用于EUV光刻的有机金属簇光致抗蚀剂

技术领域

本公开涉及用于EUV光刻的有机金属簇光致抗蚀剂。

背景技术

半导体器件被用于各种电子应用中，例如，个人计算机、手机、数码相机、和其他电子设备。半导体器件是通过以下方式来制造的：在半导体衬底上方按顺序沉积电介质层、导电层、和半导体层，并且使用光刻对各种材料层进行图案化。在光刻工艺中，光致抗蚀剂被沉积在衬底上方并且被曝光于辐射。辐射曝光在光致抗蚀剂的经曝光的区域中引起化学反应，并且创建与光致抗蚀剂中的掩模图案相对应的潜像。光致抗蚀剂接下来在显影剂中被显影，以针对正性光致抗蚀剂移除光致抗蚀剂的经曝光的部分、或针对负性光致抗蚀剂移除光致抗蚀剂的未经曝光的部分。经图案化的光致抗蚀剂然后在后续蚀刻工艺中被用作蚀刻掩模，从而将图案转移至下面的材料层。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种式(I)的化合物：

其中：R

根据本公开的另一实施例，提供了一种光致抗蚀剂组合物，包括：溶剂；以及式(I)的化合物：

其中：R

根据本公开的又一实施例，提供了一种用于形成经图案化的结构的方法，包括：在材料层上方沉积光致抗蚀剂层，其中，所述光致抗蚀剂层包括式(I)的化合物：

其中：R

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开的各方面。应注意，根据工业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚讨论，可以任意增加或减小各种特征的尺寸。

图1是根据一些实施例的用于在衬底上形成经图案化的结构的方法的流程图。

图2A是根据一些实施例的在衬底上方形成材料层之后的半导体结构的横截面视图。

图2B是根据一些实施例的在材料层上方沉积光致抗蚀剂层之后的图2A的半导体结构的横截面视图。

图2C是根据一些实施例的在将光致抗蚀剂层曝光于辐射束之后的图2B的半导体结构的横截面视图。

图2D是根据一些实施例的在对光致抗蚀剂层进行显影以形成经图案化的光致抗蚀剂层之后的图2C的半导体结构的横截面视图。

图2E是根据一些实施例的在使用经图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模来蚀刻材料层之后的图2D的半导体结构的横截面视图。

图2F是根据一些实施例的在移除经图案化的光致抗蚀剂层之后的图2E的半导体结构的横截面视图。

具体实施方式

以下公开提供了用于实现所提供主题的不同特征的许多不同实施例或示例。下面描述了组件和布置的特定示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例，而并不旨在进行限制。例如，在下面的描述中，在第二特征上方或上形成第一特征可以包括第一特征和第二特征直接接触形成的实施例，并且还可以包括可以形成插入第一特征和第二特征的附加特征的实施例，使得第一特征和第二特征可能不直接接触。此外，本公开可以在各个示例中重复参考数字和/或字母。该重复是出于简单和清楚的目的，并且其本身并不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。

此外，为了便于描述，在本文中可以使用空间相关术语，例如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等，以描述如图中所示的一个元素或特征与另一个(多个)元素或特征的关系。除了图中所示的方向之外，空间相关术语还意在包含正在使用或操作的设备的不同方向。器件可以以其他方式定向(旋转90度或在其他定向上)，并且本文使用的空间相对描述符也可以相应地被解释。

当描述本公开的化合物、组合物、方法、和工艺时，除非另有说明，否则以下术语具有以下含义。

如本文所述，本文公开的化合物可以用一个或多个取代基任选取代，例如以下一般性说明的，或以本公开的特定类别、亚类和种类进行例示的。应当理解，短语“任选取代的”与短语“取代的或未取代的”可互换使用。通常，术语“取代的”(无论是否具有术语“任选”)是指用指定取代基的自由基来替换给定结构中的一个或多个氢自由基。除非另有说明，否则任选取代的基团可以在该基团的每个可取代位置处具有取代基。当给定结构中的不止一个位置可以被选自指定基团的不止一个取代基取代时，取代基在每个位置上可以相同或不同。

