[发明专利]光刻图案化工艺和在其中使用的抗蚀剂

说明书

公开了一种抗蚀剂组合物，其包括具有有着选自ABX₃、A₂BX₄或ABX₄的化学式的结构的钙钛矿材料，其中A是包含NH₃基团的化合物，B是金属并且X是卤化物组分。钙钛矿材料可以包括以下成分中的一种或多种：混合卤素的钙钛矿材料；混合金属的钙钛矿材料，和混合有机配体的钙钛矿材料。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月23日提交的EP申请14200085.0和2015年4月24日提交的EP申请15165023.1的优先权，这两个申请通过整体引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于光刻目的的包括钙钛矿材料的特别的抗蚀剂组合物的使用，和使用这样的抗蚀剂组合物的图案化方法或工艺。本发明还涉及包括诸如核-壳纳米粒子等的无机粒子的抗蚀剂组合物。本发明进一步涉及正性抗蚀剂组合物。

背景技术

在光刻技术中，将期望的图案施加到衬底上(通常到衬底的目标部分上)。光刻设备可以例如用在集成电路(IC)的制造中。在该实例中，替代地被称为掩模或掩模版的图案化装置可以用来生成待形成在IC的单独层上的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分上。图案的转移典型地凭借成像到设置在衬底上的通常被称为抗蚀剂的辐射敏感材料层上。一般情况下，单个衬底将包含被相继图案化的相邻目标部分的网络。

光刻被广泛地认为是IC和其他器件和/或结构的制造中的关键步骤之一。然而，随着使用光刻做出的特征的尺寸变得越来越小，光刻正在变成用于使得能够制造微型IC或其他器件和/或结构的更为关键的因素。图案印刷的限值的理论估计示出在等式(1)中：

其中λ是所使用的辐射的波长，NA是用来印刷图案的投影系统的数值孔径，k₁是依赖于工艺的调整因子(也叫做瑞利常数)，并且CD是所印刷的特征的特征大小(或临界尺寸)。从等式(1)得出，特征的最小可印刷大小的减小可以用三种方式来获得：通过缩短曝光波长λ、通过增加数值孔径NA或通过减小k₁的值。

为了缩短曝光波长并因此减小最小可印刷大小，已提出使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是具有在5nm至20nm的范围内(例如在13nm至14nm的范围内)的波长的电磁辐射。这样的辐射有时被称作软x射线辐射。EUV辐射可以使用等离子体产生。用于产生EUV辐射的辐射系统可以包括用于激发燃料以提供等离子体的激光器，和用于包含等离子的源收集器模块。等离子体可以例如通过将激光束引导在诸如合适材料(例如，锡)的粒子或者合适气体或蒸气(如Xe气体或Li蒸气)的流等的燃料处而产生。这样的辐射系统典型地被称作激光产生等离子体(LPP)源。替代源包括放电等离子体源，或者基于由电子存储环提供的同步加速器辐射的源。

对于商业EUV光刻的发展的特别的挑战在于将在耐蚀刻材料中实现由EUV光学系统投影的高分辨率图案的辐射敏感抗蚀剂组合物的配方。光致抗蚀剂典型地将光学对比度转化成可以被显影以将图案转移到抗蚀剂中的化学对比度。对于EUV光刻，目前最先进水平的光致抗蚀剂是在分辨率、线宽粗糙度和敏感度之间具有折中的化学增幅光致抗蚀剂(CAR)。归因于这些性质的相互依赖性，用以改进这些性质中的一个的在光致抗蚀剂组合物上做出的改性通常造成其他性质中的一个或两者的劣化。另一挑战是这样的抗蚀剂组合物的制造可能需要在高温下的合成步骤，或者可能需要使用非辐射工艺来降低电子-配体效率。

在曝光期间，EUV光子由光致抗蚀剂吸收。归因于EUV光子的高能量，由原子的核层级进行的吸收是主要机制并因此光致抗蚀剂的原子组成和密度是用于EUV吸收的主要驱动力。当前的有机光致抗蚀剂均具有类似的EUV吸收系数，其造成约25％的EUV吸收，入射到晶片上的其余的光子大部分被浪费。总吸收受到与吸收率和抗蚀剂层的厚度有关的侧壁角度考虑的限制。