氨基)丙基]矽烷以及類似物，但不限於此。
半導體光阻組成物可形成為具有高縱橫比而沒有塌陷的圖案。因此，為了形成具有例如約5奈米到約100奈米、約5奈米到約80奈米、約5奈米到約70奈米、約5奈米到約50奈米、約5奈米到約40奈米、約5奈米到約30奈米或約5奈米到約20奈米的寬度的精細圖案，半導體光阻組成物可用於使用波長範圍為約5奈米到約150奈米（例如，約5奈米到約100奈米、約5奈米到約80奈米、約5奈米到約50奈米、約5奈米到約30奈米或約5奈米到約20奈米）的光的光阻製程。因此，根據實施例的半導體光阻組成物可用於使用約13.5奈米波長的EUV光源來實現極紫外微影。
根據另一實施例，提供一種使用前述半導體光阻組成物來形成圖案的方法。舉例來說，所製造的圖案可以是光阻圖案。
根據實施例的形成圖案的方法包含：在基板上形成蝕刻目標層，將半導體光阻組成物塗布在蝕刻目標層上以形成光阻層，使光阻層圖案化以形成光阻圖案，以及使用光阻圖案作為蝕刻掩模來蝕刻蝕刻目標層。
下文中，參考圖1到圖5描述使用半導體光阻組成物形成圖案的方法。圖1到圖5是用於解釋使用根據實施例的半導體光阻組成物形成圖案的方法的橫截面圖。
參考圖1，製備用於蝕刻的對象。用於蝕刻的物件可以是形成在半導體基板100上的薄膜102。下文中，用於蝕刻的對象限於薄膜102。洗滌薄膜102的整個表面以去除其上剩餘的雜質和類似物。薄膜102可以是例如氮化矽層、多晶矽層或氧化矽層。
隨後，將用於形成抗蝕劑底層104的抗蝕劑底層組成物旋塗在洗滌過的薄膜102的表面上。然而，實施例不限於此，且可使用已知的各種塗布方法，例如噴塗、浸塗、刀口塗布、印刷方法（例如，噴墨印刷和絲網印刷）以及類似物。
可省略抗蝕劑底層的塗布製程，且在下文中，描述包含抗蝕劑底層的塗布的製程。
隨後，乾燥和烘烤塗布的組成物以在薄膜102上形成抗蝕劑底層104。烘烤可在約100℃到約500℃，例如約100℃到約300℃下進行。
抗蝕劑底層104形成於基板100與光阻層106之間，且因此當從基板100與光阻層106之間的介面或層之間的硬掩模上反射的射線散射到非預期的光阻區中時，可防止光阻線寬的非均一性和圖案形成能力。
參考圖2，通過在抗蝕劑底層104上塗布半導體光阻組成物來形成光阻層106。通過將前述半導體光阻組成物塗布在形成於基板100上的薄膜102上來獲得光阻層106，且隨後通過熱處理固化所述光阻層106。
更具體地說，通過使用半導體光阻組成物形成圖案可包含通過旋塗、狹縫塗布、噴墨印刷以及類似物將半導體光阻組成物塗布在具有薄膜102的基板100上，且隨後乾燥所述半導體光阻組成物以形成光阻層106。
已詳細說明且將不會再次說明半導體光阻組成物。
隨後，具有光阻層106的基板100經受第一烘烤製程。第一烘烤製程可在約80℃到約120℃下進行。
參考圖3，可選擇性地曝光光阻層106。
舉例來說，曝光可使用具有如極紫外（EUV；約13.5奈米的波長）、E束（電子束）以及類似物的高能量波長以及如i線（約365奈米的波長）、KrF准分子雷射（約248奈米的波長）、ArF准分子雷射（約193奈米的波長）以及類似物的短波長的光的活化輻射。
更具體來說，根據實施例的用於曝光的光可具有在約5奈米到約150奈米的範圍內的短波長和高能量波長，例如極紫外（EUV；約13.5奈米的波長）、E束（電子束）以及類似物。
通過由交聯反應（如有機金屬化合物之間的縮合）形成聚合物，光阻層106的曝光區106b具有與光阻層106的非曝光區106a不同的溶解度。
隨後，基板100經受第二烘烤製程。第二烘烤製程可在約90℃到約200℃的溫度下進行。光阻層106的曝光區106b因第二烘烤製程而變得不容易關於顯影液溶解。
