TWI843546B - 含金屬光阻顯影劑組成物及圖案形成方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種含金屬光阻顯影劑組成物，及一種包含使用所述組成物進行顯影的步驟的圖案形成方法，且所述含金屬光阻顯影劑組成物包含：有機溶劑；以及至少一種添加劑，選自亞磷酸類化合物、次磷酸類化合物、亞硫酸類化合物以及氧肟酸類化合物，其中包含約0.0001重量%至小於約1.0重量%的量的所述添加劑。含金屬光阻顯影劑組成物可使曝光製程之後存在於含金屬光阻膜中的缺陷最小化且實現容易顯影，由此實現極佳對比度特性、極佳敏感性以及減小的線邊緣粗糙度。
Description
本公開涉及一種含金屬光阻顯影劑組成物及一種包含使用所述組成物的顯影步驟的圖案形成方法。
本申請案要求2022年7月05日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請案第10-2022-0082642號的優先權和權益，所述申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。
近年來，半導體行業伴隨著臨界尺寸的不斷縮小，且這種尺寸縮小需要新型高性能光阻材料以及滿足對用越來越小的特徵進行加工和圖案化的需求的圖案化方法。
常規化學放大（chemically amplified；CA）光阻設計成確保高敏感性，但由於其典型元素構成（主要為具有較小量O、F以及S的C）降低在約13.5奈米的波長下的吸光度，且因此降低敏感性，光阻在EUV曝光下可能部分地遭受更多困難。此外，CA光阻可由於小特徵尺寸的粗糙度問題而遇到困難，且部分地由於酸催化劑製程的性質，實驗證明線邊緣粗糙度（line edge roughness；LER）隨著感光速度減小而增大。歸因於CA光阻的這些缺點和問題，半導體行業中需要新型高性能光阻。
具體地說，有必要研發確保極佳抗蝕刻性和分辨率且同時改進微影製程中的敏感性並增強臨界尺寸（critical dimension；CD）均一性和線邊緣粗糙度（line edge roughness；LER）特性的光阻。
一個實施例提供一種含金屬光阻顯影劑組成物。
另一實施例提供一種包含使用所述組成物進行顯影的步驟的圖案形成方法。
根據實施例的含金屬光阻顯影劑組成物包含：有機溶劑；以及至少一種添加劑，選自亞磷酸類化合物、次磷酸類化合物、亞硫酸類化合物以及氧肟酸（hydroxamic acid）類化合物，其中包含約0.0001重量%至小於約1.0重量%的量的添加劑。
可包含小於或等於約0.5重量%的量的添加劑。
亞磷酸類化合物可為以下各項中的至少一個：膦酸、甲基膦酸、乙基膦酸、丁基膦酸、己基膦酸、正辛基膦酸、十四烷基膦酸、十八烷基膦酸、苯基膦酸、乙烯基膦酸、氨基甲基膦酸、亞甲基二胺四亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦酸、1-氨基1-膦醯辛基膦酸、依替膦酸、2-氨基乙基膦酸、3-氨基丙基膦酸、6-羥己基膦酸、癸基膦酸、亞甲基二膦酸、氮基三亞甲基三膦酸、1H,1H,2H,2H-全氟辛烷膦酸或其組合。
次磷酸類化合物可為以下各項中的至少一個：二苯基次膦酸、雙(4-甲氧基苯基)次膦酸、次膦酸、雙(羥甲基)次膦酸、苯基次膦酸、對(3-氨基丙基)-對丁基次膦酸或其組合。
亞硫酸類化合物為以下各項中的至少一個：乙烯基磺酸（vinylsulfonic acid）、2-丙烯-1-磺酸（2-propene-1-sulfonic acid）、甲磺酸（methanesulfonic acid）、乙磺酸（ethanesulfonic acid）、丙磺酸（propanesulfonic acid）、3-羥基丙烷-1-磺酸（3-hydroxypropane-1-sulfonic acid）、苯磺酸（benzenesulfonic acid）、4-羥基苯磺酸（4-hydroxybenzenesulfonic acid）、對甲苯磺酸（p-toluenesulfonic acid）或其組合。
