[发明专利]底层组成物与半导体装置的制造方法

说明书

制造半导体装置的方法包含在基板上形成底层。底层包含具有侧链目标基团与侧链有机基团或侧链光酸产生剂基团的主聚合物链的聚合物。主聚合物链为聚苯乙烯、聚羟基苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚乙烯基酯、聚甲基丙烯腈或聚甲基丙烯酰胺。侧链目标基团为取代或无取代的C2至C30二元醇基、C1至C30醛基或C3至C30酮基。侧链有机基团为具有光敏性官能团的C3至C30脂肪族或芳香基，且侧链光酸产生剂基团为被取代的C3至C50脂肪族或芳香基。在底层上形成光阻层。选择性地曝光光阻层。显影曝光的光阻层以形成图案。

技术领域

本公开内容的一些实施方式是关于底层组成物与半导体装置的制造方法。

背景技术

当消费电子装置因应于消费需求而变得越来越小时，这些装置的独立组件的尺寸也必须缩小。在有缩小半导体装置中的独立装置(例如晶体管、电阻器、电容器等)的尺寸的压力的情况下，构成例如移动电话、计算机平板等的主要组件的半导体装置被迫缩小。

其中一种可用于半导体装置制程的科技为光微影材料的使用。此种材料应用于被图案化的层的表面，接着使用本身已被图案化的能量源来曝光将要被图案化的层。这种曝光方式修饰光敏性材料的曝光区域的化学与物理性质。可利用这种修饰方式，沿着缺少修饰的光敏性材料的未曝光区，在不移除另一区域的情况下来移除一个区域。

然而，随着独立装置的尺寸减少，光微影制程的制程窗口(process window)变得更加紧缩。如此一来，光微影制程的领域发展必须维持缩小装置尺寸的能力，且需要进一步的改良，以达到期望的设计规范，使得制程可维持产生更小的组件。

发明内容

根据本公开内容的实施方式为一种制造半导体装置的方法，包含在半导体基板上形成光阻底层。光阻底层包含聚合物，聚合物包含具有多个侧链目标基团与多个侧链有机基团或多个侧链光酸产生剂基团的主聚合物链。主聚合物链从包含下列的群组中选出：聚苯乙烯、聚羟基苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚乙烯基酯、聚马来酸酯、聚甲基丙烯腈与聚甲基丙烯酰胺。侧链目标基团为从包含下列的群组中选出的被取代或无取代的一个或多个：C2至C30的二元醇基团、C1至C30的醛基与C3至C30的酮基。侧链有机基团为具有至少一个光敏性官能团的C3至C30的脂肪族或芳香族基团，且侧链光酸产生剂基团为C3至C50的被取代的脂肪族或芳香族基团。在光阻底层上形成光阻层。选择性地在光化辐射下曝光光阻层。显影经选择性曝光的光阻层以形成光阻图案。

根据本公开内容的另一个实施方式为一种制造半导体装置的方法，包含在半导体基板上形成光阻底层。光阻底层包含具有多个侧链目标基团的聚合物。在光阻底层上形成光阻层。在光化辐射下选择性曝光光阻层与光阻底层。在光化辐射下曝光的光阻底层的多个部分中产生化学报导分子。化学报导分子为从包含以下的群组中选出的一个或多个：电子、氧分子、水、氢离子、氢氧根、阳离子、阴离子与被官能团取代的C1至C10的基团，官能团为从包含以下的群组中所选出的一个或多个基团：氟、氯、溴、碘、羟基、羧酸基、硫醇基、迭氮基、亚磺酰基、烯基、炔基、亚胺基、醚基、酯基、醛基、酮基、酰胺基、砜基、烷基羧基、氰化物基、重烯基、烷醇基、胺基、膦基、亚磷酸基、苯胺基、吡啶基与吡咯基。在光化辐射下曝光的部分光阻底层中，藉由化学报导分子与侧链目标基团之间的相互作用产生小分子。小分子为从包含以下的群组中选出的一个或多个：电子、氧分子、水、氢离子、氢氧根、阳离子、阴离子与被官能团取代的C1至C10的基团，其中官能团为从包含以下的群组中所选出的一个或多个基团：氟、氯、溴、碘、羟基、羧酸基、硫醇基、迭氮基、亚磺酰基、烯基、炔基、亚胺基、醚基、酯基、醛基、酮基、酰胺基、砜基、烷基羧基、氰化物基、重烯基、烷醇基、胺基、膦基、亚磷酸基、苯胺基、吡啶基与吡咯基。小分子从光阻底层扩散至在光化辐射下曝光的部分光阻底层中。显影经选择性曝光的光阻层以形成图案化光阻层。