CN103186038A - 光刻胶图案的修整方法 - Google Patents

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Abstract

修整光刻胶图案的方法。方法包括：在光刻胶图案上涂覆光刻胶修整复合物，其中修整复合物包含基质聚合物、具有氟取代基的自由酸和溶剂，修整复合物没有交联剂。加热被涂覆的半导体衬底以导致在光刻胶图案的表面区域中的抗蚀剂基质聚合物的极性的改变；采用显影溶液接触光刻胶图案以去除光刻胶图案的表面区域。方法在半导体器件的制造中形成非常精细的光刻特征中有特别的应用。

Description

光刻胶图案的修整方法
技术领域
本发明主要涉及一种电子器件的制造方法。更具体地，本发明涉及一种修整(trim)光刻胶图案的方法，其在形成精细的平版印刷图案的收缩工艺中有用处。
背景技术
在半导体制造产业中，光刻胶材料用于将图像转移到一个或多个沉积在半导体衬底上的下层，例如金属、半导体和电介质层以及半导体材料本身。为了增加半导体器件的集成度以及考虑到形成具有在纳米范围内的尺寸的结构，已经并且继续开发具有高分辨能力的光刻胶和光刻处理工具。
正型化学增强型光刻胶通常用于高分辨率工艺。这种光刻胶典型地使用具有酸不稳定离去基团的树脂和光致产酸剂。暴露于光化辐射导致产酸剂形成酸，该酸在后曝光烘焙期间引起树脂中的酸不稳定基团的***。这使光刻胶的曝光的和未曝光的区域在碱性显影剂溶液中溶解特性产生差异。光刻胶的曝光区域可溶解于碱性显影溶液中并且从衬底表面去除，反之不能溶于显影液中的未曝光的区域在显影后保留以形成正像。
在半导体器件中获得nm级特征尺寸的一种方法为在化学增强型光刻胶的曝光期间使用短波长光，例如193nm或更短。为了进一步改善光刻性能，已经开发出浸没式光刻工具以有效地增加成像装置的透镜的数值孔径(NA)，该成像装置例如具有KrF或者ArF光源的扫描仪。这通过在成像装置的最后表面和半导体晶片的上部表面之间使用相对高折射率的流体(即浸没流体)实现。与使用空气或者惰性气体媒介相比，该浸没流体允许更大量的光聚焦到光刻胶层。当使用水作为浸没流体的时候，可以增加最大数值孔径，例如从1.2至1.35。在这种数值孔径增加的情况下，能够在单一光刻工艺中获得40nm的半节距分辨率，因此容许改善设计收缩。然而该标准浸没光刻工艺，通常不适于需要较大分辨率的器件制造，例如，对于32nm和22nm半节距节点。
为了使实际分辨率扩大超出标准光刻工艺获得的分辨率，已经从材料和工艺方面做出相当多的努力。例如，已经提出多图案化工艺以印刷超过传统光刻工具的较低分辨率限制的CD和节距。一种这样的多图案化工艺为自对准二次图案化(SADP)，例如在美国专利申请公开号2009/0146322A1中描述的。在该工艺中，在预图案化线之上形成间隔物层。接着通过刻蚀去除在线的水平表面和间隔上的所有的间隔物层材料，仅仅保留线的侧壁上的间隔物。然后刻蚀掉原始的图案线，留下用作刻蚀一个或多个下部层的侧壁间隔物。由于每个线有两个间隔物，实际上加倍了线的密度。
对于多图案化和其他光刻工艺，在良好的工艺窗口条件下印刷具有大于2的负荷比(duty ratio)的隔离线和柱在在光刻阶段是必需的。然而，由于与密集线相比在散焦(defocus)时差的空气成像对比(aerial image contrast)，对于隔离线和柱通过直接光刻成像获得好的工艺窗口是极其困难的。