术语“羰基”是指C＝O取代基。

术语“氧代”是指＝O取代基。

术语“硝基”是指NO

术语“烷基”或“烷基基团”是指具有1至20个碳原子的饱和直链或支链单价烃自由基，其中，烷基自由基可以独立地用本文描述的一个或多个取代基任选取代。除非另有说明，否则烷基基团包括1至20个碳原子。在一些实施例中，烷基基团包括1至10个碳原子。在其他实施例中，烷基基团包括1至8个碳原子。在其他实施例中，烷基基团包括1至6个碳原子。在其他实施例中，烷基基团包括1至4个碳原子，并且在进一步实施例中，烷基基团包括1至3个碳原子。

烷基的一些非限制性示例包括：甲基(-CH

前缀“alk-”是指直链和支链饱和碳链。

术语“亚烷基”是指通过移除两个氢原子衍生自直链或支链饱和烃的饱和二价烃基团。除非另有说明，否则亚烷基基团包括1至6个碳原子。在一些实施例中，亚烷基基团包括1至4个碳原子。在其他实施例中，亚烷基基团包括1-2个碳原子。亚烷基基团的一些非限制性示例包括亚甲基(-CH

术语“烷氧基”是指通过氧原子连接至主要碳原子的如前所定义的烷基基团。除非另有说明，否则烷氧基基团包括1至20个碳原子。在一些实施例中，烷氧基基团包括1至10个碳原子。在其他实施例中，烷氧基基团包括1至8个碳原子。在其他实施例中，烷氧基基团包括1至6个碳原子。在其他实施例中，烷氧基基团包括1至4个碳原子，并且在进一步实施例中，烷氧基基团包括1至3个碳原子。

烷氧基基团的一些非限制性示例包括甲氧基(-OCH

术语“环烷基”或“环烷基基团”是指具有3至12个碳原子作为单环、双环或三环系统的单价或多价饱和环。双环系统包括螺双环基或稠合双环基。在一些实施例中，环烷基包括3至10个碳原子。在其他实施例中，环烷基包括3至8个碳原子，并且在其他实施例中，环烷基包括3至6个碳原子。环烷基自由基独立地被本文描述的一个或多个取代基任选取代。

环烷基的一些非限制性示例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。

术语“芳基”或“芳基基团”是指具有总共6至14个环元的单环、双环和三环碳环系统，其中，系统中的至少一个环是芳族的，并且其中，系统中的每个环包括3至7个环元，并且具有到分子的其余部分的一个或多个连接点。术语“芳基”可以与术语“芳基环”互换使用。

芳基环的一些非限制性示例将包括苯基、萘基、和蒽基。芳基自由基独立地被本文描述的一个或多个取代基任选取代。

术语“杂原子”是指氧、硫、氮、磷、或硅中的一种或多种，包括：氮、硫或磷的任何氧化形式；任何碱性氮的季铵化形式；或杂环的可取代氮，例如，N(如在3,4-二氢-2H-吡咯基中)、NH(如在吡咯烷基中)、或NR(如在N-取代的吡咯烷基中)。

术语“卤代烷基”或“卤代芳基”是指可以视情况用一个或多个卤素原子取代的烷基或芳基。

术语“卤素”是指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、或碘(I)。

术语“卤代”是指溴代、氯代、氟代、或碘代。

本文可互换使用的术语“杂环”、“杂环基”、或“杂环形”是指单环、双环或三环系统，其中，一个或多个环成元是独立地选自杂原子的，并且其是完全饱和的或包括一个或多个不饱和单元，但不是芳族的，并且具有到分子其余部分的一个或多个连接点。双环系统包括螺双环基或稠合双环基，并且环之一可以是单碳环或单杂环。一个或多个环原子独立地被本文描述的一个或多个取代基任选取代。在一些实施例中，“杂环”、“杂环基”、或“杂环形”基团是具有3至7个环元(2至6个碳原子和1至3个选自N、O、P、和S的杂原子，其中，S或P被一个或多个氧代任选取代以提供基团SO或SO

杂环基可以是碳自由基或杂原子自由基。杂环的一些非限制性示例包括：吡咯烷基、四氢呋喃基、二氢呋喃基、四氢噻吩基、四氢吡喃基、二氢吡喃基、四氢硫代吡喃基、哌啶子基、吗啉代、硫代吗啉代、噻吨基、哌嗪基、高哌嗪基、氮杂环丁烷基(azetidinyl)、氧杂环丁烷基、硫杂环丁烷基、高哌啶基、氧杂环戊烷基、硫杂环戊烷基、氧氮杂环戊烷基(oxazepinyl)、二氮杂吡啶基，硫氮杂吡啶基、2-吡咯啉基、3-吡咯啉基、吲哚啉基、2H-吡喃基、4H-吡喃基、二恶烷基，1,3-二氧杂戊基、吡唑啉基、二噻吩基、二硫杂戊基、二氢吡喃基、二氢噻吩基、二氢呋喃基、吡唑啉基咪唑啉基、咪唑啉基、以及1,2,3,4-四氢异喹啉基。其中2个环碳原子被氧代部分取代的杂环基团的一些非限制性示例是嘧啶二酮基和1,1-二氧代-硫代吗啉基。

