[發明專利]保護組合物和形成光致抗蝕劑圖案的方法

在審

• 申請號: 201911043986.X
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN111123643A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 訾安仁;張慶裕;林進祥
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/004;G03F7/11;H01L21/027
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 陳蒙

本公開涉及保護組合物和形成光致抗蝕劑圖案的方法。一種方法包括在襯底邊緣上方形成保護層并在襯底上方形成光致抗蝕劑層。去除保護層并將光致抗蝕劑層曝光于輻射。保護層由包括酸生成劑和具有懸掛的不耐酸基團的聚合物的組合物制成。懸掛的不耐酸基團包括極性官能團；不耐酸基團包括極性開關官能團；不耐酸基團，其中大于5％的懸掛的不耐酸基團具有以下結構：其中，R1為C6?C30烷基基團、環烷基基團、羥烷基基團、烷氧基基團、烷氧基烷基基團、乙酰基基團等；R2為C4?C9烷基基團、環烷基基團、羥烷基基團、烷氧基基團、烷氧基烷基基團、乙酰基基團等；具有懸掛的不耐酸基團和懸掛的內酯基團的聚合物；或具有懸掛的不耐酸基團和懸掛的羧酸基團的聚合物。

技術領域

本公開一般地涉及保護組合物和形成光致抗蝕劑圖案的方法。

背景技術

半導體集成電路(IC)產業發展迅速。IC材料和設計的技術進步產生了各代IC，每一代IC都比前一代IC更小、更復雜。然而，這些進步增加了加工和制造IC的復雜性，并且為了實現這些進步，需要在IC加工和制造中的類似開發。在集成電路發展的過程中，功能密度(即每個芯片區域互連器件的數量)普遍增加，而幾何尺寸(即，使用制造過程可以創建的最小組件(或線路))則減少。這種縮放過程通常通過提高生產效率和降低相關成本來提供好處。這種縮放也增加了加工和制造IC的復雜性，并且為了實現這些進步，需要IC加工和制造中的類似開發。在一個示例中，實現了先進的光刻圖案化技術，以在半導體晶圓上形成各種圖案，例如柵極電極和金屬線。光刻圖案化技術包括在半導體晶圓表面涂覆抗蝕劑材料。

現有的抗蝕劑涂覆方法(例如，旋涂法)在晶圓的所有區域(包括晶圓的邊緣)甚至在晶圓背側表面上形成抗蝕劑材料。在涂覆過程和后續過程(例如，顯影)期間，晶圓邊緣和背側表面的抗蝕劑材料會導致各種與污染相關的問題和憂慮，例如污染涂層卡盤或導軌。抗蝕劑材料在晶圓邊緣的堆積會干擾晶圓邊緣上的圖案化穩定性，并在光刻工藝期間導致錯誤的校平讀數。例如，抗蝕劑材料在斜面和背側上的存在不僅增加了高熱點的可能性，而且還可能污染后續加工工具。在其他示例中，現有的涂覆過程在晶圓邊緣和斜面上具有高的抗蝕劑殘留，這可能引起抗蝕劑剝落，并導致較差的成品率。為解決這些問題，采用或提出了各種方法，例如邊緣焊道漂洗(edge bead rinse)、背側漂洗和附加涂層。然而，不期望出現的隆起是由邊緣焊道漂洗和背側漂洗造成的，這是后續過程中潛在的缺陷源。在其他情況下，附加涂層進一步將污染引入晶圓和光刻系統，或對制造吞吐量具有附加的效率和效果影響。因此，在不存在上述缺點的情況下，可以提供系統及其使用方法。

極紫外光刻(EUVL)已被開發為在半導體晶圓上形成較小的半導體器件特征尺寸并提高器件密度。由于金屬具有高的EUV吸收率，含金屬光致抗蝕劑已被開發來提供改進的EUVL。來自底層襯底中的含金屬光致抗蝕劑的金屬吸收會污染底層襯底。期望一種有效的防止半導體器件的金屬污染的技術。

發明內容

根據本公開的一個實施例，提供了一種制造半導體器件的方法，包括：在半導體襯底的第一主表面的邊緣部分上方形成第一保護層；在所述半導體襯底的所述第一主表面上方形成光致抗蝕劑層；去除所述第一保護層；將所述光致抗蝕劑層選擇性地曝光于光化輻射，其中，所述第一保護層由包括以下各項的組合物制成：酸生成劑；以及具有懸掛的不耐酸基團的聚合物，其中，該懸掛的不耐酸基團包括一個或多個極性官能團；具有懸掛的不耐酸基團的聚合物，其中，該懸掛的不耐酸基團包括一個或多個極性開關官能團；具有懸掛的不耐酸基團的聚合物，其中，大于5％的該懸掛的不耐酸基團具有以下結構：