[發明專利]多金屬氧酸鹽和雜多金屬氧酸鹽組合物及其使用方法

有效

• 申請號: 201910902154.2
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN110609445B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: V·G·R·查達;姚暉蓉;M·帕德馬納班;趙俊衍;E·沃爾佛;A·D·迪奧塞斯;S·K·木倫
• 申請（專利權）人: 默克專利有限公司
• 主分類號: G03F7/004
• 分類號: G03F7/004
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 宓霞

本發明涉及新型組合物，其包含選自至少一種多金屬氧酸鹽、至少一種雜多金屬氧酸鹽及其混合物的金屬組分；以及至少一種有機組分。本發明還涉及制備納米棒陣列和納米棒材料和膜的方法。本發明還涉及生成富含金屬?氧化物的膜的新型組合物，還涉及通孔或溝槽填充、反向通孔或溝槽填充和用底層成像的方法。該材料可用于許多行業的多種制造應用，包括半導體器件、光電器件和儲能行業。

本分案申請是基于申請號為201480072379.5、申請日為2014年12月8日、發明名稱為“多金屬氧酸鹽和雜多金屬氧酸鹽組合物及其使用方法”的中國專利申請的分案申請。

相關申請的交叉參考

本申請是2014年1月14日提交的題為“SPIN-ON METALLIC HARD MASKCOMPOSITIONS AND PROCESSES THEREOF”的美國申請系列號14/154,929的部分繼續申請，該申請經此引用全文并入本文。

技術領域

本專利申請涉及含有單獨的一種或多種多金屬氧酸鹽的組合物或與一種或多種雜多金屬氧酸鹽組合的一種或多種多金屬氧酸鹽的組合物。本專利申請還涉及制備納米棒陣列以及納米棒材料和膜的方法。本專利申請進一步涉及生成富含金屬氧化物的膜的新型可旋涂組合物，還涉及通孔或溝槽填充、反向通孔或溝槽填充以及用底層成像的方法。該組合物可用于顯著改善旋涂式金屬氧化物材料的防潮性。這些材料可以在許多行業中用于多種應用，包括半導體、光電器件和儲能行業。

一般描述

本申請涉及金屬組合物及其使用方法。一種此類用途是作為用于填充圖案化材料中存在的開放形貌特征如通孔、溝槽、接觸洞或光致抗蝕劑圖案中的開放空間組成的其它類似特征的金屬硬掩模。例如，在該方法中，含有特征如溝槽和/或通孔的光致抗蝕劑圖案用溝槽和/或通孔中的金屬硬掩模填充組合物涂覆。在該方法中，在通孔/溝槽填充過程中發生光致抗蝕劑特征的外涂覆(overcoating)，這種外涂層可以通過采用短暫暴露于快速侵蝕硬掩膜的等離子體來去除，例如用于含Si硬掩膜材料或用于在暴露于氟等離子體時形成揮發性氟化物的其它耐火金屬基硬掩膜的氟基等離子體蝕刻。或者，這種外涂層還可以通過用化學溶液腐蝕，或通過采用化學機械拋光來去除。這些填充的光致抗蝕劑溝槽和/或通孔構成負型(negative tone)硬掩模，其在用適當的等離子體如氧等離子體去除光致抗蝕劑的未填充區域時充當蝕刻阻隔。這比硬掩膜填充區域更快地去除該光致抗蝕劑以實現圖像型逆轉。含有金屬氧化物的用于半導體應用的底層組合物提供了耐干蝕刻性以及抗反射性質。但是，已經發現用于形成金屬氧化物膜的常規可溶性金屬化合物(如金屬醇鹽)由于空氣中的濕氣而非常不穩定，產生了許多問題，包括保質期穩定性、涂覆問題以及性能缺陷。此前已知的金屬氧化物在半導體行業中通常接受的溶劑中存在溶解度問題。

因此，對制備可旋涂硬掩模和可溶于有機溶劑的其它底層存在突出的需要，并能提供充當用于圖案化光致抗蝕劑基底的通孔或溝槽填充材料或充當底層材料的可溶性金屬化合物的溶液。在通孔填充應用中，此類材料充當負型硬掩模以便在使用氧基等離子體蝕刻后產生原始光致抗蝕劑圖案的反型圖像。在底層應用中，此類材料必須可以在基底如碳硬掩模上涂布，并且該涂層隨后在用光致抗蝕劑涂覆時必須不溶解。該光致抗蝕劑被圖案化，并用做掩模，以便通過濕法或等離子體蝕刻(例如氟基等離子體)形成正型金屬氧化物硬掩模。這種正型金屬硬掩模隨后可以使用適當的等離子體(例如氧)轉移到該基底中。此外，合意的是，該金屬氧化物硬掩模材料可以通過化學溶液剝離。

本專利公開還涉及可旋涂金屬氧化物硬掩模組合物，其具有高金屬氧化物含量，并包含至少一種所選的多金屬氧酸鹽(例如鎢酸)、雜多金屬氧酸鹽(例如鎢硅酸或鉬硅酸)或這些的混合物，至少一種4-羥苯基化合物和溶劑。該組合物在由溶劑施加到基底上時還形成品質良好的膜，并在由溶劑施加到圖案化基底上時具有良好的平坦化品質。該新型組合物甚至在施加到基底上、烘烤和圖案轉移后保持用化學溶液的剝離性。