硬掩模表面处理制造技术

技术编号:10241675 阅读:170 留言:0更新日期:2014-07-23 14:03
硬掩模表面处理。提供了一种组合物,所述组合物包括:有机金属化合物;表面能为20-49erg/cm2的表面处理聚合物,所述表面处理聚合物包含选自羟基、被保护的羟基、被保护的羧基及其混合的表面处理基团和溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】硬掩模表面处理。提供了一种组合物,所述组合物包括:有机金属化合物;表面能为20-49erg/cm2的表面处理聚合物,所述表面处理聚合物包含选自羟基、被保护的羟基、被保护的羧基及其混合的表面处理基团和溶剂。【专利说明】硬掩模表面处理
本专利技术主要涉及半导体制造领域,进一步涉及半导体制造所使用的硬掩模领域。
技术介绍
随着在193nm浸没式光刻中临界尺寸和间距的持续降低,已经越来越流行在集成电路制作特定层中使用硬掩模,这应归因于硬掩模材料优异的选择性刻蚀。通过化学气相沉积(CVD),施加诸如氮化钛类的特定金属硬掩模至加工后的晶片上。在集成电路制作的常规技术中,通过CVD或者旋涂技术施加无定形碳硬掩模和硅硬掩模(或者硅减反射层或SiARC)。旋涂金属硬掩模现正在集成电路工业中获得关注,部分归因于跟常规方法相比潜在地减少花费,以及制作工艺的简化。含氧金属硬掩模的大体特点是:膜包含主要为(_M-0-)n链接的无机域(含氧金属域),其中M为金属且η>1,而且还可以包括诸如碳等少量其它元素。其它诸如混合域的硬掩模,包含有含氧金属域和金属氮化物域。这种常规硬掩模可以包含例如Hf、Zr、T1、W、Al、Ta和Mo等一个或多个金属。包括含氧金属域的硬掩模涂层的耐刻蚀性,部分来说取决于所用特定的金属以及(-M-0-) ?域的含量,域含量的增加伴随着提供了更好的耐刻蚀性。固化的含氧金属硬掩模层通常比随后施加的诸如光刻胶的有机层具有更高的表面能(或者更小的水 接触角)。这种表面能的错配导致含氧金属硬掩模层和随后施加的有机层之间的粘结性较差。如果随后施加光刻胶层,表面能的错配将导致严重的图案坍塌。表面处理是在半导体制作中所熟知的。例如,通常用六甲基二硅胺(HMDS)处理硅或者氧化硅表面,以提高与涂在其上有机层之间的粘结性。然而,用HMDS处理含氧金属硬掩模,无法有效阻止随后施加的阻光层的图案坍塌。因此,仍然需要有效的含氧金属硬掩模表面处理,以降低含氧金属硬掩模与随后施加的例如光刻胶的有机层之间的水接触角错配性。通过如下的专利技术,可以实现这种以及其它需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种组合物,包括:有机金属化合物;表面能20_40erg / cm2的表面处理剂,该表面处理剂包含选自羟基、被保护的羟基、被保护的羧基及其混合物的表面处理基团;和溶剂。通过本专利技术还提供了一种形成含氧金属(oxymetal)硬掩模的方法,包括:提供基体;在基体表面涂膜上述组合物;使表面处理剂迁移至膜表面;固化该膜,形成含氧金属硬掩模层。该工艺提供的含氧金属硬掩模层,与常规硬掩模组合物形成的硬掩模层相比,表面的水接触角增加了。该工艺得到的含氧金属硬掩模层,水接触角一般>55°,优选55-70°,更优选60-70°。进一步优选的,该工艺不包含用表面处理组合物处理含氧金属硬掩模表面的独立步骤。而且,通过本专利技术还提供一种设置在电子设备基体上的含氧金属硬掩模层,该硬掩模层包括含(-M-0-)n链接的无机域,其中M为第3族至第14族金属,η>1,表面的水接触角>55°。优选的,该含氧金属硬掩模层表面的水接触角为55-70°,更优选的60-70°。另外,本专利技术提供一种形成图案化含氧金属硬掩模的方法,包括:提供基体;涂膜包含有机金属化合物的组合物;表面能20-40erg / cm2的表面处理剂,该表面处理剂包含选自被保护羟基、被保护羧基及其混合物的表面处理基团;基体表面的溶剂;使表面处理剂移至膜表面;固化膜层,形成的含氧硬掩模层,该含氧硬掩模层具有包含不同的表面能区域的图案化表面。【具体实施方式】除非内容中明确说明,否则在整个说明书范围中使用的以下简称具有如下含义:ca.