本發(fā)明涉及光刻，尤其涉及一種抗蝕劑組合物和形成抗蝕劑圖案的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片的特征尺寸越來(lái)越小。在這種情況下，光刻工藝分辨率的提升顯得尤為重要。在微電子制造中，高分辨率光刻制成和光刻膠能夠減少加工誤差，提供更精細(xì)的結(jié)構(gòu)。為了提升光刻分辨率，浸沒(méi)式光刻成為了其中一種重要的方式。通過(guò)液體折射率高于空氣的原理，使用浸沒(méi)式光刻可以將曝光點(diǎn)直徑縮小到比傳統(tǒng)更小的尺寸，從而提高分辨率。

2、目前，浸沒(méi)式光刻用到的液體介質(zhì)為純水，傳統(tǒng)的酸擴(kuò)散抑制劑為胺類(lèi)小分子。這類(lèi)小分子化合物與光刻膠樹(shù)脂分子量有很大的差異，導(dǎo)致胺類(lèi)小分子不能很均勻地分布于光刻膠膜，導(dǎo)致線條的均一度不夠，使得分辨率進(jìn)一步降低；另外，這類(lèi)胺類(lèi)小分子化合物易溶于介質(zhì)水中，由此可能產(chǎn)生抗蝕圖案的顯影變化或膨潤(rùn)導(dǎo)致的圖案崩解、氣泡缺陷或水紋缺陷等。更重要的是這類(lèi)小分子胺類(lèi)化合物如果量到一定程度，會(huì)有污染光刻鏡頭的可能，從而造成嚴(yán)重后果。所以選擇合適的酸擴(kuò)散抑制劑進(jìn)行科學(xué)配伍，使光刻膠配方具有良好的分辨率和線條粗糙度一直是業(yè)界需要重點(diǎn)研究的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的發(fā)明目的是提供兩種酸擴(kuò)散抑制劑，通過(guò)兩種酸擴(kuò)散抑制劑聯(lián)用的組合方式，不僅彌補(bǔ)了各自固有的缺陷，還對(duì)光刻過(guò)程中的分辨率和線條粗糙度有了很大的改善。

2、本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種抗蝕劑組合物，包含兩種酸擴(kuò)散抑制劑：(a)胺化小分子化合物和(b)胺類(lèi)聚合物，所述(a)胺化小分子化合物選自如下式(1)表示的物質(zhì)：

4、

5、式(1)中，r1表示為甲基、乙基、異丙基、乙?；?、叔丁氧羰基或叔戊氧羰基，m、n表示亞甲基的個(gè)數(shù)，各自獨(dú)立的表示1～3的正整數(shù)；

6、所述(b)胺類(lèi)聚合物選自如下式(2)表示的物質(zhì)：

7、

8、式(2)中，r1表示為甲基、乙基、異丙基、乙?；?、叔丁氧羰基或叔戊氧羰基，r2表示氫原子、碳數(shù)為1～5的烷基或碳數(shù)為1～5的鹵代烷基，m、n表示亞甲基的個(gè)數(shù)，各自獨(dú)立的表示1～3的正整數(shù)；所述式(2)表示的胺類(lèi)聚合物的重均分子量為1000～20000。

9、優(yōu)選的，所述(a)胺化小分子化合物選自如下結(jié)構(gòu)式(1-1)～(1-30)所示中的一種或多種組合：

10、

11、進(jìn)一步的，所述(a)胺化小分子化合物優(yōu)選如下結(jié)構(gòu)所示中的一種或多種組合：

12、

13、所述(b)胺類(lèi)聚合物優(yōu)選如下結(jié)構(gòu)式(2-1)～(2-4)所示中的一種或多種組合：

14、

15、式(2-1)～(2-4)中，r2表示氫原子或碳數(shù)為1～5的烷基；所述胺類(lèi)聚合物的重均分子量為1000～20000。

16、優(yōu)選的，所述(b)胺類(lèi)聚合物優(yōu)選如下結(jié)構(gòu)的物質(zhì)：

17、

18、其中，r2表示氫原子或碳數(shù)為1～5的烷基；所述胺類(lèi)聚合物的重均分子量為1000～20000。

19、一種抗蝕劑組合物，還包括：(c)具有酸活性的成膜樹(shù)脂、(d)光致產(chǎn)酸劑及(e)有機(jī)溶劑。

20、所述(c)具有酸活性的成膜樹(shù)脂包含具有式(a)的重復(fù)單元和具有式(b)的重復(fù)單元：

21、

22、其中，ra表示氫原子或碳數(shù)為1～5的烷基，za為單鍵、亞苯基、亞萘基或(主鏈)-c(＝o)-o-z’-，z’為直鏈、支鏈或環(huán)狀c1-c10亞烷基，其可以含有羥基結(jié)構(gòu)部分、醚鍵、酯鍵或內(nèi)酯環(huán)，或亞苯基或亞萘基，xa表示酸不穩(wěn)定基團(tuán)，ya表示氫或具有選自以下的至少一個(gè)結(jié)構(gòu)的極性基團(tuán)：羥基、氰基、羰基、羧基、醚鍵、酯鍵、磺酸酯鍵、碳酸酯鍵、內(nèi)酯環(huán)、磺內(nèi)酯環(huán)和羧酸酐。

