用金属或陶瓷材料硬化的图案制造技术

本发明专利技术涉及用金属或陶瓷材料硬化的图案。在第一方面中，本发明专利技术涉及一种图案化的结构，其包括：i)基片(100)，ii)位于该基片(100)顶部的第一层(200)，其包括填充材料(220，240)和引导材料(210，230)，其中至少该第一层(200)的顶表面包括一个或多个填充材料(220，240)区域和一个或多个引导材料(210，230)区域，和iii)位于该第一层(200)顶部的第二层(300)，其包括第一材料(330)的图案，该图案与下层的一个或多个引导材料(210，230)区域对齐或不对齐；其中该第一材料(330)包含金属或陶瓷材料，其中该引导材料(210，230)和填充材料(220，240)都包含或都不包含该金属或陶瓷材料。

【技术实现步骤摘要】
用金属或陶瓷材料硬化的图案
本专利技术涉及图案化结构，例如用于半导体工业中的图案化结构，具体涉及用金属或陶瓷材料硬化的图案化结构。
技术介绍
已经有人提议使用图案化材料，例如通过嵌段共聚物的定向自组装(DSA)获得的材料，来制造蚀刻掩模。关于嵌段共聚物的DSA众所周知的是，其使用亚层(sublayer)中的引导特征(guidingfeature)来引导嵌段共聚物膜形成的方向。嵌段共聚物组分在亚层上自组装之后，可选择性地去除一种聚合物嵌段，使留下的另一种嵌段形成所需的图案。随后可将这种图案化的嵌段用作蚀刻掩模从而将图案转移到下层基片(100)中；例如用于半导体制造中，例如用于制造动态随机存储器(DRAM)器件中。但是据报道，经DSA图案化的嵌段共聚物线条尚且不能满足半导体工业对于线条边缘粗糙度的技术规范要求，即，对于图案特征侧壁的实际形状及其预期形状之间的偏差的度量(通常量化为相对于预期形状的标准偏差的三倍)，也不能满足对于线条宽度粗糙度的技术规范要求，即，对于图案特征的实际宽度及其预期宽度之间的偏差的度量(通常量化为相对于宽度的标准偏差的三倍)。为了提高嵌段共聚物的蚀刻选择性，开发了被称为顺序渗透合成(SIS)的新方法，该方法通过用无机材料对其注入来选择性地硬化嵌段共聚物中的一种片段(section)。在SIS的一种实例中，在基片上自组装苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PS-b-PMMA)以形成嵌段共聚物片段图案。然后引入三甲基铝(TMA)无机前体并渗透PMMA但不与PS反应。随后，引入氧化剂如水来结束反应，从而在PMMA中附着TMA的位置处形成氧化铝无机材料。这种前体渗透和无机材料形成通常重复进行直至达到所需程度的注入。最后，去除PS，留下基本复制PMMA原始图案但经无机材料硬化的图案。与初始聚合物片段相比，这种硬化通常提高线条边缘粗糙度、线条宽度粗糙度和耐蚀刻性，因此使得经硬化的图案成为更合适的蚀刻掩模。但是，在PS去除和图案转移之后，通常会在转移后的图案中观察到间距位移(pitchwalking)，即，相对于原始间距的间距系统性和周期性改变，从而导致进一步转移到该基片中的其他图案不同于原始图案。在本领域中仍然需要图案化的结构及其制造方法，这些结构包括的经硬化的材料的图案能更正确地被转移到下层中。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供优良结构以及在尽可能减少图案变化或转移的同时使第一材料图案硬化的方法。本专利技术的一些实施方式的一个优点是，消除或至少减少了图案特征的倾覆(例如弯曲或倒塌)或间距位移。本专利技术的一些实施方式的一个优点是，可使用自组装材料来构成图案。本专利技术的一些实施方式的一个优点是，可使图案与下层中的引导特征对齐(不对齐)。本专利技术的一些实施方式的一个优点是，所得的图案适用作对下层基片进行图案化的蚀刻掩模。通过根据本专利技术的方法和器件实现了以上目的。在第一方面中，本专利技术涉及一种图案化结构，其包括：i.基片(100)，ii.位于基片(100)顶部的第一层(200)，其包括填充材料(220，240)和引导材料(210，230)，其中至少第一层(200)的顶表面包括一个或多个填充材料(220，240)的区域以及一个或多个引导材料(210，230)的区域，以及iii.位于第一层(200)顶部的第二层(300)，其包括第一材料(330)的图案，该图案与下层的一个或多个引导材料(210，230)的区域对齐或不对齐；其中第一材料(330)包含金属或陶瓷材料，并且其中引导材料(210，230)和填充材料(220，240)都包含或都不包含该金属或陶瓷材料。在第二方面中，本专利技术涉及获得上述图案化结构的方法，其包括：a.提供基片(100)，b.在该基片(100)顶部形成包括填充材料(220)和引导材料(210)的第一层(200)，其中至少该第一层(200)的顶表面包括一个或多个填充材料(220)的区域和一个或多个引导材料(210)的区域，以及c.在该第一层(200)顶部形成包括第一材料(310)图案的第二层(300)，该图案可与下层的一种或多种引导材料(210)的区域对齐或不对齐，以及d.将金属或陶瓷材料注入第一材料(310)，这种注入方式使得引导材料(210，230)和填充材料(220，240)都被该金属或陶瓷材料注入或不都被注入。在所附的独立和从属权利要求中提出了本专利技术的具体且优选的方面。从属权利要求中的特征可与独立权利要求中的特征以及其他从属权利要求中的特征组合，可适当组合而不需在权利要求中明确指出。虽然在本领域中一直存在对器件的改进、变化和发展，但是专利技术人相信，本专利技术代表着本质上新颖的改进，并且不同于之前的实践，能提供更有效、稳定且可靠的此类器件。通过以下详细说明，并结合举例说明本专利技术原理的附图，本专利技术以上和其他的特性、特征和优点将是显而易见的。本说明书仅供示例，而非限制本专利技术的范围。以下引用的附图标记针对附图使用。附图说明图1至8显示根据本专利技术的一种实施方式获得并使用图案化结构的步骤顺序的示意图。图9至12显示对比现有技术方法和本专利技术一种实施方式的示意图。图13和14显示根据现有技术的结构和根据本专利技术的结构的自顶向下CD-SEM和横截面X-SEM图。在不同的附图中，使用相同的附图标记表示相同或类似的元件。具体实施方式以下参考一些具体实施方式并参考附图描述本专利技术，但本专利技术并不限于此而是由权利要求书限制。所述附图仅为示例性而非限制性的。在附图中，一些元件的尺寸可能夸张，而且为了说明目的并未按比例绘制。其尺寸和相对尺寸并不对应于实施本专利技术的实际缩影。而且，说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等用于区别类似要素而不一定描述时间、空间、级别或任意其他方式的顺序。应理解这样使用的术语可以在适当情况下相互交换，并且本文所述的本专利技术一些实施方式能以不同于本文所述或所示的其他顺序进行。而且，说明书和权利要求书中的术语“顶”、“底”、“上”、“下”等用于说明目的而不一定描述相对位置。应理解这样使用的术语可以在适当情况下相互交换，并且本文所述的本专利技术一些实施方式能以不同于本文所述或所示的其他取向进行。应注意权利要求书中使用的术语“包括(包含)”不应理解为限定在其后所列的方式；其不排除其他要素或步骤。因此其应理解为指出声明的特征、整数、步骤或组分的存在，但并不排除另外的一种或多种其他特征、整数、步骤或组分、或其组合的存在。因此“某器件包括A和B”的表述的范围不应限于该器件仅由部件A和B构成。就本专利技术而言，其表示该器件的相关部件仅为A和B。类似地应理解，在对本专利技术的示例性实施方式进行说明时，为了简化说明书并有助于理解本专利技术的一个或多个不同方面，本专利技术的各种特征有时候组合在单独一种实施方式、一张附图、或其说明书中。但是本专利技术的这种方法不应理解为反映了要求权利的本专利技术需要超过各权利要求中明确引述的更多特征的意图。相反，如同以下权利要求书反映的，本专利技术的一些方面不一定存在于单独一种实施方式的全部特征中。因此，权利要求书明确结合说明书，各权利要求独立代表本专利技术的单独一种实施方式。而且，虽然本文所述的一些实施方式包括另一些实施方式中所包括的一些但非全部特征，但一些不同实施方式的特征的组合意味着包括在本专利技术范围之内，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案化结构，其包括：i.基片(100)，ii.位于该基片(100)顶部的第一层(200)，其包括填充材料和引导材料，其中至少该第一层(200)的顶表面包括一个或多个填充材料区域和一个或多个引导材料区域，以及iii.位于该第一层(200)顶部的第二层(300)，其包括第一材料(330)的图案，该图案与下层的一个或多个引导材料区域对齐或不对齐；其中该第一材料(330)包含金属或陶瓷材料，其中该引导材料和填充材料都包含或都不包含该金属或陶瓷材料。