术语“杂芳基”或“杂芳基基团”是指具有总共5至14个环元(优选5至12个环元，更优选5至10个环元)的单环、双环、和三环系统，其中，系统中的至少一个环是芳族的，系统中的至少一个环包括一个或多个杂原子，其中，系统中的每个环包括5至7个环元，并且其具有到分子其余部分的一个或多个连接点。在一些实施例中，5至10元杂芳基包括独立地选自O、S和N的1、2、3或4个杂原子。术语“杂芳基”可以与术语“杂芳基环”或术语“芳杂环”互换使用。杂芳基自由基独立地被一个或多个本文描述的取代基任选取代。

杂芳基环的一些非限制性示例包括以下单环：2-呋喃基、3-呋喃基、N-咪唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、5-咪唑基、3-异恶唑基、4-异恶唑基、5-异恶唑基、2-恶唑基、4-恶唑基、5-恶唑基、N-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、哒嗪基(例如，3-吡啶并嗪基)、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、四唑基(例如，5-四唑基)、三唑基(例如，2-三唑基和5-三唑基)、2-噻吩基、3-噻吩基、吡唑基(例如，2-吡唑基)、异噻唑基、1,2,3-恶二唑基、1,2,5-恶二唑基、1,2,4-恶二唑基、1,2,3-三唑基、1,2,3-噻二唑、1,3,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、吡嗪基、1,3,5-三嗪基；和以下双环：苯并咪唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基(例如，2-吲哚基)、嘌呤基、喹啉基(例如，2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基)、和异喹啉基(例如，1-异喹啉基、3-异喹啉基、或4-异喹啉基)。

持续地需要使集成电路中的特征尺寸更小以实现高集成密度和改善的电路功能，从而需要在光刻图案化中使用波长越来越短的光。先进集成电路上的缩放特征已经驱动光刻技术，以使用极紫外(EVU)范围(13.5nm或更短)内的光源来产生线宽低于32nm的特征。可获得的图案化性能与光致抗蚀剂和辐射源两者紧密相关。光致抗蚀剂正被驱动以在EUV体系中提供高分辨率和高灵敏度。

EUV光刻中使用的一种类型的光致抗蚀剂是化学放大光致抗蚀剂，其使用酸催化来增加对曝光能量的敏感性。例如，典型的化学放大光致抗蚀剂是通过将酸敏感性基础聚合物和光酸发生剂溶解在流延溶液(casting solution)中来配制的。化学放大正性光致抗蚀剂中的基础聚合物通常具有键合至聚合物主链的酸不稳定基团。当这种光致抗蚀剂曝光于辐射时，PAG吸收光子并产生酸。然后，光生酸引起酸不稳定基团的催化裂解。以这种方式产生的单个酸分子能够裂解基础聚合物上的多个酸不稳定基团。因此，需要较少的光子以使光致抗蚀剂的曝光部分在显影剂中可溶或不可溶。然而，光致抗蚀剂的曝光区域中的光生酸经常扩散到未曝光区域中，从而产生潜像模糊并导致分辨率降低和线边缘粗糙度增加。此外，化学放大光致抗蚀剂具有低抗蚀刻性，并且不具有足够的蚀刻选择性以用作用于蚀刻诸如旋涂碳(SOC)层之类的厚抗蚀剂下层的蚀刻掩模。为了克服这个问题，典型的EUV光刻在抗蚀剂图案与SOC下层之间形成薄的硬掩模层，并且抗蚀剂图案用作用于蚀刻薄的硬掩模层的蚀刻掩模。然后，将硬掩模层用作蚀刻掩模以对厚的SOC层进行图案化，从而提供适用于后续衬底蚀刻的具有高纵横比的SOC图案。然而，与附加硬掩模层相关联的材料和工艺增加了总制造成本。使用附加硬掩模层还会导致图案转移错误，因为在某些情况下，附加层会在化学放大光致抗蚀剂被曝光时引起不期望的折射。此外，因为化学放大光致抗蚀剂在EUV波长下显示出低吸收，所以需要相对较厚的光致抗蚀剂层以增加灵敏度。随着特征尺寸的缩放，抗蚀剂图案的纵横比变得更大。具有高纵横比的抗蚀剂图案倾向于容易塌陷。作为结果，光刻性能受到损害或降低。因此，化学放大光致抗蚀剂的灵敏度、分辨率和蚀刻选择性特性不足以在EUV光刻中达到先进的间距目标(例如，低于32nm)。

