[发明专利]半导体光致抗蚀剂组合物和使用其形成图案的方法

说明书

本发明涉及一种半导体光致抗蚀剂组合物和使用其来形成图案的方法，半导体光致抗蚀剂组合物包含有机金属化合物和溶剂，有机金属化合物包含由化学式1到化学式3表示的化合物中的至少一种。化学式1到化学式3的细节如详细描述中所定义。[化学式1]，[化学式2]，[化学式3]。

相关申请的交叉引用

本申请要求对2019年10月15日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请第10-2019-0127958号的优先权和权益，所述专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及一种半导体光致抗蚀剂组合物和使用所述半导体光致抗蚀剂组合物来形成图案的方法。

背景技术

极紫外(extreme ultraviolet；EUV)光刻作为用于制造下一代半导体装置的一种基本技术而受到关注。EUV光刻是使用具有约13.5纳米的波长的EUV射线作为曝光光源的图案形成技术。根据EUV光刻，已知可在半导体装置的制造期间在曝光工艺中形成极精细图案(例如，小于或等于约20纳米)。

极紫外(EUV)光刻通过相容的光致抗蚀剂的显影来实现，其可在小于或等于约16纳米的空间分辨率下进行。目前，正在努力满足用于下一代装置的传统化学放大(chemically amplified；CA)光致抗蚀剂的不足规格，例如分辨率、感光速度以及特征粗糙度(或也称为线边缘粗糙度或LER(line edge roughness；LER))。

因这些聚合物型光致抗蚀剂中的酸催化反应所致的固有图像模糊限制小特征大小中的分辨率，这在电子束(electron beam；e-beam)光刻中已长期为人所知。化学放大(CA)光致抗蚀剂针对高灵敏度设计，但由于其典型元素组成降低光致抗蚀剂在约13.5纳米的波长下的光吸收且因此降低其灵敏度，所以化学放大(CA)光致抗蚀剂在EUV曝光下可能部分地具有更多困难。

此外，由于粗糙度问题，CA光致抗蚀剂可能在小特征大小方面具有困难，且在实验上，CA光致抗蚀剂的线边缘粗糙度(LER)增加，因为感光速度部分地因酸催化剂工艺的本质而降低。因此，由于CA光致抗蚀剂的这些缺陷和问题，在半导体工业中需要新颖高性能光致抗蚀剂。

为了克服化学放大(CA)光敏组合物的前述缺点，已研究了无机光敏组合物。无机光敏组合物主要用于负性图案化，所述负性图案化由于通过非化学放大机制的化学改性而具有抵抗由显影剂组合物去除的耐性。无机组合物含有具有比烃更高的EUV吸收速率的无机元素，且因此可通过非化学放大机制确保灵敏度，且此外，对随机效应更不敏感，且因此已知具有低线边缘粗糙度和较少量缺陷。

近年来，当阳离子铪金属氧化物硫酸盐(HfSOx)材料已与过氧络合剂一起用于通过投射EUV曝光使15纳米半间距(half-pitch；HP)成像时，已获得令人印象深刻的性能。然而，由于使用强腐蚀性酸的使用、储存稳定性差且难以改变结构以改进性能，所以难以处理具有过氧络合剂的金属氧化物类无机抗蚀剂。

发明内容

一实施例提供一种具有改进的灵敏度和储存稳定性的半导体光致抗蚀剂组合物。

另一实施例提供一种使用半导体光致抗蚀剂组合物来形成图案的方法。

一种根据实施例的半导体光致抗蚀剂组合物包含：有机金属化合物，包含由化学式1到化学式3表示的化合物中的至少一种；以及溶剂。

[化学式1]

[化学式2]

[化学式3]

在化学式1到化学式3中，