为了在电子装置制造中形成好的图案，在技术方面存在改善光刻方法的持续需求，并且其可以避免或者显著改善现有技术中的一个或多个前述问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供修整光刻胶图案的方法。方法包括以下顺序次序的步骤：(a)提供半导体衬底，在其上表面上具有一层或更多层要被图案化的层；(b)在所述一层或更多层要被图案化的层上形成光刻胶图案，其中所述光刻胶图案包括多个特征且由化学增强的光刻胶组合物形成，所述光刻胶图案包含具有酸不稳定基团的基质聚合物；(c)在所述光刻胶图案上涂覆光刻胶修整组合物，其中所述修整组合物包含基质聚合物、具有氟取代基的游离酸和溶剂，且其中所述修整复合物没有交联剂；(d)加热被涂覆的半导体衬底，由此导致在光刻胶图案的表面区域中的光刻胶基质聚合物的极性的改变；以及(e)采用显影溶液接触所述光刻胶图案以去除所述光刻胶图案的所述表面区域。由于根据本发明的方法，用于形成图案例如隔离线和柱的工艺窗口可被显著地改善。
根据本发明的进一步的方面，也提供了通过在此描述的上述方法形成的电子器件。
如本文中：“g”代表克；wt％代表重量百分比；“nm”代表纳米；“s”代表秒；“min”代表分种；
Figure BSA00000861806700021
代表埃；“mol％”代表摩尔百分比；“Mw”代表重均分子量；“共聚物”包括含有两个或多个不同类型聚合单元的聚合物；“烷基”包括线性的、分支的和环状的烷基结构；“脂肪族”包括线性的、分支的和环状的脂肪族结构；以及术语“一”和“一个”包括一个或多个。
附图说明
本发明将参考下面的附图进行描述，其中相同的参考标记指代相同的特征，以及其中：
图1A-I示例根据本发明的形成光刻图案的工艺流程。
具体实施方式
光刻胶修整复合物
所述光刻胶修整组合物包括基质聚合物、具有氟取代基的游离酸和溶剂，以及可包括可选的额外组分。当涂覆在由化学增强的光刻胶组合物形成的光刻胶图案上时，所述光刻胶修整组合物可提供各种益处，例如，可控地减小抗蚀剂图案的尺寸以及改善用于隔离图案例如隔离线和柱的形成的工艺窗口。
基质聚合物允许组合物以具有期望厚度的层的形式涂覆在光刻胶图案之上。这有助于确保存在足够含量的酸用于与光刻胶图案表面反应。
基质聚合物应该在用于修整工艺的显影液中具有好的溶解性。例如，基质聚合物可溶于碱性显影剂水溶液中，优选氢氧化季铵水溶液，例如四甲基氢氧化铵水溶液，或在水中。为了最小化源于涂层材料的残留缺陷，修整组合物的干层的溶解速率应该大于要被显影剂除去的光致抗蚀剂图案表面区的溶解速率。基质聚合物典型地表现出
Figure BSA00000861806700031
的显影剂溶解速率或更高，优选
Figure BSA00000861806700032
或更高。基质聚合物可溶于此处描述的修整组合物的溶剂中。基质聚合物可从，例如聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯胺、聚乙烯醇缩醛(polyvinyl acetal)、聚(甲基)丙烯酸酯和其组合中选择。优选地，聚合物包括从-OH、-COOH、-SO3H、SiOH、羟基苯乙烯、羟基萘、磺酰胺、六氟异丙醇、酸酐、内酯、酯、醚、烯丙基胺、吡咯烷酮和其组合中选择的一个或多个功能基。
在组合物中，基质聚合物的含量取决于例如层的目标厚度，更高的聚合物含量用于更厚的层。基于修整组合物的总固体物计，基质聚合物的含量典型地为所述组合物的80到99wt％，更典型地为90到98wt％。聚合物的平均摩尔重量典型地小于400,000，优选从3000到50,000，更优选从3000到25,000。
用于外涂组合物的聚合物可以是均聚物或可以是有多个不同的重复单元的共聚物，例如两个、三个或四个不同的重复单元。修整组合物典型地包括单聚合物，但可选包括一个或多个附加的聚合物。用在外涂组合物中的合适聚合物和单体是可以商业获得的和/或易于为本领域普通技术人员制造。
修整复合物进一步包括一种或更多的具有氟取代基的游离酸。在基于去保护反应的光刻胶的情况中，加热的所述游离酸可裂开在光刻胶图案中的酸不稳定基团的键。合适的酸包括具有氟取代基的芳香酸或非芳香酸。优选地，所述酸是具有至少一个氟取代基的强酸例如磺酸。优选地，所述非芳香酸具有至少一个在酸基团的α位的氟取代基。合适的酸的例子包括如下：CF3SO3H、C4F9SO3H、CH3CH2CF2CF2SO3H、HOCH2CH2CF2CF2SO3H、