氧肟酸類化合物可為以下各項中的至少一個：甲醯氧肟酸、乙醯氧肟酸、苯並氧肟酸、水楊基氧肟酸、2-氨基苯並氧肟酸、2-氯苯並氧肟酸、2-氟苯並氧肟酸、2-硝基苯並氧肟酸、3-硝基苯並氧肟酸、4-氨基苯並氧肟酸、4-氯苯並氧肟酸、4-氯苯並氧肟酸、4-硝基苯並氧肟酸或其組合。
含金屬光阻可包含選自含有機氧基（organic oxy group）的錫化合物及含有機羰氧基（organic carbonyl oxy group）的錫化合物的至少一種金屬化合物。
含金屬光阻可包含由化學式1表示的金屬化合物。
[化學式1]
在化學式1中，
R
1選自經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C2至C20烯基、經取代或未經取代的C2至C20炔基、經取代或未經取代的C6至C30芳基、經取代或未經取代的C6或C30芳基烷基，以及-R
a-O-R
b（其中R
a為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基且R
b為經取代或未經取代的C1至C20烷基），
R
2至R
4各自獨立地選自-OR
c或-OC(=O)R
d，
R
c為經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C2至C20烯基、經取代或未經取代的C2至C20炔基、經取代或未經取代的C6至C30芳基或其組合，且
R
d為氫、經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C2至C20烯基、經取代或未經取代的C2至C20炔基、經取代或未經取代的C6至C30芳基或其組合。
根據另一實施例的圖案形成方法包含：在基底上塗布含金屬光阻組成物；沿著基底的邊緣塗布用於從含金屬光阻去除邊緣珠粒的組成物；乾燥及加熱所得物以在基底上形成含金屬光阻膜；曝光含金屬光阻膜；以及使用前述含金屬光阻顯影劑組成物顯影所述含金屬光阻膜。
根據實施例的含金屬光阻顯影劑組成物使曝光製程之後存在於含金屬光阻膜中的缺陷最小化且實現容易顯影，由此實現極佳對比度特性、極佳敏感性以及減小的線邊緣粗糙度（line edge roughness；LER）。
下文中，將參考隨附圖式詳細地描述本發明的實施例。在本公開的以下描述中，將不描述眾所周知的功能或構造以便闡明本公開。
為了明確說明本公開，省略描述和關係，且貫穿本公開，相同或類似配置元件由相同附圖標號指定。此外，由於為更好理解和易於描述任意地示出圖式中所示的每一配置的大小和厚度，本公開不必限於此。
在圖式中，為清楚起見放大了層、膜、面板、區等的厚度。在圖式中，為清楚起見放大了層或區等的一部分的厚度。應理解，當將例如層、膜、區或基底的一個元件稱作在另一元件「上」時，其可以直接在另一元件上，或還可以存在插入元件。
在本公開中，「經取代」是指氫原子由以下各項替換：氘、鹵素基團、羥基、氨基、經取代或未經取代的C1至C30胺基、硝基、經取代或未經取代的C1至C40矽烷基、C1至C30烷基、C1至C10鹵烷基、C1至C10烷基矽烷基、C3至C30環烷基、C6至C30芳基、C1至C20烷氧基或氰基。「未經取代」意指氫原子保持為氫原子而不由另一取代基替換。
在本公開中，除非另外定義，否則術語「烷基」意指直鏈或分支鏈脂肪族烴基。烷基可為不含有任何雙鍵或三鍵的「飽和烷基」。
烷基可為C1至C20烷基。更具體地說，烷基可為C1至C10烷基或C1至C6烷基。舉例來說，C1至C4烷基意指烷基鏈含有1個至4個碳原子，且可選自甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基以及叔丁基。
烷基的特定實例包含甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基等。