在圖4中，使用顯影液溶解和去除光阻層的非曝光區106a以形成光阻圖案108。具體地說，通過使用如2-庚酮以及類似物的有機溶劑來溶解和去除光阻層的非曝光區106a，以完成對應於負性圖像的光阻圖案108。
如上文所描述，在根據實施例的形成圖案的方法中使用的顯影液可以是有機溶劑。在根據實施例的形成圖案的方法中使用的有機溶劑可以是例如：酮，如甲基乙基酮、丙酮、環己酮、2-庚酮以及類似物；醇，如4-甲基-2-丙醇、1-丁醇、異丙醇、1-丙醇、甲醇以及類似物；酯，如丙二醇單甲醚乙酸酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸正丁酯、丁內酯以及類似物；芳族化合物，如苯、二甲苯、甲苯以及類似物，或其組合。
然而，根據實施例的光阻圖案不必限於負性圖像，但可形成為具有正性圖像。在本文中，用於形成正性圖像的顯影劑可以是氫氧化季銨組成物，如氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨或其組合。
如上文所描述，曝光於具有如極紫外（EUV；約13.5奈米的波長）、E束（電子束）以及類似物的高能量的光以及具有如i線（約365奈米的波長）、KrF准分子雷射（約248奈米的波長）、ArF准分子雷射（約193奈米的波長）以及類似物的波長的光可提供具有約5奈米到約100奈米厚度的寬度的光阻圖案108。舉例來說，光阻圖案108可具有約5奈米到約90奈米、約5奈米到約80奈米、約5奈米到約70奈米、約5奈米到約60奈米、約10奈米到約50奈米、約10奈米到約40奈米、約10奈米到約30奈米或約10奈米到約20奈米厚度的寬度。
另一方面，光阻圖案108可具有半間距小於或等於約50奈米（例如，小於或等於約40奈米、小於或等於約30奈米或小於或等於約25奈米）且線寬粗糙度小於或等於約10奈米或小於或等於約5奈米的間距。
隨後，使用光阻圖案108作為蝕刻掩模來蝕刻抗蝕劑底層104。通過這一蝕刻製程，形成有機層圖案112。有機層圖案112也可具有對應於光阻圖案108的寬度的寬度。
參考圖5，應用光阻圖案108作為蝕刻掩模以蝕刻暴露的薄膜102。因此，薄膜形成為薄膜圖案114。
薄膜102的蝕刻可以是例如使用蝕刻氣體的乾式蝕刻，且蝕刻氣體可以是例如CHF3
、CF4
、Cl2
、BCl3
以及其混合氣體。
在曝光製程中，通過使用光阻圖案108（其由通過使用EUV光源進行的曝光製程形成）形成的薄膜圖案114可具有對應於光阻圖案108的寬度的寬度。舉例來說，薄膜圖案114可具有約5奈米到約100奈米的寬度，所述寬度等於光阻圖案108的寬度。舉例來說，通過使用光阻圖案108（其由通過使用EUV光源進行的曝光製程形成）形成的薄膜圖案114可具有如下寬度：約5奈米到約90奈米、約5奈米到約80奈米、約5奈米到約70奈米、約5奈米到約60奈米、約10奈米到約50奈米、約10奈米到約40奈米、約10奈米到約30奈米以及約10奈米到約20奈米，或具體來說，小於或等於約20奈米，所述寬度如同光阻圖案108的寬度。
下文中，將通過前述半導體光阻組成物的製備的實例更詳細地描述本發明。然而，本發明在技術上不受以下實例限制。
實例
合成實例
1
將20克（51.9毫莫耳）的Ph3
SnCl溶解於250毫升2-頸和圓底燒瓶中的70毫升的THF中，且隨後在冰浴中冷卻到0℃。隨後，將1 M丁基氯化鎂（BuMgCl）THF溶液（62.3毫莫耳）以逐滴方式緩慢地添加到其中。當以逐滴方式的添加完成時，在25℃下攪拌所獲得混合物12小時以獲得由化學式8a表示的化合物。
[化學式8a]
隨後，將由化學式8a表示的化合物（10克，24.6毫莫耳）溶解於50毫升的CH2
Cl2