23、所述抗蝕劑組合物中，所述(a)胺化小分子化合物和(b)胺類(lèi)聚合物的重量用量比為1:1～1:9。

24、一種圖案形成方法，包含如下步驟：

25、使用上述所述的抗蝕劑組成物在基板上形成抗蝕劑膜；

26、將前述抗蝕劑膜利用arf準(zhǔn)分子激光進(jìn)行曝光；

27、使用顯影液對(duì)前述經(jīng)曝光的抗蝕劑膜進(jìn)行顯影。

28、所述曝光是將折射率1.0以上的液體插入在抗蝕劑膜與投影透鏡之間而進(jìn)行的浸潤(rùn)式曝光。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

30、本發(fā)明選用特定組分的抗蝕劑組合物，包含兩種酸擴(kuò)散抑制劑：(a)胺化小分子化合物和(b)胺類(lèi)聚合物。本發(fā)明通過(guò)兩種酸擴(kuò)散抑制劑聯(lián)用的方式，在曝光過(guò)程中(a)胺化小分子化合物釋放堿性物質(zhì)的速度比(b)胺類(lèi)聚合物要快，(a)胺化小分子化合物起到主導(dǎo)淬滅，(b)胺類(lèi)聚合物起到緩沖劑的效果，在a)胺化小分子化合物起到釋放效果之后，(b)胺類(lèi)聚合物慢慢釋放堿性物質(zhì)，起到很好的釋放銜接作用，使得整個(gè)釋放出的堿性物質(zhì)的速度比較均勻，從而可以更好的控制光酸的擴(kuò)散，進(jìn)而提高光刻膠分辨率和線寬粗糙度。

技術(shù)特征：

1.一種抗蝕劑組合物，其特征在于，包含兩種酸擴(kuò)散抑制劑：(a)胺化小分子化合物和(b)胺類(lèi)聚合物，所述(a)胺化小分子化合物選自如下式(1)表示的物質(zhì)：

2.一種如權(quán)利要求1所述的抗蝕劑組合物，其特征在于，所述(a)胺化小分子化合物優(yōu)選如下結(jié)構(gòu)式(1-1)～(1-30)所示中的一種或多種組合：

3.一種如權(quán)利要求1或2所述的抗蝕劑組合物，其特征在于，所述(a)胺化小分子化合物優(yōu)選如下結(jié)構(gòu)所示中的一種或多種組合：

4.一種如權(quán)利要求1或2所述的抗蝕劑組合物，其特征在于，所述(b)胺類(lèi)聚合物優(yōu)選如下結(jié)構(gòu)式(2-1)～(2-4)所示中的一種或多種組合：

5.一種如權(quán)利要求4所述的抗蝕劑組合物，其特征在于，所述(b)胺類(lèi)聚合物優(yōu)選如下結(jié)構(gòu)的物質(zhì)：

6.一種如權(quán)利要求1或2所述的抗蝕劑組合物，其特征在于，所述抗蝕劑組合物還包括：(c)具有酸活性的成膜樹(shù)脂、(d)光致產(chǎn)酸劑及(e)有機(jī)溶劑。

7.一種如權(quán)利要求6所述的抗蝕劑組合物，其特征在于，所述(c)具有酸活性的成膜樹(shù)脂包含具有式(a)的重復(fù)單元和具有式(b)的重復(fù)單元：

8.一種如權(quán)利要求1或2所述的抗蝕劑組合物，其特征在于，所述(a)胺化小分子化合物和(b)胺類(lèi)聚合物的重量用量比為1:1～1:9。

9.一種圖案形成方法，其特征在于，包含如下步驟：

10.一種如權(quán)利要求9所述的的圖案形成方法，其特征在于，所述曝光是將折射率1.0以上的液體插入在抗蝕劑膜與投影透鏡之間而進(jìn)行的浸潤(rùn)式曝光。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種抗蝕劑組合物和形成抗蝕劑圖案的方法。該抗蝕劑組合物包含兩種酸擴(kuò)散抑制劑：(A)胺化小分子化合物和(B)胺類(lèi)聚合物。本發(fā)明通過(guò)兩種酸擴(kuò)散抑制劑聯(lián)用的方式，不僅彌補(bǔ)了單獨(dú)使用酸擴(kuò)散抑制劑各自固有的缺陷，還對(duì)光刻過(guò)程中的分辨率和線條粗糙度有了很大的改善。

技術(shù)研發(fā)人員：解德升,夏元玲,劉敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北鼎龍芯盛科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21