在本公開中，除非另外定義，否則術語「環烷基」是指單價環狀脂肪族烴基，除非另外定義。
在本公開中，除非另外定義，否則術語「烯基」為直鏈或分支鏈脂肪族烴基，且指含有一或多個雙鍵的脂肪族不飽和烯基。
在本公開中，除非另外定義，否則術語「炔基」為直鏈或分支鏈脂肪族烴基，且指含有一或多個三鍵的不飽和炔基。
在本公開中，術語「芳基」意指其中環狀取代基的所有元素具有p-軌道且這些p-軌道形成共軛物的取代基。其可包含單環或稠環多環（即，共享相鄰碳原子對的環）官能團。
下文中，描述根據實施例的含金屬光阻顯影劑組成物。
根據本發明的實施例的含金屬光阻顯影劑組成物包含：有機溶劑；以及至少一種添加劑，選自亞磷酸類化合物、次磷酸類化合物、亞硫酸類化合物以及氧肟酸類化合物，其中包含約0.0001重量%至小於約1.0重量%的量的添加劑。
在以上範圍內，可包含以下量的添加劑：小於或等於約0.9重量%，具體地說小於或等於約0.8重量%、小於或等於約0.7重量%或小於或等於約0.6重量%，且更具體地說小於或等於約0.5重量%。
舉例來說，含金屬光阻顯影劑組成物包含大於約95.5重量%且小於約99.9999重量%的量的有機溶劑以及約0.0001重量%至約0.5重量%的量的添加劑。
通過應用包含所述含金屬光阻顯影劑組成物的組成物，曝光製程之後存在於含金屬光阻膜中的缺陷可最小化且容易地顯影，由此實現極佳對比度特性。
此外，可實現極佳敏感性和減小的線邊緣粗糙度（line edge roughness；LER）。
另一方面，有機酸不具有通過甚至調整含量來改進圖案形成能力的作用，但在包含根據本發明的選自亞磷酸類化合物、次磷酸類化合物、亞硫酸類化合物以及氧肟酸類化合物的至少一種添加劑時，添加劑的含量可調整為在約0.0001重量%至約0.5重量%的範圍內，從而明顯改進圖案形成能力。
舉例來說，亞磷酸類化合物可為以下各項中的至少一個：膦酸、甲基膦酸、乙基膦酸、丁基膦酸、己基膦酸、正辛基膦酸、十四烷基膦酸、十八烷基膦酸、苯基膦酸、乙烯基膦酸、氨基甲基膦酸、亞甲基二胺四亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦酸、1-氨基1-膦醯辛基膦酸、依替膦酸、2-氨基乙基膦酸、3-氨基丙基膦酸、6-羥己基膦酸、癸基膦酸、亞甲基二膦酸、氮基三亞甲基三膦酸、1H,1H,2H,2H-全氟辛烷膦酸或其組合。
舉例來說，次磷酸類化合物可為以下各項中的至少一個：二苯基次膦酸、雙(4-甲氧基苯基)次膦酸、次膦酸、雙(羥甲基)次膦酸、苯基次膦酸、對(3-氨基丙基)-對丁基次膦酸或其組合。
舉例來說，亞硫酸類化合物為以下各項中的至少一個：乙烯基磺酸、2-丙烯-1-磺酸、甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、3-羥基丙烷-1-磺酸、苯磺酸、4-羥基苯磺酸、對甲苯磺酸或其組合。
舉例來說，氧肟酸類化合物可為以下各項中的至少一個：甲醯氧肟酸、乙醯氧肟酸、苯並氧肟酸、水楊基氧肟酸、2-氨基苯並氧肟酸、2-氯苯並氧肟酸、2-氟苯並氧肟酸、2-硝基苯並氧肟酸、3-硝基苯並氧肟酸、4-氨基苯並氧肟酸、4-氯苯並氧肟酸、4-氯苯並氧肟酸、4-硝基苯並氧肟酸或其組合。
根據實施例的含金屬光阻顯影劑組成物中包含的有機溶劑的實例可包含以下各項中的至少一個：醚、醇、二醇醚、芳族烴化合物、酮以及酯，但不限於此。