中，且在-78℃下歷時30分鐘以逐滴方式向其中緩慢添加2 M HCl二乙醚溶液的3種等效物（73.7毫莫耳）。隨後，在25℃下攪拌所獲得混合物12小時，且隨後，通過濃縮溶劑且進行真空蒸餾來獲得由化學式8b表示的化合物。
[化學式8b]
隨後，在25℃下將25毫升的乙酸以逐滴方式緩慢地添加到10克（25.6毫莫耳）的根據合成實例4的由化學式8b表示的化合物，且隨後加熱並回流12小時。且隨後，對乙酸進行真空蒸餾以獲得由化學式8表示的化合物。
[化學式8]
合成實例
2
將20克（51.9毫莫耳）的Ph3
SnCl溶解於250毫升兩頸圓底燒瓶中的70毫升的THF中，且在冰浴中將溫度降低到0℃。隨後，將2 M異丙基氯化鎂（iPrMgCl）THF溶液（62.3毫莫耳）以逐滴方式緩慢地添加到其中。當以逐滴方式的添加完成時，在25℃下攪拌所獲得混合物12小時以獲得由化學式9a表示的化合物。
[化學式9a]
隨後，將由化學式9a表示的化合物（10克，24.6毫莫耳）溶解於50毫升的CH2
Cl2
中，且在-78℃下歷時30分鐘以逐滴方式向其中緩慢添加2 M HCl二乙醚溶液的3種等效物（73.7毫莫耳）。隨後，在25℃下攪拌所獲得混合物12小時，且隨後，通過濃縮溶劑且進行真空蒸餾來獲得由化學式9b表示的化合物。
[化學式9b]
在25℃下將25毫升的丙烯酸以逐滴方式緩慢地添加到10克（25.4毫莫耳）的由化學式9b表示的化合物，且隨後加熱並在80℃下回流6小時。溫度減小到25℃，且隨後，對丙烯酸進行真空蒸餾以獲得由化學式9表示的化合物。
[化學式9]
合成實例
3
將20克（51.9毫莫耳）的Ph3
SnCl溶解於250毫升兩頸圓底燒瓶中的70毫升的THF中，且在冰浴中將溫度降低到0℃。隨後，以逐滴方式緩慢地添加1 M新戊基氯化鎂THF溶液（62.3毫莫耳）。當以逐滴方式的添加完成時，在25℃下攪拌所獲得混合物12小時以獲得由化學式10a表示的化合物。
[化學式10a]
隨後，將由化學式10a表示的化合物（10克，24.6毫莫耳）溶解於50毫升的CH2
Cl2
中，且在-78℃下歷時30分鐘以逐滴方式向其中緩慢添加2 M HCl二乙醚溶液的3種等效物（73.7毫莫耳）。隨後，在25℃下攪拌所獲得混合物12小時，且隨後，通過濃縮溶劑且進行真空蒸餾來獲得由化學式10b表示的化合物。
[化學式10b]
在25℃下將25毫升的丙酸以逐滴方式緩慢地添加到10克（23.7毫莫耳）的由化學式10b表示的化合物，且隨後加熱並在110℃下回流12小時。溫度減小到25℃，且隨後，對丙酸進行真空蒸餾以獲得由化學式10表示的化合物。
[化學式10]
合成實例
4
將10克（25.4毫莫耳）的由化學式9a表示的化合物放入100毫升圓底燒瓶中，且在25℃下將25毫升的甲酸以逐滴方式緩慢地添加到其中，且隨後加熱並在100℃下回流24小時。
隨後，溫度降低到25℃，且隨後對甲酸進行真空蒸餾以獲得由化學式11表示的化合物。
[化學式11]
實例
1
到實例
32
以表1到表4中繪示的重量比在各自3重量%的濃度下將在合成實例1到合成實例4中獲得的由化學式8到化學式11表示的化合物中的每一種和作為有機酸的檸檬酸（西格瑪-阿爾德里奇公司（Sigma-Aldrich Corporation））和丁二酸（西格瑪-阿爾德里奇公司）溶解於乙酸1-甲基-2-丙酯中，且用0.1微米聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene；PTFE）針筒篩檢程式過濾以製備根據實例1到實例32的半導體光阻組成物中的每一種。
具有固有氧化物表面和4英寸直徑的碟形矽晶圓用作用於薄膜塗布的基板，且在塗布組成物之前在UV臭氧清潔系統中處理10分鐘。在處理的基板上，根據實例1到實例32的半導體光阻組成物分別在1500轉/分下旋塗30秒，且隨後在100℃下烘烤（在塗覆之後烘烤，塗覆後烘烤（post-apply bake；PAB））120秒以形成光阻薄膜。