Figure BSA00000861806700051
修整组合物进一步包括溶剂或溶剂混合物。用于配制和流延(cast)修整组合物的合适的溶剂材料相对于修整组合物的非溶剂组分表现出极好的溶解特性，但并不会可观地溶解下面的光刻胶图案以致最小化交叉混合(intermixing)。溶剂典型地从水、有机溶剂和其混合物中选择。用于外涂组合物的合适的有机溶剂包括例如：烷基酯，如烷基丙酸酯(例如丙酸正丁酯、丙酸正戊酯、丙酸正己酯和丙酸正庚酯)和烷基丁酸酯(例如丁酸正丁酯、丁酸异丁酯和异丁酸异丁酯)；酮例如2，5-二甲基-4-己酮和2，6-二甲基-4-庚酮；脂族烃例如正庚烷、正壬烷、正辛烷、正癸烷、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷、3，3-二甲基己烷和2，3，4-三甲基戊烷，和氟化脂族烃诸如全氟庚烷；和醇例如直链、支链或环状的C4-C9的一元醇例如1-丁醇、2-丁醇、3-甲基-1-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、2-己醇、2-庚醇、2-辛醇、3-己醇、3-庚醇、3-辛醇、4-辛醇；2，2，3，3，4，4-六氟-1-丁醇、2，2，3，3，4，4，5，5-八氟-1-戊醇和2，2，3，3，4，4，5，5，6，6-十氟-1-己醇，和C5-C9含氟二醇诸如2，2，3，3，4，4-六氟-1，5-戊二醇、2，2，3，3，4，4，5，5-八氟-1，6-乙二醇和2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7-十二氟-1，8-辛二醇；以及包括这些溶剂的一个或多个混合物。这些有机溶剂中，优选醇、脂族烃和醚。修整组合物的溶剂组分基于修整组合物典型地表现为从90到99wt％。
修整组合物可以包括可选的添加剂。例如，考虑到有机溶剂显影剂的显影，修整组合物可包括和抗蚀图案的表面区域反应的额外组分，使其可溶于有机溶剂显影剂中。此组分优选从包括-OH、-NH、-SH、酮、醛、-SiX、乙烯基醚及其组合中选择的功能基团，其中X为卤素。该组分对于负性显影(NTD)工艺尤为有用。该组分扩散进入NTD光刻胶的表面区域中去并且与抗蚀剂表面的羧酸基反应。该反应导致表面的极性改变，使表面在有机显影液中可溶，例如2-庚酮或乙酸正丁酯。如果使用这种组分，典型地以基于修整组合物的总的固体物的0.1至10wt％的含量存在。
修整组合物可进一步包括表面活性剂。典型的表面活性剂包括那些表现为两亲特性的，意味着在同一时间他们既是亲水的又是疏水的。两亲性表面活性剂拥有对水有强的亲合力的亲水头基或基团和亲有机物质的和排斥水的长的疏水尾。合适的表面活性剂是离子的(例如阴离子的、阳离子的)或非离子的。此外，表面活性剂的例子包括硅树脂表面活性剂、聚(氧化烯(alkylene oxide))表面活性剂和含氟化合物表面活性剂。合适的非-离子型表面活性剂包括但不限于辛基和壬基酚乙氧基化物诸如
Figure BSA00000861806700071
、X-100、X-45、X-15以及支链的仲醇乙氧基化物诸如TERGITOLTMTMN-6(The Dow Chemical Company，Midland，Michigan USA)。再进一步示例性的表面活性剂包括醇(伯和仲)乙氧基化物、胺乙氧基化物、葡萄糖苷、葡糖胺、聚乙二醇、聚(乙二醇-共-丙二醇)或其他发表在《McCutcheon’s Emulsifiersand Detergents》上的表面活性剂，在2000年由Glen Rock，N.J的ManufacturersConfectioners Publishing Co.出版的北美版本。为炔二醇衍生物的非-离子型表面活性剂也是合适的。这样的表面活性剂是可以从PA，Allentown的AirProducts andChemicals，Inc且以