舉例來說，有機溶劑可包含乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙酸甲基賽路蘇、乙酸乙基賽路蘇、二乙二醇甲基醚、二乙二醇乙基醚、丙二醇、丙二醇甲基醚（PGME）、丙二醇甲基醚乙酸酯（PGMEA）、丙二醇乙基醚、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、丙二醇丁基醚、丙二醇丁基醚乙酸酯、乙醇、丙醇、異丙醇、異丁醇、4-甲基-2-戊烯醇（或稱為甲基異丁基甲醇（MIBC））、己醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、乙二醇、丙二醇、庚酮、碳酸伸丙酯、碳酸伸丁酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、環戊酮、環己酮、丙酸2-羥乙酯、丙酸2-羥基-2-甲基乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、丁酸2-羥基-3-甲基甲酯、丙酸3-甲氧基甲酯、丙酸3-甲氧基乙酯、丙酸3-乙氧基乙酯、丙酸3-乙氧基甲酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、γ-丁內酯、甲基-2-羥基異丁酸酯、甲氧基苯、乙酸正丁酯、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、甲氧基乙氧基丙酸酯、乙氧基乙氧基丙酸酯或其組合，但不限於此。
在包含稍後描述的其它添加劑時，可以除了組成物中包含的組分以外的餘量包含有機溶劑。
根據本發明的含金屬光阻顯影劑組成物可還包含選自表面活性劑、分散劑、吸濕劑以及偶聯劑的至少一種其它添加劑。
表面活性劑可用以改進塗布均一性且改進光阻組成物的潤濕。在示範性實施例中，表面活性劑可為硫酸酯鹽、磺酸鹽、磷酸酯、肥皂、胺鹽、季銨鹽、聚乙二醇、烷基苯酚環氧乙烷加成物、多元醇、含氮乙烯基聚合物或其組合，但不限於此。舉例來說，表面活性劑可包含烷基苯磺酸鹽、烷基吡錠鹽、聚乙二醇或季銨鹽。在光阻組成物包含表面活性劑時，按光阻組成物的總重量計，可包含約0.001重量%至約3重量%的量的表面活性劑。
分散劑可用以使構成光阻組成物的每一組分均一地分散在光阻組成物中。在實施例中，分散劑可以是環氧樹脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、葡萄糖、十二烷基硫酸鈉、檸檬酸鈉、油酸、亞油酸或其組合，但不限於此。在光阻組成物包含分散劑時，按光阻組成物的總重量計，可包含約0.001重量%至約5重量%的量的分散劑。
吸濕劑可用以防止光阻組成物中的水分的不利影響。舉例來說，吸濕劑可用以防止光阻組成物中包含的金屬被水分氧化。在實施例中，吸濕劑可為聚氧乙烯壬基酚醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙烯醯胺或其組合，但不限於此。在光阻組成物包含吸濕劑時，按光阻組成物的總重量計，可包含約0.001重量%至約10重量%的量的吸濕劑。
在光阻組成物塗布在下膜上時，偶聯劑可用以改進對下膜的黏合性。在實施例中，偶聯劑可包含矽烷偶聯劑。矽烷偶聯劑可為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、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或三甲氧基[3-(苯基氨基)丙基]矽烷，但不限於此。在光阻組成物包含偶聯劑時，按光阻組成物的總重量計，可包含約0.001重量%至約5重量%的量的偶聯劑。
含金屬光阻可包含選自含有機氧基的錫化合物及含有機羰氧基的錫化合物的至少一種金屬化合物。
舉例來說，含有機氧基的錫化合物可包含選自烷基錫氧基。
舉例來說，含有機羰氧基的錫化合物可包含選自烷基錫羧基。
舉例來說，含金屬光阻可包含由化學式1表示的金屬化合物。
[化學式1]
在化學式1中，
R
1為經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C2至C20烯基、經取代或未經取代的C2至C20炔基、經取代或未經取代的C6至C30芳基、經取代或未經取代的C6或C30芳基烷基或-R
a-O-R
b（其中R
a為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基且R
