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形成光刻用抗蝕劑保護膜的組合物和使用其的半導體元件的圖案形成方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201480024028.7

申請日:

2014.03.11

公開號:

CN105164586A

公開日:

2015.12.16

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G03F 7/11申請日:20140311|||公開
IPC分類號: G03F7/11; H01L21/027; G03F7/26 主分類號: G03F7/11
申請人: 株式會社東進世美肯
發明人: 韓萬浩; 樸鐘慶; 金炫辰; 金宰賢
地址: 韓國仁川廣域市
優先權: 10-2013-0025748 2013.03.11 KR
專利代理機構: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243 代理人: 鐘晶; 金鮮英
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480024028.7

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.04.27|||2015.12.16

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種用于形成光刻用抗蝕劑保護膜的組合物,以及使用其的半導體元件的圖案形成方法,其中,該組合物包含側鏈包含具有含氟官能團的重復單元的聚合物和溶劑,其中,所述聚合物的重均分子量為2,000~100,000,基于溶劑總重量100重量份,該溶劑含有希爾德布蘭德溶解度參數為12.5~22.0的物質10~100重量份。

權利要求書

權利要求書
1.  一種光刻用抗蝕劑保護膜組合物,所述組合物包含:
聚合物,其側鏈包含具有含氟官能團的重復單元;和
溶劑,
其中,所述聚合物的重均分子量為2,000~100,000,
其中,所述溶劑包含希爾德布蘭德溶解度參數為12.5~22.0的物質,并且基于所述溶劑的總重量100重量份,希爾德布蘭德溶解度參數為12.5~22.0的物質的量為10~90重量份。

2.  如權利要求1所述的抗蝕劑保護膜組合物,其中,希爾德布蘭德溶解度參數為12.5~22.0的物質具有3~16個碳原子和1~4個氧原子。

3.  如權利要求1所述的抗蝕劑保護膜組合物,其中,所述溶劑為選自2,5-二甲基四氫呋喃、己酸甲酯、1,2-環氧丙烷、4-甲基-1,3-二烷、2-甲氧基-1,3-二烷、2-乙基-2-甲基-1,3-二烷、己二酸二丁酯、乙酸異戊酯、乙酸環己酯、3-氧代己酸乙酯、2,2,4,4-四甲基-3-戊酮、2,4-二甲基-3-戊酮、4-庚酮、環丙甲酮、3,3-二甲基-2-丁酮和乙酸丁酯中的至少一種。

4.  如權利要求1所述的抗蝕劑保護膜組合物,其中,所述溶劑進一步包含選自烷氧基烷烴溶劑和醇溶劑中的至少一種。

5.  如權利要求4所述的抗蝕劑保護膜組合物,其中,基于希爾德布蘭德溶解度參數為12.5~22.0的物質100重量份,所述烷氧基烷烴溶劑的量為10~1000重量份,并且基于希爾德布蘭德溶解度參數為12.5~22.0的物質100重量份,所述醇溶劑的量為10~1000重量份。

6.  如權利要求1所述的抗蝕劑保護膜組合物,其中,基于所述溶劑100重量份,聚合物的量為1~20重量份。

7.  如權利要求1所述的抗蝕劑保護膜組合物,其中,所述聚合物的側鏈包含選自化學式1、2和3所代表的重復單元中的至少一種,并且所述聚合物的側鏈包含具有含氟官能團的重復單元作為必要重復單元,


其中,化學式1中,R1和R2各自獨立地為選自氫原子、C1~C20的烷基和C1~C20的氟化烷基中的一種,其中,R1和R2中至少一方為C1~C20氟化烷基,并且,*表示與聚合物主鏈連接的結合部位,

其中,化學式2中,R3為氫原子、C1~C20的氟化烷基、C1~C20的烷基或具有極性基團的有機基團,并且,*表示與聚合物主鏈連接的結合部位,

其中,化學式3中,R1和R2各自獨立地為氫原子、C1~C20的羥烷基或C1~C20的氟化烴基,并且R3為C1~C20的羥烷基或C1~C4的烴基。

8.  如權利要求1所述的抗蝕劑保護膜組合物,其中,所述聚合物為選自包含化學式4所代表的重復單元的聚合物、包含化學式5所代表的重復單元的聚合物、包含化學式6所代表的重復單元的聚合物和包含化學式7所代表的重復單元的聚合物中的至少一種,并且所述聚合物的側鏈包含具有含氟官能團的重復單元作為必要重復單元,


其中,化學式4中,
R1和R4各自獨立地為氫原子(H)、氟原子(F)、或者取代或非取代的C1~C20的烷基,
R2為取代或非取代的C1~C20的亞烷基、或者取代或非取代的C1~C20的亞環烷基,并且
R3為單鍵、或者取代或非取代的C1~C20的亞烷基,
其中,化學式5中,
R5為氫原子(H)、氟原子(F)、或者取代或非取代的C1~C20的烷基,
R6為取代或非取代的C1~C20的亞烷基、或者取代或非取代的C1~C20的亞環烷基,并且
R7為單鍵、或者取代或非取代的C1~C20的亞烷基,


其中,化學式6中,
R8和R9各自獨立地為氫原子(H)、氟原子(F)、或者取代或非取代的C1~C20的烷基,
其中,化學式7中,
R10為氫原子(H)、氟原子(F)、或者取代或非取代的C1~C20的烷基,并且
R11為取代或非取代的C1~C20的烷基、取代或非取代的C1~C20的環烷基、或化學式7a所代表的基團,

其中,化學式7a中,
R12為單鍵、或者取代或非取代的C1~C20的亞烷基,并且*表示結合部位。

9.  如權利要求4所述的抗蝕劑保護膜組合物,其中,所述醇溶劑為C4~C11的一元醇、C4~C11的二元醇或C4~C20的多元醇。

10.  如權利要求4所述的抗蝕劑保護膜組合物,其中,所述烷氧基烷烴溶劑為C3~C16的二烷氧基烷烴、三烷氧基烷烴或四烷氧基烷烴。

11.  如權利要求1所述的抗蝕劑保護膜組合物,其進一步包含產酸化合物和酸化合物中的至少一種,其中,基于聚合物100重量份,產酸化合物和酸化合物中的至少一種的量為0.001~10重量份。

12.  一種半導體元件的圖案形成方法,所述方法包括如下步驟:
將權利要求1~11中任一項所述的光刻用抗蝕劑保護膜組合物涂覆于基板上所形成的光致抗蝕劑層上;
烘烤光刻用抗蝕劑保護膜組合物以形成抗蝕劑保護膜;
對形成有抗蝕劑保護膜的光致抗蝕劑層進行液浸工序后進行堅膜;
使用顯影劑對堅膜后的光致抗蝕劑層進行顯影以在基板上形成預定的光致抗蝕劑圖案;以及
使用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模對蝕刻層進行蝕刻以形成蝕刻層圖案。

關 鍵 詞:
形成 光刻 用抗蝕劑 保護膜 組合 使用 半導體 元件 圖案 方法
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