[發(fā)明專利]利用嵌段共聚物形成圖案及制品

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380031525.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104364713B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 本雅門·M·拉特扎克;馬克·H·薩默維爾;米納克士孫達(dá)拉姆·甘迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G03F7/00
• 分類號(hào): G03F7/00;G03F7/004
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;顧晉偉

提供了一種用于使分層結(jié)構(gòu)圖案化的方法，該方法包括：執(zhí)行光刻以在下層襯底的水平表面上提供顯影的預(yù)圖案層；改變預(yù)圖案層以形成間隔開(kāi)的無(wú)機(jī)材料引導(dǎo)物；對(duì)自組裝嵌段共聚物層進(jìn)行鑄造和退火以形成橫向間隔開(kāi)的柱狀特征物；通過(guò)選擇性去除自組裝嵌段共聚物的一種嵌段的至少一部分來(lái)形成圖案；以及將圖案轉(zhuǎn)印到下層襯底。該方法適用于制造低于50nm的圖案化分層結(jié)構(gòu)。

本申請(qǐng)涉及并且要求2012年5月15日提交的名稱為“Method of FormingPatterns Using Block Copolymers and Articles Thereof”的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)系列第13/472,442號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)內(nèi)容涉及用于在分層制品中形成圖案的方法，以及由該方法形成的分層制品；并且更具體地，涉及利用嵌段共聚物的柱狀微結(jié)構(gòu)域限定線狀特征物。

背景技術(shù)

在制造半導(dǎo)體器件的成本和性能方面保持競(jìng)爭(zhēng)性的需要，已經(jīng)引起了集成電路的器件密度的不斷增加。為了在半導(dǎo)體集成電路中實(shí)現(xiàn)更高的集成度和微型化，還必須實(shí)現(xiàn)形成在半導(dǎo)體晶片上的電路圖案的微型化。

設(shè)計(jì)規(guī)則限定器件之間或互連線之間的間隔公差以確保器件或線不以任何不希望的方式相互作用。有助于確定半導(dǎo)體器件的整體尺寸和密度的一個(gè)重要的布局設(shè)計(jì)規(guī)則為臨界尺寸(CD)。電路的臨界尺寸被定義為線的最小寬度或兩條線之間的最小間隔。另一關(guān)鍵的設(shè)計(jì)規(guī)則為最小節(jié)距，最小節(jié)距被定義為已知特征物的最小寬度加上與相鄰特征物邊緣的距離。

光刻為用于通過(guò)將在掩模上的幾何圖形和圖案轉(zhuǎn)印到半導(dǎo)體晶片的表面來(lái)制造半導(dǎo)體晶片的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。基本的光刻工藝包括將圖案化的光源投射到輻射敏感材料層例如光刻膠層上，然后接著是顯影步驟。

為了制造具有小的臨界尺寸和節(jié)距的細(xì)致詳盡的圖案，需要投射清晰成像的光圖案。但是將小特征物的清晰圖像投射到半導(dǎo)體晶片上的能力以及縮影鏡系統(tǒng)從被照射的掩模獲得足夠衍射級(jí)的能力受限于所使用的光的波長(zhǎng)。目前工藝水平的光刻工具使用具有248nm或193nm波長(zhǎng)的深紫外(DUV)光，這使得最小特征物尺寸能夠降至約50nm。

投射系統(tǒng)可以印刷的最小特征物尺寸由下式近似地給出：

CD＝k₁·λ/N_A

其中，從半導(dǎo)體晶片可以看出，CD為最小特征物尺寸或臨界尺寸；k₁為囊括工藝相關(guān)因素的系數(shù)，并且對(duì)于生產(chǎn)通常等于0.4；λ為所使用的光的波長(zhǎng)；以及N_A為透鏡的數(shù)值孔徑。根據(jù)這個(gè)公式可以通過(guò)減小波長(zhǎng)和/或通過(guò)增加數(shù)值孔徑來(lái)降低最小特征物尺寸以獲得較緊密聚焦光束和較小光斑尺寸。

光刻工藝?yán)闷毓夤ぞ咄ㄟ^(guò)掩模來(lái)照射晶片上的輻射敏感材料層以將掩模上的圖案轉(zhuǎn)印到晶片。因?yàn)閳D案布局的臨界尺寸接近光蝕刻設(shè)備的精度極限，所以光學(xué)鄰近效應(yīng)(OPE)開(kāi)始影響將掩模上的特征物轉(zhuǎn)印到輻射敏感材料層的方式，使得掩模和實(shí)際布局圖案變得不同。熟知的是在投射系統(tǒng)中光學(xué)鄰近效應(yīng)導(dǎo)致光學(xué)衍射。衍射引起相鄰特征物以如下這樣的方式相互作用：產(chǎn)生依賴于圖案的變化；特征物越相互靠近，鄰近效應(yīng)越明顯。因而，定位相互靠近的線狀圖案的能力超出了光學(xué)參數(shù)限制。

因此，需要用于使半導(dǎo)體器件圖案化的新的改進(jìn)的方法，以實(shí)現(xiàn)使形成在半導(dǎo)體晶片上的電路圖案繼續(xù)微型化。

發(fā)明內(nèi)容