b為經取代或未經取代的C1至C20烷基），
R
2至R
4各自獨立地選自-OR
c或-OC(=O)R
d，
R
c為經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C2至C20烯基、經取代或未經取代的C2至C20炔基、經取代或未經取代的C6至C30芳基或其組合，且
R
d為氫、經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基、經取代或未經取代的C2至C20烯基、經取代或未經取代的C2至C20炔基、經取代或未經取代的C6至C30芳基或其組合。
同時，根據另一實施例，圖案形成方法包含使用前述含金屬光阻顯影劑組成物的顯影步驟。舉例來說，所製造圖案可以是負型光阻圖案。
根據實施例的圖案形成方法包含：在基底上塗布含金屬光阻組成物；沿著基底的邊緣塗布用於從含金屬光阻去除邊緣珠粒的組成物；乾燥及加熱所得物以在基底上形成含金屬光阻膜；曝光含金屬光阻膜；以及使用前述含金屬光阻顯影劑組成物顯影所述含金屬光阻膜。
更具體地說，使用含金屬光阻組成物形成圖案可包含：在基底上塗布含金屬光阻組成物，在所述基底上通過旋塗、狹縫塗布、噴墨印刷等形成薄膜；以及乾燥塗布的含金屬光阻組成物以形成光阻膜。含金屬光阻組成物可包含錫類化合物，且例如，錫類化合物可包含烷基錫氧代基、烷基錫羧基以及烷基錫羥基中的至少一種。
隨後，可沿著基底的邊緣塗布用於從含金屬光阻去除邊緣珠粒的組成物。
接下來，進行對其上形成有含金屬光阻膜的基底加熱的第一熱處理製程。第一熱處理製程可在約80℃至約120℃的溫度下進行。在這一製程中，蒸發溶劑，且含金屬光阻膜可更牢固地黏合到基底。
且選擇性地曝光光阻膜。
舉例來說，可用於曝光製程中的光的實例可不僅包含具有短波長的光（例如i-線（波長為365奈米）、KrF準分子雷射（248奈米的波長）、ArF準分子雷射（193奈米的波長）），且還包含具有高能量波長的光（例如極紫外（EUV，13.5奈米的波長）、電子束（E束）等）。
更具體地說，根據實施例的用於曝光的光可為具有約5奈米至約150奈米的波長範圍的短波長光和具有高能量波長的光（例如極紫外（EUV，波長為13.5奈米）、電子束（E束）等）。
在形成光阻圖案的步驟中，可形成負型圖案。
由於聚合物通過交聯反應（例如有機金屬化合物之間的縮合）形成，因此光阻膜的曝光區具有與光阻膜的未曝光區的溶解度不同的溶解度。
接著，對基底進行第二熱處理製程。第二熱處理製程可在約90℃至約200℃的溫度下進行。通過執行第二熱處理製程，光阻膜的曝光區變得難以溶解於顯影劑溶液中。
具體地說，可通過使用前述光阻顯影劑溶解且接著去除對應於未曝光區的光阻膜來完成對應於負型色調影像的光阻圖案。
如上文所描述，通過不僅曝光於具有短波長的光（例如i-線（365奈米的波長）、KrF準分子雷射（248奈米的波長）、ArF準分子雷射（193奈米的波長）），且還曝光於具有高能量波長的光（例如極紫外（EUV；13.5奈米的波長、電子束（E束））而形成的光阻圖案可具有約5奈米至約100奈米厚度的寬度。舉例來說，光阻圖案可形成為具有如下厚度的寬度：約5奈米至約90奈米、約5奈米至約80奈米、約5奈米至約70奈米、約5奈米至約60奈米、約5奈米至約50奈米、約5奈米至約40奈米、約5奈米至約30奈米或約5奈米至約20奈米。
另一方面，光阻圖案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，例如小於或等於約30奈米，例如小於或等於約20奈米，例如小於或等於約15奈米）且線寬度粗糙度小於或等於約10奈米、小於或等於約5奈米、小於或等於約3奈米或小於或等於約2奈米的間距。
下文中，參考圖式詳細地描述圖案形成方法。
圖1至圖3為繪示製程步驟以便解釋圖案形成方法的橫截面圖。
參考圖1，在基底100上，顯影曝光的光阻膜以形成光阻圖案130P。
