[發(fā)明專利]穩(wěn)定的金屬化合物、它們的組合物以及它們的使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811239514.7
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN109180722B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 姚暉蓉;M·D·拉曼;S·K·馬倫;趙俊衍;C·安亞戴格伍;M·帕德馬納班
• 申請（專利權(quán)）人: 默克專利有限公司
• 主分類號: C07F7/28
• 分類號: C07F7/28;C08G79/00;G03F7/004;G03F7/075;G03F7/09
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 陳晰

本公開涉及穩(wěn)定的金屬化合物、它們的組合物以及它們的使用方法。具體地，本公開涉及具有改善的穩(wěn)定性的可溶性多配體取代金屬化合物，以及由其制得的組合物和它們的使用方法。

本申請是申請?zhí)枮?01380059422.X、發(fā)明名稱為“穩(wěn)定的金屬化合物、它們的組合物以及它們的使用方法”的中國專利申請的分案申請。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有改善的穩(wěn)定性的可溶性多配體取代金屬化合物以及由它們制得的組合物和它們的使用方法。

發(fā)明背景

金屬氧化物膜可用于半導體行業(yè)中的多種應用，如光刻硬掩膜、抗反射涂層的襯層和電-光器件。

作為實例，光致抗蝕劑組合物用于顯微光刻法，以便制造微型電子元件，如在制造計算機芯片和集成電路中。通常，將光致抗蝕劑組合物的薄涂層施加至基底上，如用于制造集成電路的硅基晶片上。隨后烘烤該涂布基底以便從該光致抗蝕劑中除去所需量的溶劑。烘烤過的基底涂布表面隨后成像式曝光于光化輻射，如可見光、紫外線、遠紫外線、電子束、粒子束和X射線輻射。

該輻射在光致抗蝕劑的曝光區(qū)域中引起了化學轉(zhuǎn)變。曝光的涂層用顯影劑溶液處理以溶解和去除該光致抗蝕劑的輻射曝光區(qū)域或未曝光區(qū)域。

半導體器件小型化的趨勢已經(jīng)導致使用對越來越短的輻射波長敏感的新型光致抗蝕劑，并已經(jīng)導致使用精密的多級系統(tǒng)以克服與此類小型化相關(guān)的困難。

光刻法中的吸收性抗反射涂層和襯層用于減少從通常高反射性的基底上反射的輻射所造成的問題。反射輻射導致薄膜干涉效應和反射刻痕。薄膜干涉或駐波導致了當光致抗蝕劑厚度變化時由光致抗蝕劑膜中總光強度變化所造成的臨界線寬度尺寸的改變。反射和入射的曝光輻射的干涉可以導致駐波效應，這會扭曲在整個厚度上該輻射的均勻性。當光致抗蝕劑在包含形貌特征的反射基底上圖案化時，反射刻痕變得嚴重，所述形貌特征會散射光穿過該光致抗蝕劑膜，導致線寬變化，且在極端情況下形成完全失去所需尺寸的區(qū)域。涂布在光致抗蝕劑下方和反射基底上方的抗反射涂料膜在該光致抗蝕劑的光刻性能方面提供了顯著的改善。通常，在基底上施加底部抗反射涂層并固化，隨后施加光致抗蝕劑層。將該光致抗蝕劑成像式曝光并顯影。曝光區(qū)域中的抗反射涂層隨后通常使用各種蝕刻氣體干蝕刻，并由此將光致抗蝕劑圖案轉(zhuǎn)移到基底上。

含有大量難熔元素的襯層可以用作硬掩膜以及抗反射涂層。當上覆的光致抗蝕劑不能提供對用于將圖像轉(zhuǎn)移至下方半導體基底的干蝕刻的足夠高的耐受性時，硬掩膜是有用的。在此類情況下，稱為硬掩膜的材料，其耐蝕刻性高到足以將在其上產(chǎn)生的任何圖案轉(zhuǎn)移到下方半導體基底中。這是有可能的，因為該有機光致抗蝕劑不同于下方的硬掩膜，并且有可能發(fā)現(xiàn)能夠?qū)⒐庵驴刮g劑中的圖案轉(zhuǎn)移至下方硬掩膜中的蝕刻氣體混合物。這種圖案化的硬掩膜可以以合適的蝕刻條件和氣體混合物使用，以便將圖案由硬掩膜轉(zhuǎn)移到半導體基底，光致抗蝕劑本身采用單一蝕刻過程的任務尚未實現(xiàn)。

在新的光刻技術(shù)中使用多個抗反射層和襯層。在光致抗蝕劑不能提供足夠的耐干蝕刻性的情況下，充當硬掩膜并在基底蝕刻過程中高度耐蝕刻的用于光致抗蝕劑的襯層和/或抗反射涂層是優(yōu)選的。一種方法是向有機光致抗蝕劑層下方的層中摻入硅、鈦或其它金屬材料。此外，可以在含金屬抗反射層的下方放置另一高碳含量抗反射層或掩膜層，如高碳膜/硬掩膜/光致抗蝕劑的三層，用于改善成像過程的光刻性能。常規(guī)硬掩膜可以通過化學氣相沉積如濺射來施加。但是，與前述常規(guī)方法相比旋涂法的相對簡單性使得開發(fā)在膜中具有高濃度金屬材料的新型旋涂硬掩膜或抗反射涂層變得非常理想。

含有金屬氧化物的用于半導體應用的襯層組合物已經(jīng)顯示提供耐干蝕刻性以及抗反射性質(zhì)。但是，常規(guī)形成金屬氧化物膜的可溶性金屬化合物，如金屬烷氧化物，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對空氣中的水分非常不穩(wěn)定，產(chǎn)生許多問題，包括貨架期穩(wěn)定性、涂布問題和性能缺陷。金屬氧化物在半導體行業(yè)內(nèi)通常使用和接受的溶劑中具有溶解度問題。由此，存在突出的需要以制備含有可溶于有機溶劑、穩(wěn)定的(即使在暴露于空氣后也如此)金屬化合物的旋涂硬掩膜、抗反射涂層和其它襯層，并且其在固化該膜以形成金屬氧化物后還可以在化學溶液中剝離(strippable)。