Figure BSA00000861806700072
和
Figure BSA00000861806700073
的商标销售而商业获得的。其他合适的表面活性剂包括其他聚合物合成物，例如
Figure BSA00000861806700074
25R2、L121、L123、L31、L81、L101和P123(BASF公司)的三嵌段EO-PO-EO共聚物。如果使用的话，这些表面活性剂和其他可选添加剂典型地基于修整组合物的总固体的从0.01到10wt％的摩尔量存在于组合物中。
修整组合物没有交联剂，因为这样的材料可导致抗蚀剂图案的尺寸的增加。典型地，修整组合物没有碱性淬灭剂和碱产生剂，因为这样的化合物可中和修整组合物中的所述酸组分的作用。
可以使用公知的程序准备光刻胶修整组合物。例如，可以通过将组合物的固体成分在溶剂成分中溶解制备该组合物。组合物的所需的总固体物含量取决于例如所需的最终的层厚这样的因素。优选地，修整组合物的固体物的含量基于组合物的总重量的1至10wt％，更优选的1至5wt％。
光刻胶图案修整方法
现在将参考附图1A-I描述根据本发明的工艺，其示出使用光刻胶图案修整技术形成光刻图案的示例性工艺流程。虽然示例的工艺流程是关于正性显影工艺的，但是本发明也可用于负性显影(NTD)。
图1A示出衬底100的横截面图，其可包括各种层和部件(feature)。该衬底可以是例如半导体、玻璃、石英、陶瓷、铜等，半导体材料例如硅或化合物半导体(例如，III-V或II-VI)。典型地，该衬底为半导体晶片，例如单晶硅或化合物半导体晶片并且可以具有形成在其表面上的一个或多个层和图案特征。可在衬底100之上提供一个或多个要被图案化的层102。可选地，可以图案化下层基体衬底材料本身，例如当期望在衬底材料中形成沟槽时。在图案化基体衬底材料本身时，认为该图案形成在衬底的层中。
该层可以包括例如一个或多个导电层(例如铝、铜、钼、钽、钛、钨、合金或这些金属的氮化物或硅化物，掺杂无定形硅或掺杂多晶硅的层)，一个或多个电介质层例如氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层或金属氧化物，半导体层例如单晶硅，及其组合。可通过各种技术形成要刻蚀的层，例如，化学气相沉积(CVD)例如等离子增强型CVD、低压CVD或外延生长，物理气相沉积(PVD)例如溅射或蒸发或电镀。该要刻蚀的一个或多个层102的具体的厚度将根据材料和要形成的具体器件而不同。
根据要刻蚀的具体层，层厚和光刻材料和将要使用的工艺，期望在层102之上设置硬掩膜层103和/或其上要涂覆有光刻胶层106的底部抗反射图层(BARC)104。当要刻蚀的层需要显著的刻蚀深度和/或具体的刻蚀剂具有差的刻蚀选择性时，例如对于非常薄的抗蚀剂层需要使用硬掩膜层。当使用硬掩膜时，要形成的刻蚀剂图案可以转移到硬掩膜103，其依次可用作刻蚀下层102的掩膜。合适的硬掩膜材料和形成方法是公知的现有技术。典型的材料包括例如钨、钛、氮化钛、氧化钛、氧化锆、氧化铝、氮氧化铝、氧化铪、无定形碳、氮氧化硅和氮化硅。该硬掩膜层可以包括单个层或不同材料的多个层。该硬掩膜层例如可以通过化学或物理气相沉积技术形成。
当衬底和/或下层在光刻曝光期间以不同方式反射显著量的入射线从而不利地影响所形成的图案的质量时，可需要底部抗反射涂层。这种涂层可以改善聚焦深度、曝光容度、线宽均匀性和CD控制。在抗蚀剂曝光于深紫外线(300nm或更短)时，例如KrF受激准分子激光器光线(248nm)或ArF受激准分子激光器光线(193nm)，典型地使用抗反射涂层。该抗反射涂层可包括单个层或多个不同的层。合适的抗反射材料和形成方法是公知的现有技术。抗反射层是商业可获得的，例如，那些由罗门哈斯电子材料LLC(Marlborough，MAUSA)的ARTM商标旗下出售的，例如ARTM40A和ARTM124抗反射材料。