在示範性實施例中，可顯影曝光的光阻膜以去除光阻膜的未曝光區，且可形成包含光阻膜的曝光區的光阻圖案130P。光阻圖案130P可包含多個開口OP。
在示範性實施例中，可通過負性顯影（negative-tone development；NTD）製程進行光阻膜的顯影。本文中，根據實施例的含金屬光阻顯影劑組成物可用作顯影劑組成物。
參考圖2，光阻圖案130P用於處理圖1的所得物中的特徵層110。
舉例來說，通過以下各種製程來處理特徵層110：蝕刻通過光阻圖案130P的開口OP暴露的特徵層110；將雜質離子注射到特徵層110中；通過開口OP在特徵層110上形成額外膜；通過開口OP使特徵層110的一部分變形等。圖2繪示通過蝕刻通過開口OP暴露的特徵層110而處理特徵圖案110P的示範性過程。
參考圖3，在圖2的所得物中去除特徵圖案110P上剩餘的光阻圖案130P。為了去除光阻圖案130P，可使用灰化製程和剝離製程。
下文中，將通過關於前述含金屬光阻顯影劑組成物的製備的實例更詳細地描述本發明。然而，本發明的技術特徵不受以下實例限制。
製備含金屬光阻顯影劑組成物
在PP瓶中以表1中所示的每一組成物混合有機溶劑和添加劑，所述PP瓶在室溫（25℃）下振盪以確保完成溶解。隨後，使獲得的溶液經過具有1微米孔徑的PTFE過濾器，從而獲得顯影劑組成物。
（表1）
| 顯影劑組成物 | ||
| 有機溶劑(wt%) [混合比(w/w)] | 添加劑(wt%) | |
| 實例1 | MIBC (99.93) | 丁基膦酸(0.07) |
| 實例2 | PGMEA/PGME (99.9) [7:3] | 甲基膦酸(0.1) |
| 實例3 | PGMEA (99.99) | 乙烯基膦酸(0.01) |
| 實例4 | PGMEA (99.995) | 苯基膦酸(0.005) |
| 實例5 | PGMEA/PGME (99.5) [6:4] | 膦酸(0.5) |
| 實例6 | PGMEA/PGME (99.98) [5:5] | 丁基膦酸(0.02) |
| 實例7 | PGMEA/乳酸乙酯/甲基-2-羥基異丁酸酯 (99.9) [50:15:35] | 乙烯基膦酸(0.1) |
| 實例8 | MIBC (99.99) | 乙烯基膦酸(0.01) |
| 實例9 | PGMEA (99.99) | 丁基膦酸(0.01) |
| 實例10 | PGMEA/乳酸乙酯/甲基-2-羥基異丁酸酯 (99.993) [50:8:42] | 丁基膦酸(0.007) |
| 實例11 | PGMEA/PGME (99.9) [7:3] | 氯甲基膦酸(0.1) |
| 實例12 | PGMEA/PGME (99.9) [7:3] | 2-氯乙基膦酸(0.1) |
| 實例13 | PGMEA/乳酸乙酯/甲基-2-羥基異丁酸酯 (99.5) [50:10:40] | 乙醯氧肟酸(0.5) |
| 實例14 | PGMEA (99.5) | 水楊基氧肟酸(0.5) |
| 實例15 | PGMEA/乳酸乙酯/甲基-2-羥基異丁酸酯 (99.9) [50:20:30] | 苯基氧肟酸(0.1) |
| 實例16 | MIBC (99.9) | 二苯基次膦酸(0.1) |
| 實例17 | MIBC (99.99) | 乙烯基磺酸(0.01) |
| 比較例1 | PGMEA (99) | 草酸(1) |
| 比較例2 | PGMEA/PGME (97.5) [7:3] | 乙酸(2.5) |
| 比較例3 | PGMEA (100) | - |
| 比較例4 | MIBC (100) | - |
製備含金屬光阻組成物
通過將具有化學式C的結構的有機金屬化合物以1重量%的濃度溶解於4-甲基-2-戊醇中且接著利用0.1微米PTFE針筒過濾器過濾來製備含金屬光阻組成物。
[化學式C]
評估
1
：
對比度性能
將含金屬光阻（PR）組成物在8英寸晶圓上以1,500 rpm旋塗30秒，且在130℃下熱處理60秒，製造塗布的晶圓。
