[發(fā)明專利]旋涂硬掩模材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380008666.5
• 申請日: 2013-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN104159956A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德烈亞什·弗羅姆霍爾德;亞歷克斯·魯濱遜;耶德薩達(dá)·馬尼安姆
• 申請（專利權(quán)）人: 伯明翰大學(xué)
• 主分類號(hào): C08K9/04
• 分類號(hào): C08K9/04;C01B31/02;C09C3/08;H01L21/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 牛海軍

發(fā)明領(lǐng)域

本專利申請涉及用于半導(dǎo)體制造的成像的領(lǐng)域，并且更具體地，涉及使用旋涂制劑的蝕刻掩蔽的領(lǐng)域。

背景

半導(dǎo)體設(shè)備的最小形體尺寸繼續(xù)縮小以能夠增加設(shè)備的密度。實(shí)現(xiàn)這樣的高密度圖案的一種方法是使用薄的光致抗蝕劑薄膜以減輕在顯影后高縱橫比抗蝕劑特征的此種圖案坍縮的問題。解決該問題的一種可能的方案包括使用高分辨率、高靈敏度和高蝕刻耐久性富勒烯抗蝕劑。然而，雖然此種抗蝕劑產(chǎn)生的縱橫比可以高達(dá)5∶1，但是總體蝕刻深度被可用的抗蝕劑厚度明顯限制。

多層硬掩模堆疊體可以允許進(jìn)一步增加蝕刻圖像的縱橫比。此種方法可以使用通過化學(xué)氣相沉積而真空沉積的厚的無定形碳，其然后被涂覆以富硅薄層。然后，薄的光致抗蝕劑薄膜足以將富硅層圖案化；因此避免圖案坍縮。該富硅層進(jìn)而被用作硬掩模以將碳圖案化，產(chǎn)生高縱橫比碳圖案，其適用于提供硬掩模以用于蝕刻硅片。通過從富硅材料到富碳材料交替(并且反之亦然)，可以實(shí)現(xiàn)不同基板的整體蝕刻選擇性的優(yōu)化。

近年來，氣相沉積材料已被旋涂蝕刻掩模代替。例如，如由van?Delft等，J.Vac.Sci.Technol.B，18(2000)3419報(bào)道的，酚醛清漆-氫基倍半硅氧烷(novolak-hydrido?silsesquioxane)(HSQ)雙層堆疊體被用于實(shí)現(xiàn)具有3.25∶1的縱橫比的40nm半節(jié)距分辨率以及具有20∶1的縱橫比的分離的40nm線。然而，在下面的HSQ層的基于氟的蝕刻導(dǎo)致圖案化酚醛清漆特征的膨脹，這導(dǎo)致波狀畸變。

因此，仍然需要可以經(jīng)受在下面的層的基于氟的蝕刻而沒有畸變的旋涂硬掩模材料，以致可以產(chǎn)生高分辨率圖案。

附圖簡述

圖1顯示使用旋涂硬掩模制備高縱橫比、高分辨率特征的方法。

圖2顯示利用本文所述的材料形成硬掩模薄膜、加熱薄膜和進(jìn)行溶劑浸泡的結(jié)果。

圖3顯示根據(jù)圖1所示的方案在約100nm的碳中蝕刻的25nm線和間隔。

附圖詳述

圖1顯示使用旋涂硬掩模制備高縱橫比、高分辨率特征的方法。在該實(shí)施方案中，初始堆疊體1是基板；在其上已經(jīng)涂覆有旋涂硬掩模、富硅層和光致抗蝕劑。平版印刷步驟2使光致抗蝕劑圖案化。在方案3中，圖案化的光致抗蝕劑充當(dāng)富硅層的蝕刻掩模，而富硅層又充當(dāng)在下面的旋涂硬掩模層4的蝕刻掩模。硬掩模層然后被用作基板5的蝕刻掩模并且富硅層可以被如所示地蝕刻或可以需要單獨(dú)的蝕刻步驟。最后，使用氧蝕刻以除去旋涂硬掩模6。圖1中顯示的實(shí)施方案僅是用于說明的一個(gè)實(shí)例而不意在限制。例如，可以采用含有硅的光敏組合物代替沉積在富硅層上的光致抗蝕劑。

圖2顯示利用本文所述的材料形成硬掩模薄膜、加熱薄膜和進(jìn)行溶劑浸泡的結(jié)果。具體地，來自實(shí)施例2和實(shí)施例3(下文所述的)的制劑被旋涂在基板上并且在不同溫度烘干。比較其在氯苯∶異丙醇(1∶1w/w)溶液中浸泡前后的厚度。關(guān)于實(shí)施例2的薄膜，將當(dāng)在不同溫度烘干但是沒有暴露于溶劑浸液11的薄膜的歸一化的厚度與在不同溫度烘干但暴露于溶劑浸液12的相同的薄膜比較。關(guān)于實(shí)施例3的薄膜，將當(dāng)在不同溫度烘干但是沒有暴露于溶劑浸液13的薄膜的歸一化的厚度與在不同溫度烘干但暴露于溶劑浸液14的相同的薄膜比較。

圖3顯示根據(jù)圖1所示的方案在約100nm的碳中蝕刻的25nm線和間隔。下文提供用于形成圖3中顯示的圖像的方法的細(xì)節(jié)。

詳述

當(dāng)在本文中使用時(shí)，除非另外指明，連詞“和”意在是包括的而連詞“或”不意在是排他的。例如，短語“或，備選地”意在是排他的。當(dāng)在本文中使用時(shí)，“脂環(huán)族”化合物是脂族的且是環(huán)狀的有機(jī)化合物。脂環(huán)族化合物可以含有一個(gè)或多個(gè)全碳環(huán)，所述全碳環(huán)可以是飽和的或不飽和的，但是不具有芳香性。脂環(huán)族化合物可以具有也可以不具有相連的脂族側(cè)鏈。當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“示例的”用于指示實(shí)例并且不一定用于指示優(yōu)先性。

本文公開和要求保護(hù)的是一種用于形成旋涂硬掩模的組合物，所述組合物包含：由以下通式(I)表示的富勒烯衍生物，