在衬底上的抗反射涂层(如果存在的话)之上设置由化学增强光敏组合物形成的光刻胶材料106，所述化学增强光敏组合物包括具有酸不稳定基团的基质聚合物。光刻胶组合物可以通过旋涂、蘸取、辊涂或其它传统涂覆技术施加到衬底上。其中，典型地为旋涂。对于旋涂，可以调整涂覆溶液的固体含量以基于具体使用的涂覆设备、溶液的流速、涂覆工具的速度和允许的旋转时间量来提供期望的膜厚。对于光刻胶层106的典型膜厚度为大约500至
Figure BSA00000861806700091
接着，可以软烘光刻胶层106以最小化该层中的溶剂含量，从而形成不发粘的涂层并且改善该层与衬底之间的附着力。软烘可以在加热板上或在烤箱中实施，典型的为加热板。软烘温度和时间取决于例如光刻胶的具体材料和厚度。典型的在大约90到150℃左右的温度并且大约30至90秒的时间实施软烘。
接着，光刻胶层106通过第一掩膜110暴露于活化辐射108以在曝光的和未曝光的区域之间产生不同的溶解性。此处提及将光刻胶组合物暴露于激活组合物的辐射，是指辐射能够在光刻胶组合物中形成潜像。光掩膜具有分别对应于将要通过活化辐射曝光和不曝光的抗蚀剂层区域的透光和不透光区域112、114。曝光波长典型地为亚400nm、亚300nm或例如193nm或EUV波长的亚200nm，典型的为248nm和193nm。曝光能量典型地为大约从10到80mJ/cm2，取决于曝光工具和光敏组合物的组分。
光刻胶层106的曝光之后，进行后曝光烘焙(PEB)。PEB可在例如加热板上或在烤箱中进行。PEB的条件取决于例如具体的光刻胶组合物和层厚度。典型地在从大约80到150℃的温度且时间大约为30到90秒进行PEB。从而形成由极性转换和未转换区域(分别对应于曝光和未曝光区域)之间的边界界定的潜像。
然后显影光刻胶层以去除光刻胶层106的曝光区域，留下具有如图1B所示的多个特征的非曝光区域106’。所述特征不限于且可包括例如多条线和/或圆柱，其将容许在要被图案化的下层中形成线和/或接触孔图案。在负性显影工艺的情况下，采用有机溶剂显影剂去除光刻胶层的非曝光区域且留下曝光区域而形成所述图案。有机显影剂可例如是选自酮、酯、醚、碳氢化合物以及其组合的溶剂。这些之中，2-庚酮和醋酸正丁酯是典型的。
典型地，抗蚀剂图案例如多个线和/或柱，在修整前具有1∶2或更大、1∶1.5或更大或1∶1或更大的负荷比。在线和柱的情况下，负荷比分别定义为线宽或柱直径(L)与相邻线或柱之间的空间长度(S)的比率(即L∶S)。更大的负荷比指的是更大的线或柱的密度，而更小的负荷比指的是更小的线或柱的密度(例如更大的隔离)。参考图1B，修整前的负荷比为L1∶S1。
如图1C所示，此处描述的光刻胶修整组合物的层116形成在光刻胶图案106’上。修整组合物典型地通过旋涂施加到衬底。基于使用的具体的涂覆设备、溶液的粘度、涂覆工具的速度和允许涂覆的时间，调整涂覆溶液的固体含量以提供希望的膜厚度。图案修整层116典型的厚度为从200到
Figure BSA00000861806700101
如图1D中所示，然后烘焙衬底以去除在修整层中的溶剂，以容许游离酸扩散进入下层抗蚀剂图案106’的表面以及在光刻胶图案表面区域118中的极性改变反应。所述烘焙可在热板上或在炉120中执行，典型的是热板。合适的烘焙温度为大于50℃，例如，大于70℃，大于90℃，大于120℃或大于150℃，典型的为温度从70至160℃，且时间从约30至约90秒。典型的是单个烘焙工艺，可使用多步烘焙且是对抗蚀剂轮廓调整有益的。
接着抗蚀剂图案与显影液接触以去除修整组合物层116和光刻胶图案118的表面区域，得到的图1E所示的修整图案。显影液典型的为碱性显影剂水溶液如氢氧化季铵溶液，例如，四烷基氧氧化铵溶液，如0.26标准浓度(N)(2.38wt％)四甲基氢氧化铵(TMAH)。可替代地，可使用有机溶剂显影液，例如，可以选自酮类、酯类、醚类、烃类和它们的混合物的溶剂。有机溶液显影液中，典型的为2-庚酮和乙酸正丁酯。