在通過使用KrF掃描器（PAS 5500/700D，ASML）以大小為1.2公分×0.9公分的矩形圖案以10毫焦至100毫焦的劑量曝光塗布的晶圓且將其在170℃下熱處理60秒之後，分別將根據實例1至實例17和比較例1至比較例4的顯影劑組成物施加到所述晶圓以供顯影，且接著在180℃下熱處理60秒，完成圖案化晶圓。相對於每一曝光區域的厚度測量圖案化晶圓以獲得對比度曲線，所述對比度曲線用於計算對比度（γ）性能和敏感性（D
0），且結果展示於表2中。
γ(對比度) = 1 / log (D
100/D
0)
D
100=開始保持100% PR時的曝光劑量
D
0=完全去除PR時的曝光劑量
評估
2
：
評估敏感性和線邊緣粗糙度
（
LER
）
通過使用EUV光（勞倫斯伯克利國家實驗室微曝光工具（Lawrence Berkeley National Laboratory Micro Exposure Tool），MET），將具有500微米直徑的50個圓形墊的線性陣列投射到晶圓上。調整墊的曝光時間以使得施加到每一墊的EUV的劑量增加。
隨後，在160℃下在熱板上後曝光抗蝕劑和基底120秒並烘烤（曝光後烘烤，PEB）。將烘烤的膜分別浸漬在根據實例1至實例17和比較例1至比較例4的每一顯影液中30秒，且另外用相同顯影劑洗滌15秒以形成負性影像，即，去除未曝光的塗布部分。最後，使獲得的膜在150℃下在熱板上經受熱烘烤2分鐘，完成製程。
使用橢偏儀測量曝光的墊的殘餘抗蝕劑厚度。測量對於每一曝光劑量的殘餘厚度，並繪製為針對曝光劑量的函數，以根據以下準則將每一類型的抗蝕劑的Dg（用顯影完成的能級）評估為兩個級別且展示於表2中。
在測量由FE-SEM影像確認的所形成線的線邊緣粗糙度（LER）之後，根據以下準則將線邊緣粗糙度評估為三個級別且展示於表2中。
[敏感性]
- A：小於16 mJ/cm
2
- B：大於或等於16 mJ/cm
2
[線邊緣粗糙度（LER）]
- ○：小於或等於4奈米
- △：大於4奈米且小於或等於7奈米
- X：大於7奈米
（表2）
| γ (對比度) | 敏感性(D 0) | LER | |
| 實例1 | 35.4 | A | ○ |
| 實例2 | 37.6 | A | ○ |
| 實例3 | 31.2 | A | ○ |
| 實例4 | 29.5 | A | ○ |
| 實例5 | 40.1 | A | ○ |
| 實例6 | 32.3 | A | ○ |
| 實例7 | 38.4 | A | ○ |
| 實例8 | 31.4 | A | ○ |
| 實例9 | 33.2 | A | ○ |
| 實例10 | 30.4 | A | ○ |
| 實例11 | 39.1 | A | ○ |
| 實例12 | 39.9 | A | ○ |
| 實例13 | 29.2 | A | ○ |
| 實例14 | 27.3 | A | ○ |
| 實例15 | 33.0 | A | ○ |
| 實例16 | 35.6 | A | ○ |
| 實例17 | 35.4 | A | ○ |
| 比較例1 | 23.5 | B | ○ |
| 比較例2 | 22.0 | B | ○ |
| 比較例3 | 11.5 | B | X |
| 比較例4 | 10.7 | B | X |
（*HP：半間距參考）
參考表2，在應用實例1至實例17的含金屬光阻顯影劑組成物時，與應用比較例1至比較例4的含金屬光阻顯影劑組成物時相比，實現極佳對比度性能、極佳敏感性以及減小的線邊緣粗糙度。
在上文中，已描述及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而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:基底
110:特徵層
110P:特徵圖案
130P:光阻圖案
OP:開口
圖1至圖3為繪示製程步驟以便解釋圖案形成方法的橫截面圖。
100:基底
