[發(fā)明專利]含硅氧烷添加劑的組合物在處理50nm或更小尺寸的圖案化材料時的用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880070358.8
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN111279271B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·勒夫勒;M·C·沈;S·H·魏;F·皮龍;L·恩格布萊希特;Y·伯克;A·克里普;M·布里爾;S·奇霍尼
• 申請（專利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: G03F7/40
• 分類號: G03F7/40;C11D1/66;C11D11/00;H01L21/02;H01L21/027
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 肖威;劉金輝

本發(fā)明涉及包含有機溶劑和至少一種特定硅氧烷型添加劑的非水性組合物用于處理包含具有50nm或更小的線性空間尺寸及4或大于4的縱橫比的圖案的基板的用途，以及一種用于制造集成電路器件、光學(xué)器件、微機械和機械精密器件的方法，所述方法包括以下步驟：(1)提供具有圖案化材料層的基板，所述層具有50nm的線性空間尺寸、大于或等于4的縱橫比或其組合，(2)使基板與非水性組合物接觸至少一次，和(3)自與基板的接觸中移除非水性組合物，其中所述非水性組合物包含有機溶劑及所述硅氧烷型添加劑中的至少一種。

本發(fā)明涉及組合物用于制造集成電路器件、光學(xué)器件、微機械和機械精密器件的用途，尤其涉及避免圖案塌陷。

發(fā)明背景

在制造具有LSI、VLSI和ULSI的IC的方法中，通過光刻技術(shù)制備圖案化材料層，如圖案化光致抗蝕劑層；含有氮化鈦、鉭或氮化鉭或由其組成的圖案化阻隔材料層；含有例如交替多晶硅及二氧化硅層或氮化硅層的堆棧或由其組成的圖案化多堆棧材料層；含有二氧化硅或低k或超低k介電材料或由其組成的圖案化介電材料層。現(xiàn)如今，該圖案化材料層包含具有甚至低于22nm尺寸及高縱橫比的結(jié)構(gòu)。

無關(guān)于曝光技術(shù)，小圖案的濕式化學(xué)處理無論如何涉及多個問題。由于技術(shù)發(fā)展且尺寸要求變得越來越嚴格，因此在基板上需要圖案包括相對較薄且較高的器件結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)或零件(feature)，即具有高縱橫比的零件。由于從化學(xué)沖洗和離心干燥工藝中殘留且位于相鄰圖案化結(jié)構(gòu)之間的沖洗液體去離子水的液體或溶液的過度毛細管力，這些結(jié)構(gòu)可能發(fā)生彎曲和/或塌陷，特別是在離心干燥工藝期間。

在過去，根據(jù)Namatsu等的Appl.Phys.Lett.66(20)，1995，這些問題通過減小由毛細管力所導(dǎo)致的小零件之間的最大應(yīng)力σ來解決：

其中γ為流體的表面張力，θ為零件材料表面上的流體的接觸角，D為零件之間的距離，H為零件的高度，且W為零件的寬度。因此，為了降低最大應(yīng)力，在過去，方法聚焦于降低流體的表面張力γ或增大零件材料表面上的流體的接觸角或二者。

由于尺寸收縮，為獲得無缺陷的圖案化結(jié)構(gòu)而進行的顆粒和等離子體蝕刻殘余物的移除也變成了一個關(guān)鍵因素。這不僅適用于光致抗蝕劑圖案，而且適用于其他圖案化材料層，這些層是在制造光學(xué)器件、微機械和機械精密器件期間生成的。

WO2012/027667A2公開了一種通過使具有高縱橫比零件的表面與添加劑組合物接觸以產(chǎn)生經(jīng)改性表面來改性具有高縱橫比零件的表面的方法，其中當(dāng)沖洗溶液與經(jīng)改性表面接觸時將作用于高縱橫比零件的力充分地降至最低以至少在移除沖洗溶液期間或至少在干燥高縱橫比零件期間防止高縱橫比零件彎曲或塌陷。經(jīng)改性表面應(yīng)具有在約70-約110°的接觸角。除多種其他類型的酸、堿、非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑以外，還公開了一些硅氧烷型表面活性劑。描述了包括水在內(nèi)的各種溶劑。

WO2014/091363A1公開了包含與具有10-35mN/m的表面張力的表面活性劑組合的疏水劑的水基組合物，該表面活性劑除其他類型的表面活性劑以外還可為硅氧烷型表面活性劑。所述水基組合物優(yōu)選不含有機溶劑。

然而，這些組合物仍會發(fā)生亞22nm結(jié)構(gòu)的高圖案塌陷。特別地，不受任何理論的束縛，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，用去離子水測量的約70-約110°的接觸角不足以描述干燥期間的溶劑基體系中的毛細管力，這是因為Namatsu的理論相關(guān)性僅在相同溶劑體系中有效。此外，式(1)僅描述了干燥期間的毛細管力，忽略了干燥期間的塌陷/彎曲結(jié)構(gòu)之間的潛在化學(xué)反應(yīng)以及塌陷結(jié)構(gòu)的彈性回縮力。因此，本發(fā)明人相信，圖案塌陷也可通過防止塌陷結(jié)構(gòu)之間的不可逆的粘附力來防止。

本發(fā)明的目的是提供一種制造用于50nm和更小的節(jié)點，特別是32nm和更小的節(jié)點，尤其是22nm和更小的節(jié)點的集成電路的方法，該方法不再具有現(xiàn)有技術(shù)制造方法的缺點。