在一些实施例中，提供了一系列具有高EUV光密度的有机金属簇化合物作为用于EUV光刻的光致抗蚀剂。在一些实施例中，有机金属簇化合物是有机锡簇化合物，其包括六个锡(Sn)原子的核心并且桥接氧代和羧酸配体。由于在EVU区域中锡和羧基配体的高吸收横截面(其消除了使用移动光酸发生剂和相对较小分子尺寸的需要)，在将本公开的有机锡簇化合物用作EUV光致抗蚀剂时，可以获得具有改进的线边缘粗糙度和分辨率的图案化特征。因此，本公开的有机锡簇化合物有助于改进图案化性能。此外，因为与常规化学放大光致抗蚀剂相比，本公开的有机锡簇化合物具有优异的抗蚀刻性，所以本公开的有机金属簇能够用作蚀刻掩模来直接蚀刻SOC下层而不需要使用附加硬掩模层。作为结果，降低了制造成本。

本公开的有机金属簇化合物由式I表示：

[R

在一些实施例中，R

X是在辐射范围内具有高辐射敏感性的配体。在一些实施例中，X是在EUV范围内具有高辐射敏感性的配体。在一些实施例中，X是酸的共轭碱。在一些实施例中，X是有机羧酸的共轭碱，并且由式(II)表示：

R

选择R

Y是连接基团，其包括亚烷基基团(其具有1至6个碳)、或羰基基团。亚烷基基团的示例包括亚甲基、亚乙基和亚丙基。在一些实施例中，连接基团Y是亚甲基基团。

在一些实施例中，X是如下所示的羧酸配体之一：

其中，*表示连接点。

根据本公开的有机锡簇化合物的一些具体示例包括：

通过单晶X射线衍射研究确定的本公开的有机锡簇化合物的分子结构如下：

有机锡簇化合物是鼓状六聚体簇。如图所示，有机锡簇化合物中的所有六个锡原子在化学上均等价。每个锡都具有六价配位，其中三个配位点被桥接三配位氧原子占据，两个配位点被具有形成桥接的氧原子的羧酸配体占据，并且一个配位点被与锡共价键合的官能团R

本公开的有机锡簇化合物的尺寸可通过改变有机羧酸配体的尺寸来调节。在一些实施例中，有机锡簇化合物的尺寸为约0.5nm至10nm。在某些情况下，如果有机锡簇化合物的尺寸太大，则通过有机锡簇化合物的交联形成的图案的清晰度不足。如果有机锡簇化合物的尺寸太小，则通过有机锡簇化合物的交联形成的氧化锡(SnO

在一些实施例中，如以下一般反应方案1中所示，通过使氢氧化锡氧化水合物(R

在一些实施例中，R

选择R

Y是连接基团，其包括亚烷基基团(其具有1至6个碳)、或羰基基团。亚烷基基团的示例包括亚甲基、亚乙基和亚丙基。在一些实施例中，连接基团Y是亚甲基基团。

在一些实施例中，有机羧酸是如下所示的化合物之一：

在沸腾的溶剂中有机氢氧化锡氧化水合物与羧酸之间的反应通过共沸除水进行，从而得到有机锡簇化合物。缩合反应在配有搅拌棒、Dean-Stark分水器、和冷凝器的烧瓶中进行。首先将有机氢氧化锡氧化水合物(例如，丁基氢氧化锡氧化水合物)和有机羧酸悬浮在溶剂(例如，苯或甲苯)中。反应混合物被加热并且保持回流约1小时至12小时，其间在Dean-Stark装置中收集水。在停止形成水之后，将反应混合物冷却并过滤。所获得的溶液部分中的溶剂在减压下被蒸发，以产生浅色无定形粗产物。收集的固体通常通过加热溶剂以使固体溶解并缓慢地使溶液冷却而从有机溶剂中重结晶以纯化。用于重结晶的合适溶剂包括但不限于己烷、氯仿、四氢呋喃(THF)、苯、和甲苯。将重结晶的固体干燥以产生结晶产物。

