发明名称 用于光阻剂之外涂层组合物及使用该组合物形成光阻剂图案之方法
摘要 本发明揭示光阻剂之外涂层组合物及降低该光阻剂图案线宽之方法。更详言之,在由一般微影蚀刻制程所形成之光阻剂图案全体表面上涂布含酸之外涂层组合物而使酸扩散入光阻剂图案中。其中扩散有酸之该部分光阻剂以硷性溶液显影而移除。结果,可降低正型光阻剂图案之线宽,且可避免负型光阻剂图案之线宽在随后之使用SEM之线宽测量方法中变得更细。
申请公布号 TWI293721 申请公布日期 2008.02.21
申请号 TW092134384 申请日期 2003.12.05
申请人 海力士半导体股份有限公司 发明人 卜圭;文承灿;申起秀;郑载昌
分类号 G03F7/16(2006.01) 主分类号 G03F7/16(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种形成光阻剂图案之方法,包括: (a)在半导体基材上涂布一化学增大之光阻剂组合 物并烘烤该基材形成光阻剂薄膜;以形成一光阻剂 图案; (b)使光阻剂薄膜曝光; (c)烘烤该光阻剂薄膜; (d)使该光阻剂薄膜显影; (e)在该光阻剂图案整个表面上涂布一外涂层组合 物而形成一外涂层; (f)烘烤该外涂层;及 (g)以硷性显影溶液使该外涂层显影;其中该外涂层 阻合物包括: (i)一选自式1之化合物或聚乙烯基咯烷酮之群组 的水可溶聚合物: 其中 R'为H或CH3; R5及R6独立为H或C1-C3烷基;及n为从50至150之整数; (ii)一酸性化合物;及 (iii)水。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(d)所得之 光阻剂图案之一高度为2000至3000埃之范围。 3.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(e)中该外 涂层厚度,从步骤(d)之该光阻剂图案之上表面计算 ,在200至5000埃之范围。 4.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(f)之烘烤 制程系在50至150℃之温度范围进行30至90秒。 5.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(g)之硷性 显影溶液为TMAH、KOH或NaOH水溶液。 6.如申请专利范围第1项之方法,其中该化学增大之 光阻剂组合物包括具有式2之重复单元之光阻剂聚 合物: 其中X1、X2、Y1、Y2、Z1及Z2个别为CH2或CH2CH2; R1、R3及R4个别选自H、经取代之C1-C10烷基及未经取 代之C1-C10烷基所组成之组群; R2为C1-C10羟基烷基; R*为酸不安定之保护基; p、q及r个别为0至2之整数;及 a:b:c:d之相对比例在5至90莫耳%:5至90莫耳%:0至90莫 耳%:0至90莫耳%之范围。 7.如申请专利范围第6项之方法,其中该光阻剂聚合 物为进一步包括含一具有丙烯酸酯的重复单元之 聚合物之第二聚合物。 8.如申请专利范围第7项之方法,其中该第二聚合物 之重复单元为聚甲基丙烯酸{4-[2-(4-羟基苯基)-1,1,1 ,3,3,3-六氟丙基]苯基酯/甲基丙烯酸(1,1,1,3,3,3-六氟 -2-第三丁基羧酸酯)异丙基酯}、聚[N-全氟丙基顺 丁烯二醯亚胺/第三丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/甲 基丙烯酸2-(全氟-辛基)乙基酯]或聚(顺丁烯二酸酐 /六氟丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/丙烯酸2,6-二氟甲 基苄基酯)。 9.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(b)之曝 光源系选自ArF(193 nm)、KrF(248 nm)、F2(157 nm)及EUV(13 nm)所成之组群。 10.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(b)之 曝光能量范围自10至30 mJ/cm2。 11.如申请专利范围第1项之方法,其中该式1化合物 之分子量范围自5000至15000。 12.如申请专利范围第1项之方法,其中该式1所示之 水可溶聚合物为聚(N,N-二甲基丙烯醯胺)。 13.如申请专利范围第1项之方法,其中该(ii)之酸性 化合物为有机磺酸。 14.如申请专利范围第13项之方法,其中该有机磺酸 为对-甲苯磺酸单水合物。 15.如申请专利范围第1项之方法,其中该(ii)之酸性 化合物存在量为水可溶聚合物量之2至20重量%之范 围。 16.如申请专利范围第1项之方法,其中(iii)之该水存 在量为水可溶聚合物量之500至4000重量%之范围。 图式简单说明: 图1为显示依据增加曝光能量而使光阻剂图案线宽 及轮廓改变之制程示意图。 图2a至图2d为说明形成光阻剂图案之所揭示方法之 示意图。 图3为聚(N,N-二甲基丙烯醯胺)之NMR光谱图。 图4a及图4b为实例3所得之光阻剂图案之SEM照片。 图5a及图5b为实例4所得之光阻剂图案之SEM照片。 图6a及图6b为实例5所得之光阻剂图案之SEM照片。 图7a及图7b为实例6所得之光阻剂图案之SEM照片。 图8a及图8b为比较例1所得之光阻剂图案之SEM照片 。
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