修整后的抗蚀剂图案的负荷比(L2∶S2)典型的为1∶2或更小，1∶3或更小或1∶4或更小。在双图案化工艺的情况下，修整前的典型的负荷比大约为1∶1且修整后大约为1∶3。
接着，使用众所周知的技术，在修整的光刻胶图案和衬底的上表面上形成隔离层。隔离层典型地由从硅氮化物、硅氧化物和硅氧氮化物中选择的材料形成。这种材料可通过不同的技术沉积，化学气相淀积(CVD)例如等离子增强CVD是典型的。如图1F所示，接着通过刻蚀去除在线和空间的水平表面上的所有隔离层，在光刻胶图案的侧壁上留下间隔物120。
接着如图1G所示，去除第一光刻胶图案106”，留下间隔物120。因为通常间隔物形成在第一抗蚀剂图案的所有侧面上且抗蚀剂图案在中间，，它们通常形成封闭环结构。因此，在使用间隔物形成线图案的情况下，可以执行修整工艺以去除图案的末端以将间隔物分离成离散的线图案。该修整工艺例如可以使用公知的刻蚀技术实施。
如果存在BARC层104，使用间隔物120作为刻蚀掩膜选择性地刻蚀，露出下部硬掩膜层103。接着，再次使用间隔物120作为刻蚀掩膜，选择性地刻蚀硬掩膜层，得到如图1H所示的图案化的BARC和硬掩膜层104’、103’。在现有技术中合适的刻蚀技术和用于刻蚀BARC层和硬掩膜的化学品是公知的，并且将取决于例如这些层的具体材料。干法刻蚀工艺例如反应离子刻蚀是典型的。接着，使用公知的技术从衬底除去间隔物120和图案化的BARC层104’。
使用硬掩膜图案103’作为刻蚀掩膜，选择性的刻蚀一个或多个层102。在现有技术中已知用于刻蚀下部层102和硬掩膜的合适刻蚀技术和化学品，干法刻蚀工艺例如反应离子蚀刻是典型的。接着可使用公知技术如干法-刻蚀工艺例如反应离子刻蚀工艺从衬底的表面移除该图案化硬掩膜层。得到的结构为刻蚀的特征图案，例如，线和/或接触孔图案。在可替代的实施方法中，期望不使用硬掩膜层直接图案化该层102。是否使用直接图案化将取决于以下因素例如涉及的材料、抗蚀剂的选择、抗蚀剂图案厚度和图案尺寸。
下面的非限制性的实施例示例本发明。
实施例
光刻胶修整复合物
实施例1：PTC1
混合2.726g的丙烯酸叔丁酯/甲基丙烯酸共聚物(摩尔比7/3)、0.170g的全氟丁基磺酸、19.42g的癸烷和77.68g的2-甲基1-丁炔醇(butynol)直至所有的组分溶解。所得的混合物使用0.2微米的尼龙过滤器过滤。
实施例2：PTC2
混合3.271g的聚合物P1、2.1808g的聚合物P2、0.348g的全氟丁基磺酸，56.52g的4-甲基-2-戊炔醇(pentynol)和37.68g的二(异戊基)醚直至所有的组分溶解。所得的混合物使用0.2微米的尼龙过滤器过滤。
实施例3：PTC3
混合13.5g的聚丙烯酸、1.5g的三氟甲基苄基磺酸(TFMBSA)和85g水直至所有的组分溶解。所得的混合物使用0.2微米的尼龙过滤器过滤。
实施例4：PTC4
混合2.765g的丙烯酸叔丁酯/甲基丙烯酸共聚物(摩尔比7/3)、0.135g的樟脑磺酸、19.420g的癸烷和77.68g的2-甲基1-丁炔醇直至所有的组分溶解。所得的混合物使用0.2微米的尼龙过滤器过滤。
光刻工艺
实施例5
在12英寸硅片上的有机底部抗反射涂层(罗姆哈斯电子材料LLC)上旋涂EPICTM3013ArF正性光刻胶(罗姆哈斯电子材料LLC)且在110℃下软烘(SB)60秒，至的厚度。OpticoatTM OC2000顶涂材料(罗姆哈斯电子材料LLC)涂覆在抗蚀剂上以形成浸没式顶涂层。用具有NA＝1.35的ASMLArF1900i的浸没式扫描器、双极35Y辐照(0.9/0.635西格玛)加上x极化曝光被涂覆的晶片，且在100℃下后曝光烘焙(PEB)60秒。被涂覆的硅片用0.26N(标准)四甲基氢氧化铵处理以显影图像化的抗蚀剂层而形成50nm的线和80nm的空间图案。通过一个图案化的晶片测量线宽。实施例1(PTC1)的修整组合物的90nm厚的层旋涂在另一个被图案化的硅片上，且在90℃下烘焙30秒。然后采用TEL Lithus GP喷嘴在2.38％的TMAH显影剂中显影硅片12秒。通过SEM可视地观察抗蚀剂的轮廓且进行了线宽测量。结果在表1中示出。