设定有机氢氧化锡氧化水合物与有机羧酸的摩尔比以获得具有高纯度的6-Sn簇化合物。在一些实施例中，将反应物(即，有机氢氧化锡氧化水合物和有机羧酸)的摩尔比设定为1：1。反应物的摩尔比不当(例如，一种反应物的量大于另一种反应物的量)有时使提纯最终产物变得困难。形成有机锡簇化合物的反应在高于回流温度的温度下进行。如果反应温度低于回流温度，则不能发生缩合反应，从而导致(在核心中心具有六个锡原子的)有机锡簇化合物的合成中的不完全反应。反应时间取决于有机羧酸的体积。较大体积的有机羧酸通常导致缩合反应完成的反应时间更长。反应进行一定时间，以使缩合反应完成。在某些情况下，如果反应时间太短，则发生不完全反应，这导致低的反应产率。在某些情况下，如果反应时间过长，则6-Sn簇化合物分解的风险会增加。

本公开还提供了用于形成用于EUV光刻的光致抗蚀剂层的光致抗蚀剂组合物。在一些实施例中，光致抗蚀剂组合物包括式I的有机金属簇化合物。

光致抗蚀剂组合物还包括能够溶解本公开的有机锡簇化合物的溶剂。这种溶剂的示例包括但不限于醇、芳族烃等。还考虑了包括上述溶剂的混合物的溶剂体系。醇的示例包括但不限于甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、4-甲基-2-戊醇、和环戊醇。芳族烃的示例包括但不限于二甲苯、甲苯、和苯。在一些实施例中，溶剂选自甲醇、4-甲基-2-戊醇、和二甲苯中的至少一种。

选择光致抗蚀剂组合物中的有机锡簇化合物的浓度以实现所需的溶液物理性质。在一些实施例中，光致抗蚀剂组合物中的有机金属簇化合物的浓度为约0.5wt.％至10wt.％。如果有机金属簇材料的浓度太大，则溶剂中的有机金属簇化合物结晶的风险增加。如果光致抗蚀剂组合物中的有机金属簇化合物的浓度太小，则有机金属簇化合物的量不足以吸收足够的光，这导致不良的曝光效果。在一些实施例中，光致抗蚀剂组合物中的有机金属簇材料的浓度为约1wt.％至5wt.％，以提供良好的成膜性和图案化性能。

通过使用适当的混合装置在溶剂中混合有机锡簇化合物来制备光致抗蚀剂组合物。适当的过滤被用于移除任何污染物或其他不能适当溶解的成分。

本公开的光致抗蚀剂组合物可用于在光刻工艺中形成光致抗蚀剂涂层，并且用作蚀刻掩模以创建经图案化的特征，例如，鳍、线宽小于约32nm的金属线。

图1是根据一些实施例的使用上述光致抗蚀剂组合物在衬底上形成经图案化的结构的方法100的流程图。图2A至图2F是根据一些实施例的处于各个制造阶段的半导体结构200的横截面视图。下面结合图1和图2A至图2F来描述方法100，在图2A至图2F中，通过使用方法100的实施例来制造半导体结构200。

参考图1，方法100包括操作102，其中，在衬底202上方沉积材料层210。图2A是在衬底202上方形成材料层210之后的半导体结构200的横截面视图。

参考图2A，提供了衬底202。衬底202是在涉及光致抗蚀剂的工艺中使用的任意衬底。在一些实施例中，衬底202是包括硅的体半导体衬底。替代地或另外地，在一些实施例中，体半导体衬底包括：另一元素半导体，例如，锗；化合物半导体，包括砷化镓、镓、磷化物、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟；合金半导体，包括SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP和/或GaInAsP；或其组合。在一些实施例中，衬底202包括外延层。例如，衬底202具有覆盖体半导体衬底的外延层。此外，在一些实施例中，衬底202是绝缘体上半导体(SOI)衬底。例如，衬底202包括通过诸如注氧隔离(SIMOX)或其他合适的技术(例如，晶圆键合和研磨)之类的工艺形成的掩埋氧化物(BOX)层。