=约;V =摄氏度;g =克;mg=毫克;mmol=毫摩尔;L=升;mL=毫升;nm=纳米;人=埃;Et=乙基;1-Pr=异丙基,n-Bu=正丁基,t_Bu=叔丁基,sec.=秒,msec.=毫秒,min.=分钟,和rpm=每分钟转数。除非特别说明,所有的含量均为质量百分比(wt%),且所有的比率均为摩尔比。除非明确这种数值范围约束在总计至100%范围,否则所有数量范围都按任意方式包括和结合。这里所采用的“含氧金属硬掩模”指的是包含(_M-0-)n域的任意金属硬掩模,其中M为金属且η为>1的整数,同时包括主要成分为(_Μ-0-)η域的含氧金属硬掩模和具有金属氮化物域跟(_Μ-0-)η域的混合域硬掩模。含氧金属硬掩模任选的可包括诸如碳等一个或多个其它元素,优选跟(_Μ-0-)η域相比以较少含量存在。这里所谓“域”,意味着通过相应的特定链接块形成的压实的晶体、晶体或者无定形区域,例如(_Μ-0-)η链接。术语“共聚物”指的是2个或多个不同单体的聚合物。“(甲基)丙烯酸酯”指的是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,且“(甲基)丙烯酸”指的是丙烯酸和甲基丙烯酸。这里所采用的术语“侧基”指的是连接至聚合物主链但不形成为其中一部分的基团。术语“低聚物”指的是二聚体、三聚体、四聚体以及其它可进一步固化的较低分子量的材料。术语“聚合物”包括术语“低聚物”。“支链”聚合物包括星形聚合物和树枝状聚合物。“烷基”指的是线性、枝状、环状烷基。冠词“一”和“一个”表示单数和复数。本专利技术用于形成含氧金属硬掩模层的组合物包括有机金属化合物;表面能为20-40erg / cm2的表面处理剂,其包含选自羟基、被保护的羟基、被保护的羧基及它们的混合物的表面处理基团;和溶剂。任意适合形成含氧金属硬掩模层的有机金属化合物均可适用于本专利技术。这种有机金属化合物可成膜且典型地为聚合物(例如低聚物),但也可能是非聚合物。这种有机金属化合物可包含一种金属,或者可包含两种或多种不同金属。即,例如低聚物的单个有机金属化合物,可以仅有一个金属成分,或者可包含2种或多种不同金属成分。或者,有机金属化合物的混合物,每个可以用一个金属成分,可用来沉积混合金属膜。优选的,有机金属化合物包含单个金属成分的一个或多个原子,而不是不同金属品种。适宜用于所述有机金属化合物的金属为元素周期表中第3族至第14族的任意金属。优选的,所述金属选自第4、5、6和13族,更优选自第4、5、6族。优选的金属包括钛、锆、铪、钨、钽、钥和铝,更优选钛、锆、铪、钨、钽和钥。用于所述组合物中的一类合适有机金属化合物为公式(I)的金属氧化物低聚物【权利要求】1.一种组合物,所述组合物包括: 有机金属化合物; 表面能为20-49erg / cm2的表面处理聚合物,所述表面处理聚合物包含选自羟基、被保护的羟基、被保护的羧基及其混合的表面处理基团;和溶剂。2.权利要求1的组合物,其中所述有机金属化合物选自: (i)公式⑴的化合物 3.权利要求1的组合物,其中所述表面处理聚合物包括被保护的羧基。4.权利要求3的组合物,其中所述被保护的羧基包括具有季碳的酯,所述季碳与酯基的烷氧原子直接相连。5.权利要求1的组合物,其中所述表面处理聚合物包括作为聚合单元的一种或多种含表面处理基团的单体,所述表面处理基团选自羟基、被保护的羟基、被保护的羧基和它们的混合物。6.权利要求1的组合物,其中所述表面处理聚合物的含量为0.5-50wt%,以组合物的重量为基准。7.权利本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种组合物,所述组合物包括:有机金属化合物;表面能为20‑49erg/cm2的表面处理聚合物,所述表面处理聚合物包含选自羟基、被保护的羟基、被保护的羧基及其混合的表面处理基团;和溶剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:D·王P·特雷福纳斯三世山田晋太郎K·M·奥康纳
申请(专利权)人:罗门哈斯电子材料有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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