在塗布和烘烤之後，通過橢圓偏振技術測量膜的厚度，其是約27奈米。
（表1）（單位：重量份）。
| 實例1 | 實例2 | 實例3 | 實例4 | 實例5 | 實例6 | 實例7 | 實例8 | ||
| 有機金屬化合物 | 化學式8 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 檸檬酸 | 1 | 3 | 6 | 9 | |||||
| 丁二酸 | 1 | 3 | 6 | 9 | |||||
（表2）（單位：重量份）
| 實例9 | 實例10 | 實例11 | 實例12 | 實例13 | 實例14 | 實例15 | 實例16 | ||
| 有機金屬化合物 | 化學式9 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 檸檬酸 | 1 | 3 | 6 | 9 | |||||
| 丁二酸 | 1 | 3 | 6 | 9 | |||||
（表3）（單位：重量份）
| 實例17 | 實例18 | 實例19 | 實例20 | 實例21 | 實例22 | 實例23 | 實例24 | ||
| 有機金屬化合物 | 化學式10 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 檸檬酸 | 1 | 3 | 6 | 9 | |||||
| 丁二酸 | 1 | 3 | 6 | 9 | |||||
（表4）（單位：重量份）
| 實例25 | 實例26 | 實例27 | 實例28 | 實例29 | 實例30 | 實例31 | 實例32 | ||
| 有機金屬化合物 | 化學式11 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 檸檬酸 | 1 | 3 | 6 | 9 | |||||
| 丁二酸 | 1 | 3 | 6 | 9 | |||||
比較例
1
在3重量%的濃度下將按100重量份的在合成實例1中獲得的由化學式8表示的化合物計6重量份的乙酸溶解於4-甲基-2-戊醇中，且用0.1微米聚四氟乙烯（PTFE）針筒篩檢程式過濾以製備根據比較例1的半導體光阻組成物。
以與實例1相同的方式，製備包含根據比較例1的半導體光阻組成物的光阻薄膜。在塗布和烘烤之後，膜的厚度是約25奈米。
比較例
2
除了使用丙酸代替乙酸之外，根據與比較例1相同的方法製造根據比較例2的半導體光阻組成物和包含其的光阻薄膜。在塗布和烘烤之後，膜的厚度是約24奈米。
比較例
3
除了使用氰基乙酸代替乙酸之外，根據與比較例1相同的方法製造根據比較例3的半導體光阻組成物和包含其的光阻薄膜。在塗布和烘烤之後，膜的厚度是約23奈米。
比較例
4
除了使用丙二酸代替乙酸之外，根據與比較例1相同的方法製造根據比較例4的半導體光阻組成物和包含其的光阻薄膜。在塗布和烘烤之後，膜的厚度是約23奈米。
比較例
5
除了使用草酸代替乙酸之外，根據與比較例1相同的方法製造根據比較例5的半導體光阻組成物和包含其的光阻薄膜。在塗布和烘烤之後，膜的厚度是約22奈米。
比較例
6
除了不使用乙酸（有機酸）之外，根據與比較例1相同的方法製造根據比較例6的半導體光阻組成物和包含其的光阻薄膜。在塗布和烘烤之後，膜的厚度是約27奈米。
評估
在塗布法中形成於碟形矽晶圓上的根據實例1到實例32、比較例1到比較例6的膜曝光於極紫外線（EUV）以通過改變能量和焦點來形成16奈米線/空間圖案。在曝光之後，膜在180℃下烘烤120秒，隨後浸入含有2-庚酮的皮氏（Petri）培養皿中60秒且將其取出，並用相同溶劑洗滌10秒。最終，膜在150℃下烘烤5分鐘，且隨後通過掃描電子顯微法（scanning electron microscopy；SEM）獲得其圖案圖像。從SEM圖像，表5提供理想能量和線邊緣粗糙度（LER）。