在一些实施例中，衬底202还包括有源器件，例如，p型场效应晶体管(PFET)、n型FET(NFET)、金属氧化物半导体(MOS)晶体管、互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管、双极晶体管、高压晶体管、和/或高频晶体管。在一些实施例中，晶体管是平面晶体管或三维鳍式晶体管。在一些实施例中，衬底202还包括无源器件，例如，电阻器、电容器、和/或电感器。衬底202还包括隔离结构(例如，浅沟槽隔离(STI)结构)，以将各种有源和/或无源器件彼此分离。

在衬底202上方形成材料层210。取决于制造工艺的阶段，材料层210是导电层、电介质层、半导体层、或其他材料层。在一些实施例中，材料层210包括电介质材料，例如，二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅、硼氮化硅、硼碳化硅、旋涂碳(SOC)、低k电介质材料、或其组合。低k电介质材料的示例包括但不限于：掺杂氟化物的氧化硅(例如，掺杂氟化物的玻璃)、掺杂碳的氧化硅、多孔氧化硅、旋涂硅基聚合物材料(例如，原硅酸四乙酯(TEOS)、氢倍半硅氧烷(HSQ)、和甲基倍半硅氧烷(MSQ))、或其组合。在一些实施例中，材料层210包括：金属氧化物，例如，氧化钛(TiO

参考图1，方法100进行到操作104，其中，在材料层210上方沉积光致抗蚀剂层220。图2B是在材料层210上方沉积光致抗蚀剂层220之后的图2A的半导体结构200的横截面视图。

参考图2B，通过涂覆工艺将光致抗蚀剂层220沉积在材料层210上。涂布工艺的示例包括但不限于：旋涂、喷涂、浸涂、丝网印刷、和注入印刷。在一些实施例中，通过在材料层210上方旋涂光致抗蚀剂组合物来形成光致抗蚀剂层220。光致抗蚀剂组合物包括式I的有机金属簇化合物以及溶剂(例如，甲醇、4-甲基-2-戊醇、或二甲苯)。在旋涂工艺期间，旋转衬底202以将光致抗蚀剂组合物散布在材料层210上。调整旋涂速度以获得所需的涂层厚度。在一些实施例中，旋涂是在约500rpm至约10,000rpm的速率下执行的。在一些实施例中，初始低旋转速度(例如，50rpm至250rpm)被用于执行光致抗蚀剂组合物在材料层上的初始大量散布。在一些实施例中，旋涂被执行约5秒至约5分钟的时间。

光致抗蚀剂层220的厚度是由光致抗蚀剂组合物的浓度、光致抗蚀剂组合物的粘度、以及用于旋涂的旋涂种子确定的。在一些实施例中，光致抗蚀剂层220的厚度为约1nm至约550nm，并且在进一步的实施例中，为约10nm至100nm。在某些情况下，如果光致抗蚀剂层220的厚度太大，则由于有机金属簇材料的不必要消耗以及对光致抗蚀剂层220进行蚀刻的增加的处理时间，生产成本会增加。在某些情况下，如果光致抗蚀剂层220的厚度太薄，则光致抗蚀剂层220在材料层210的图案化完成之前被移除的风险会增加。由于有机锡簇化合物与基于聚合物的光致抗蚀剂相比具有相对较高的抗蚀刻性和辐射敏感性，所以本公开的光致抗蚀剂层220能够被形成为具有与基于聚合物的光致抗蚀剂层的厚度相比较小的厚度。因此，有机锡簇化合物有助于防止图案塌陷。

在沉积光致抗蚀剂层220之后，对光致抗蚀剂层220进行软烘烤工艺，该软烘烤工艺从光致抗蚀剂层220移除溶剂。在一些实施例中，软烘烤是在50℃至约150℃的温度下进行的，持续时间为约30秒至约300秒。

参考图1，方法100进行到操作106，其中，将光致抗蚀剂层220曝光于辐射束230。图2C是在将光致抗蚀剂层220曝光于辐射束230之后图2B的半导体结构200的横截面视图。

参考图2C，通过具有预定图案的光掩模232将光致抗蚀剂层220曝光于辐射束230。光掩模232位于光致抗蚀剂层220上方，并且包括不允许辐射束230穿过的阻挡部分234。光掩模232的图案被转移到光致抗蚀剂层220。因此，光致抗蚀剂层220被图案化并且包括经曝光的部分220a和未经曝光的部分220b。辐射产生光致抗蚀剂层220的经曝光的部分220a中的Sn-C键的断裂和有机锡簇化合物的交联，并且产生稳定的氧化锡(SnO