110:特徵層
130P:光阻圖案
OP:開口
Claims (8)
- 一種含金屬光阻顯影劑組成物，包括：有機溶劑，以及至少一種添加劑，選自亞磷酸類化合物、次磷酸類化合物、亞硫酸類化合物以及氧肟酸類化合物，其中包含0.0001重量%至小於1.0重量%的量的所述添加劑，其中所述亞硫酸類化合物為以下各項中的至少一個：乙烯基磺酸、2-丙烯-1-磺酸、丙磺酸、3-羥基丙烷-1-磺酸、4-羥基苯磺酸、對甲苯磺酸或其組合。
- 如請求項1所述的含金屬光阻顯影劑組成物，其中包含小於或等於0.5重量%的量的所述添加劑。
- 如請求項1所述的含金屬光阻顯影劑組成物，其中所述亞磷酸類化合物為以下各項中的至少一個：膦酸、甲基膦酸、乙基膦酸、丁基膦酸、己基膦酸、正辛基膦酸、十四烷基膦酸、十八烷基膦酸、苯基膦酸、乙烯基膦酸、氨基甲基膦酸、亞甲基二胺四亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦酸、1-氨基1-膦醯辛基膦酸、依替膦酸、2-氨基乙基膦酸、3-氨基丙基膦酸、6-羥己基膦酸、癸基膦酸、亞甲基二膦酸、氮基三亞甲基三膦酸、1H,1H,2H,2H-全氟辛烷膦酸或其組合。
- 如請求項1所述的含金屬光阻顯影劑組成物，其中 所述次磷酸類化合物為以下各項中的至少一個：二苯基次膦酸、雙(4-甲氧基苯基)次膦酸、次膦酸、雙(羥甲基)次膦酸、苯基次膦酸、對(3-氨基丙基)-對丁基次膦酸或其組合。
- 如請求項1所述的含金屬光阻顯影劑組成物，其中所述氧肟酸類化合物為以下各項中的至少一個：甲醯氧肟酸、乙醯氧肟酸、苯並氧肟酸、水楊基氧肟酸、2-氨基苯並氧肟酸、2-氯苯並氧肟酸、2-氟苯並氧肟酸、2-硝基苯並氧肟酸、3-硝基苯並氧肟酸、4-氨基苯並氧肟酸、4-氯苯並氧肟酸、4-氯苯並氧肟酸、4-硝基苯並氧肟酸或其組合。
- 如請求項1所述的含金屬光阻顯影劑組成物，其中含金屬光阻包含選自含有機氧基的錫化合物及含有機羰氧基的錫化合物的至少一種金屬化合物。
- 如請求項1所述的含金屬光阻顯影劑組成物，其中含金屬光阻包含由化學式1表示的金屬化合物：
- 一種圖案形成方法，包括：在基底上塗布含金屬光阻組成物；沿著所述基底的邊緣塗布用於從含金屬光阻去除邊緣珠粒的所述含金屬光阻組成物；乾燥及加熱所得物以在所述基底上形成含金屬光阻膜；曝光所述含金屬光阻膜；以及使用如請求項1至請求項7中任一項所述的含金屬光阻顯影劑組成物顯影所述含金屬光阻膜。
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|---|---|---|---|---|
| US20130014658A1 (en) | 2010-03-31 | 2013-01-17 | Fujifilm Corporation | Developer for processing lithographic printing plate precursor, method for manufacturing lithographic printing plate by using the developer, and printing method |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130014658A1 (en) | 2010-03-31 | 2013-01-17 | Fujifilm Corporation | Developer for processing lithographic printing plate precursor, method for manufacturing lithographic printing plate by using the developer, and printing method |
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