（表5）
| 能量（毫焦/平方公分） | LER（奈米） | |
| 實例1 | 300 | 1.8 |
| 實例2 | 250 | 1.8 |
| 實例3 | 200 | 1.9 |
| 實例4 | 160 | 2.0 |
| 實例5 | 310 | 1.6 |
| 實例6 | 290 | 1.8 |
| 實例7 | 250 | 1.7 |
| 實例8 | 230 | 1.9 |
| 實例9 | 260 | 1.8 |
| 實例10 | 220 | 1.8 |
| 實例11 | 180 | 1.7 |
| 實例12 | 140 | 2.0 |
| 實例13 | 280 | 1.8 |
| 實例14 | 250 | 1.8 |
| 實例15 | 230 | 1.9 |
| 實例16 | 200 | 1.8 |
| 實例17 | 270 | 1.8 |
| 實例18 | 230 | 1.8 |
| 實例19 | 180 | 2.0 |
| 實例20 | 140 | 2.2 |
| 實例21 | 280 | 1.8 |
| 實例22 | 260 | 1.6 |
| 實例23 | 230 | 1.9 |
| 實例24 | 220 | 2.0 |
| 實例25 | 280 | 1.8 |
| 實例26 | 240 | 1.9 |
| 實例27 | 180 | 1.9 |
| 實例28 | 160 | 2.0 |
| 實例29 | 290 | 1.6 |
| 實例30 | 260 | 1.6 |
| 實例31 | 250 | 1.8 |
| 實例32 | 230 | 1.9 |
| 比較例1 | 360 | 1.6 |
| 比較例2 | 380 | 1.7 |
| 比較例3 | 160 | 5.5 |
| 比較例4 | 180 | 3.0 |
| 比較例5 | 不可能顯影 | 不可能顯影 |
| 比較例6 | 320 | 1.8 |
參考表5，使用根據實例1到實例32的半導體光阻組成物的光阻薄膜呈現極好靈敏度和線邊緣粗糙度（LER）。
相反地，使用根據比較例1到比較例5的包含不滿足在25℃下小於或等於約1.0 mmHg的蒸氣壓和約3到約5的pKa的條件和含量的有機酸和根據比較例6的不包含有機酸的半導體光阻組成物的光阻薄膜呈現比使用根據實例1到實例32的半導體光阻組成物的光阻薄膜更高的理想能量或不可能顯影，從而引起不足的靈敏度或線邊緣粗糙度特性。
在上文中，已描述和說明本發明的某些實施例，然而，本領域的一般技術人員顯而易見的是，本發明不限於如所描述的實施例，且可在不脫離本發明的精神和範圍的情況下進行各種修改和轉換。因此，修改或轉換的實施例因此可能無法單獨地從本發明的技術構想和方面來理解，且修改的實施例在本發明的申請專利範圍的範圍內。
100:基板
102:薄膜
104:抗蝕劑底層
106:光阻層
106a:非曝光區
106b:曝光區
108:光阻圖案
112:有機層圖案
114:薄膜圖案
圖1到圖5是用於解釋使用根據實施例的半導體光阻組成物形成圖案的方法的橫截面圖。
100:基板
108:光阻圖案
112:有機層圖案
114:薄膜圖案
Claims (15)
- 一種半導體光阻組成物，包括：有機金屬化合物；有機酸，具有在25℃下小於或等於約1.0mmHg的蒸氣壓和約3到約5的pKa；以及溶劑；其中按所述半導體光阻組成物的總品質計，所述半導體光阻組成物包括約0.01重量%到約2重量%的所述有機酸。
- 如請求項1所述的半導體光阻組成物，其中所述有機酸具有在25℃下約0.01mmHg到約0.5mmHg的蒸氣壓和約3到約4.3的pKa。