在一些实施例中，辐射是深紫外(DUV)辐射，例如，KrF准分子激光(248nm)或ArF准分子激光(193nm)、EUV辐射(13.5nm)、电子束辐射、X射线辐射、离子束辐射、或其他合适的辐射。在一些实施例中，光致抗蚀剂层220以约10mJ/cm

在曝光之后，图2C的结构在约50℃至约150℃的温度下被烘烤，持续时间为约60秒至约360秒。

参考图1，方法100进行到操作108，其中，光致抗蚀剂层220被显影以形成包括图案的经图案化的光致抗蚀剂层222。图2D是在对光致抗蚀剂层220进行显影以形成经图案化的光致抗蚀剂层222之后的图2C的半导体结构200的横截面视图。

参考图2D，对光致抗蚀剂层220进行显影以在光致抗蚀剂层220中形成图案。在显影工艺中，将显影剂施加至光致抗蚀剂层。显影剂用于溶解光致抗蚀剂层220的未经曝光的部分220b，同时使光致抗蚀剂层220的经曝光的部分220a保持完整。因此，光致抗蚀剂层220的未经曝光的部分220b被从半导体结构200中选择性地移除，并且光致抗蚀剂层220的经曝光的部分220a保留在半导体结构200中。剩余的经曝光的部分220a限定经图案化的光致抗蚀剂层222中的图案。因为有机锡簇化合物的小尺寸，所以经图案化的光致抗蚀剂层222中的图案能够以约24nm至约36nm的间距来限定特征。

显影剂包括醇、芳族烃等。醇的示例包括但不限于甲醇、乙醇、1-丁醇、和4-甲基-2-戊醇。芳族烃的示例包括但不限于二甲苯、甲苯、和苯。在一些实施例中，显影剂选自甲醇、4-甲基-2-戊醇、和二甲苯中的至少一种。在一些实施例中，显影工艺使用与用于溶解(用于旋涂的)相应有机锡簇化合物的溶剂相同的溶剂(即，显影剂)。例如，甲醇和二甲苯既可以在光致抗蚀剂组合物中用作用于溶解有机锡簇化合物的溶剂，又可以在显影工艺中用作显影剂。在一些实施例中，显影工艺使用与用于溶解(用于旋涂的)特定有机锡簇化合物的溶剂不同的溶剂。例如，在光致抗蚀剂组合物中使用4-甲基-2-戊醇作为溶剂的情况下，在显影工艺中使用诸如2-庚酮之类的不同溶剂作为显影剂。

使用任何合适的方法来施加显影剂。在一些实施例中，将衬底202浸入显影剂液中。在一些实施例中，将显影剂喷涂到光致抗蚀剂层220中。

在本公开中，光致抗蚀剂层220的曝光产生对显影剂具有高水平的耐受性的稳定氧化锡(SnO

参考图1，方法100进行到操作110，其中，使用经图案化的光致抗蚀剂层222作为蚀刻掩模来蚀刻材料层210。图2E是在使用经图案化的光致抗蚀剂层222作为蚀刻掩模来蚀刻材料层210之后的图2D的半导体结构200的横截面视图。

参考图2E，使用经图案化的光致抗蚀剂层222作为蚀刻掩模来对材料层210进行图案化，以形成经图案化的材料层212。经图案化的材料层212暴露衬底202的部分。执行各向异性蚀刻以移除材料层210的被经图案化的光致抗蚀剂层222暴露的部分。材料层210的剩余部分构成经图案化的材料层212。在一些实施例中，各向异性蚀刻是干法蚀刻，例如，反应性离子蚀刻、或等离子体蚀刻。在一些实施例中，干法蚀刻是通过含氟气体(例如，CF

提供经图案化的光致抗蚀剂层222的氧化锡(SnO

参考图1，方法100进行到操作112，其中，移除经图案化的光致抗蚀剂层222。图2F是在从结构移除经图案化的光致抗蚀剂层222之后的图2E的半导体结构200的横截面视图。

参考图2F，从经图案化的材料层212的顶表面移除经图案化的光致抗蚀剂层222。通过包括干法蚀刻、湿法蚀刻、或其组合的蚀刻来移除经图案化的光致抗蚀剂层222。在一些实施例中，通过使用Cl