【技术特征摘要】
2016.02.19 EP 16156539.51.一种图案化结构，其包括：i.基片(100)，ii.位于该基片(100)顶部的第一层(200)，其包括填充材料和引导材料，其中至少该第一层(200)的顶表面包括一个或多个填充材料区域和一个或多个引导材料区域，以及iii.位于该第一层(200)顶部的第二层(300)，其包括第一材料(330)的图案，该图案与下层的一个或多个引导材料区域对齐或不对齐；其中该第一材料(330)包含金属或陶瓷材料，其中该引导材料和填充材料都包含或都不包含该金属或陶瓷材料。2.如权利要求1所述的图案化结构，其特征在于，所述第一材料(330)的图案包括平行线条，其中该第二层(300)包括与其他材料(320)的平行线条和/或与空隙交替的这些平行线条。3.如权利要求1或2所述的图案化结构，其特征在于，所述第一材料(330)的图案包括第一部分自组装材料，且如存在，该其他材料(320)包括第二部分自组装材料。4.如权利要求3所述的图案化结构，其特征在于，所述自组装材料是嵌段共聚物，其中该第一部分是该嵌段共聚物的一种嵌段，其中该第二部分是该嵌段共聚物的另一种嵌段。5.如权利要求3或4所述的图案化结构，其特征在于，存在所述其他材料(320)，其中若该图案与下层的一个或多个引导材料区域对齐，则该引导材料对第一部分自组装材料的浸润亲和性大于对第二部分自组装材料的浸润亲和性，其中若该图案不与下层的一个或多个引导材料区域对齐，则该引导材料对第一部分自组装材料的浸润亲和性小于对第二部分自组装材料的浸润亲和性。6.如权利要求5所述的图案化结构，其特征在于，所述图案与下层的一个或多个引导材料区域对齐，其中该引导材料和第一部分自组装材料包含相同的材料或该相同材料的衍生物。7.如权利要求3-6中任一项所述的图案化结构，其特征在于，若该图案与下层的一个或多个引导材料区域对齐，则该第一材料(330)对该引导材料的亲和性大于对该填充材料的亲和性，其中若该图案不与下层的一个或多个引导材料区域对齐，则该第一材料(330)对该填充材料的亲和性大于对该引导材料的亲和性。8.如权利要求7所述的图...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·T·陈，A·辛格，S·萨严，
申请(专利权)人：IMEC非营利协会，鲁汶天主教大学，
类型：发明
国别省市：比利时,BE