实施例6
重复实施例5的工艺，除了使用实施例2(PTC2)的修整组合物之外。
实施例7(比较例)
重复实施例5的工艺，除了使用实施例4(PTC4)的修整组合物以及对于表1中示出的不同硅片改变修整烘焙条件之外。
实施例8
在8英寸硅片上的有机底部抗反射涂层(ARTM360nm/Si(罗姆哈斯电子材料LLC))上旋涂UVTM210KrF正性光刻胶(罗姆哈斯电子材料LLC)且在130℃下软烘(SB)60秒，至的厚度。用具有NA＝0.63的ASML DUV300的扫描器、环形传统辐照(0.7西格玛)曝光被涂覆的硅片，且在130℃下后曝光烘焙(PEB)60秒。然后被涂覆的硅片用0.26N(标准)四甲基氢氧化铵处理以显影图像化的光刻胶层。通过一个图案化的晶片测量线宽。实施例3(PTC3)的90nm厚的修整组合物的层旋涂在另一个被图案化的晶片上，且在130℃下烘焙30秒，然后在2.38％的TMAH显影剂中显影晶片60秒。通过SEM可视地观察抗蚀剂的轮廓且进行了线宽测量。结果在表1中示出。
表一
Figure BSA00000861806700132
光刻胶A＝EPICTM3013ArF正性光刻胶(罗姆哈斯电子材料LLC)
光刻胶B＝UVTM210KrF正性光刻胶(罗姆哈斯电子材料LLC)
O＝良好的光刻胶轮廓；X＝不良的光刻胶轮廓
结果表明本发明的光刻胶修整复合物对于光刻胶图案的CD收缩是有效的。

Claims (10)

1.一种修整光刻胶图案的方法，所述方法包括顺序次序的以下步骤：
(a)提供半导体衬底，在其上表面上具有一层或更多层要被图案化的层；
(b)在所述一层或更多层要被图案化的层上形成光刻胶图案，其中所述光刻胶图案包括多个特征且由化学增强的光刻胶组合物形成，所述光刻胶图案包含具有酸不稳定基团的基质聚合物；
(c)在所述光刻胶图案上涂覆光刻胶修整组合物，其中所述修整组合物包含基质聚合物、具有氟取代基的游离酸和溶剂，且其中所述修整组合物没有交联剂；
(d)加热被涂覆的半导体衬底，由此导致在光刻胶图案的表面区域中的光刻胶基质聚合物的极性的改变；以及
(e)采用显影溶液接触所述光刻胶图案以去除所述光刻胶图案的所述表面区域。
2.根据权利要求1的方法，其中光刻胶修整组合物的溶剂选自水、有机溶剂以及其混合物。
3.根据权利要求3的方法，其中光刻胶修整组合物的溶剂选自烷烃、醇、醚、酯、酮以及其混合物。
4.根据权利要求1-3的任意一项的方法，其中光刻胶修整组合物的基质聚合物可溶于碱性溶液。
5.根据权利要求1-4的任意一项的方法，其中显影溶液是四甲基氢氧化铵水溶液。
6.根据权利要求1-5的任意一项的方法，其中基质聚合物包括选自-OH、-COOH、-SO3H、-SiOH、羟基苯苯乙烯、羟基萘、磺酰胺、六氟异丙醇、酸酐、内酯、酯、醚、烯丙胺、吡咯烷酮的官能团。
7.根据权利要求1-6的任意一项的方法，其中修整组合物进一步包括具有选自-OH、-NH、-SH、酮、醛、-SiX、乙烯醚以及其混合物的官能团的化合物，其中X选自卤素。
8.根据权利要求1-7的任意一项的方法，其中光刻胶图案的多个特征包括具有在修整之前1∶1或更高的负荷比且在修整后1∶3或更低的负荷比的多条线或柱。
9.根据权利要求8的方法，其中光刻胶图案的多个特征包括多个柱。
10.根据权利要求1-9的任意一项的方法，进一步包括：
(f)在光刻胶图案与显影溶液接触之后在被修整的光刻胶图案上形成侧壁间隔物；以及
(g)去除被修整的光刻胶图案，在要被图案化的一层或更多层的层上留下侧壁间隔物。
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