在形成经图案化的光致抗蚀剂层222之后，可以使用经图案化的材料层212作为掩模来执行一个或多个制造工艺，例如，蚀刻工艺或注入工艺。

示例1

六聚体正丁基氧化锡2-噻吩基乙酸乙酯(Hexameric n-Butyloxotin 2-Thienylacetate)的合成。在N

示例2

六聚体正丁基氧化锡3-噻吩基乙酸乙酯(Hexameric n-Butyloxotin 3-Thienylcetate)的合成。在N

本说明书的一个方面涉及一种式(I)的化合物：

其中，R

本说明书的另一方面涉及一种光致抗蚀剂组合物。该光致抗蚀剂组合物包括溶剂和式(I)的化合物：

其中，R

在一些实施例中，溶剂包括醇、烃、或其组合。在一些实施例中，溶剂包括甲醇、4-甲基-2-戊醇、或其组合。在一些实施例中，溶剂包括甲苯、二甲苯、或其组合。在一些实施例中，光致抗蚀剂组合物中的化合物的量为0.5wt.％至约10wt.％。

本说明书的另一方面涉及一种形成图案化结构的方法。该方法包括在材料层上方沉积光致抗蚀剂层。光致抗蚀剂层包括式(I)的化合物：

其中，R

在一些实施例中，将光致抗蚀剂层曝光于预定图案包括：将光致抗蚀剂层曝光于辐射束。在一些实施例中，将光致抗蚀剂层曝光于预定图案包括：将光致抗蚀剂层曝光于极紫外辐射束。在一些实施例中，对光致抗蚀剂层进行显影包括：施加包括甲醇、二甲苯、4-甲基-2-戊醇、或2-庚酮的显影剂。在一些实施例中，该方法还包括：使用经图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模来蚀刻材料层。在一些实施例中，该方法还包括：通过使用Cl

以上概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本公开的各方面。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺和结构以实现本文介绍的实施例或示例的相同目的和/或实现本文介绍的实施例或示例的相同优点的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同配置不脱离本公开的精神和范围，并且他们可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下在本文中进行各种改变、替换和变更。

示例1.一种式(I)的化合物：

其中：R

示例2.根据示例1所述的化合物，其中，R

示例3.根据示例1所述的化合物，其中，R

示例4.根据示例1所述的化合物，其中，R

示例5.根据示例1所述的化合物，其中，R

示例6.根据示例1所述的化合物，具有以下结构之一：

示例7.一种光致抗蚀剂组合物，包括：溶剂；以及式(I)的化合物：

其中：R

示例8.根据示例7所述的化合物，具有以下结构之一：

示例9.根据示例7所述的光致抗蚀剂组合物，其中，所述溶剂包括醇、烃、或其组合。

示例10.根据示例7所述的光致抗蚀剂组合物，其中，所述溶剂包括甲醇、4-甲基-2-戊醇、或其组合。

示例11.根据示例7所述的光致抗蚀剂组合物，其中，所述溶剂包括甲苯、二甲苯、或其组合。

示例12.根据示例7所述的光致抗蚀剂组合物，其中，所述光致抗蚀剂组合物中的所述化合物的量为0.5wt.％至约10wt.％。

示例13.一种用于形成经图案化的结构的方法，包括：在材料层上方沉积光致抗蚀剂层，其中，所述光致抗蚀剂层包括式(I)的化合物：

其中：R

示例14.根据示例13所述的方法，其中，沉积所述光致抗蚀剂层包括在所述材料层上方施加光致抗蚀剂组合物，其中，所述光致抗蚀剂组合物包括所述式(I)的化合物和溶剂。

示例15.根据示例14所述的方法，其中，施加所述光致抗蚀剂组合物包括施加具有以下结构之一的化合物：

示例16.根据示例13所述的方法，其中，将所述光致抗蚀剂层曝光于所述预定图案包括：将所述光致抗蚀剂层曝光于辐射束。

示例17.根据示例13所述的方法，其中，将所述光致抗蚀剂层曝光于所述预定图案包括：将所述光致抗蚀剂层曝光于极紫外辐射束。

示例18.根据示例13所述的方法，其中，对所述光致抗蚀剂层进行显影包括：施加包括甲醇、二甲苯、4-甲基-2-戊醇、或2-庚酮的显影剂。

示例19.根据示例13所述的方法，还包括：使用所述经图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模来蚀刻所述材料层。

示例20.根据示例13所述的方法，还包括：通过使用Cl