- 如請求項1所述的半導體光阻組成物，其中按100重量份的所述有機金屬化合物計，所述有機酸的含量為約0.1重量份到約15重量份。
- 如請求項1所述的半導體光阻組成物，其中所述有機金屬化合物是包含錫的化合物。
- 如請求項1所述的半導體光阻組成物，其中所述有機金屬化合物是由化學式1表示的有機金屬化合物：
- 如請求項5所述的半導體光阻組成物，其中R是取代或未取代的C1到C8烷基、取代或未取代的C3到C8環烷基、包含至少一個雙鍵或三鍵的取代或未取代的C2到C8脂族不飽和有機基團、取代或未取代的C6到C20芳基、乙氧基、丙氧基或其組合，R1是取代或未取代的C1到C8烷基、取代或未取代的C3到C8環烷基、取代或未取代的C2到C8烯基、取代或未取代的C2到C8炔基、取代或未取代的C6到C20芳基或其組合，且 R2是氫、取代或未取代的C1到C8烷基、取代或未取代的C3到C8環烷基、取代或未取代的C2到C8烯基、取代或未取代的C2到C8炔基、取代或未取代的C6到C20芳基或其組合。
- 如請求項5所述的半導體光阻組成物，其中R是甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、叔丁基、2,2-二甲基丙基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、苯基、甲苯基、二甲苯基、苄基、乙氧基、丙氧基或其組合，R1是甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、叔丁基、2,2-二甲基丙基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、苯基、甲苯基、二甲苯基、苄基或其組合，且R2是氫、甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、叔丁基、2,2-二甲基丙基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、苯基、甲苯基、二甲苯基、苄基或其組合。
- 如請求項5所述的半導體光阻組成物，其中所述半導體光阻組成物更包括除了所述由化學式1表示的有機金屬化合物之外的由化學式2表示的有機金屬化合物、由化學式3表示的有機金屬化合物或其組合：[化學式2]
- 如請求項8所述的半導體光阻組成物，其中以約1：1到約1：20的重量比包含所述由化學式2表示的有機金屬化合物和所述由化學式3表示的有機金屬化合物的總和以及所述由化學式1表示的有機金屬化合物。
- 如請求項5所述的半導體光阻組成物，其中所述由化學式1表示的有機金屬化合物包括由化學式4表示的化合物、由化學式5表示的化合物、由化學式6表示的化合物、由化學式7表示的化合物或其組合：
- 如請求項1所述的半導體光阻組成物，其中所述半導體光阻組成物更包括添加劑，所述添加劑包括表面活性劑、交聯劑、調平劑、淬滅劑或其組合。
- 一種形成圖案的方法，包括：在基板上形成蝕刻目標層；將如請求項1到請求項11中任一項所述的半導體光阻組成物塗布在所述蝕刻目標層上以形成光阻層；使所述光阻層圖案化以形成光阻圖案；以及使用所述光阻圖案作為蝕刻掩模來蝕刻所述蝕刻目標層。
- 如請求項12所述的形成圖案的方法，其中使用波長為約5奈米到約150奈米的光來形成所述光阻圖案。
- 如請求項12所述的形成圖案的方法，更包括提供形成於所述基板與所述光阻層之間的抗蝕劑底層。
- 如請求項12所述的形成圖案的方法，其中所述光阻圖案具有約5奈米到約100奈米的寬度。
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