有机锡氧化物氢氧化物图案化组合物、前驱物及图案化制造技术

本发明专利技术描述了用于形成基于金属氧化物氢氧化物化学的高分辨率微影图案化涂层的有机金属前驱物。该前驱物组合物通常包含在适当条件下可易于被水蒸气或其他OH源组合物水解的配位体。该有机金属前驱物通常包含对锡的辐射敏感的有机配位体，其可产生在相对较低辐射剂量下对高分辨率图案化有效，且特别适用于EUV图案化的涂层。该前驱物组合物在商业适合条件下易于处理。可利用原位水解或基于蒸气的沉积的溶液的相处理来形成涂层。的溶液的相处理来形成涂层。的溶液的相处理来形成涂层。

【技术实现步骤摘要】
有机锡氧化物氢氧化物图案化组合物、前驱物及图案化
[0001]分案申请
[0002]本申请为申请号201680060193.7、申请日2016年10月12日、题为“有机锡氧化物氢氧化物图案化组合物、前驱物及图案化”的分案申请。
[0003]相关申请的交叉引用
[0004]本申请要求了Meyers等人于2015年10月13日提交的名称为“具有前体气相沉积的有机锡氧化物氢氧化物图案化组合物(Organotin Oxide Hydroxide Patterning Compositions With Precursor Vapor Deposition)”的共同待审的美国临时专利申请62/240,812的优先权，还要求了Cardineau等人于2月19日提交的名称为“用于有机锡氧化物氢氧化物光刻胶膜的前体组合物(Precursor Compositions for Organotin Oxide Hydroxide Photoresist Films)”的共同待审的美国临时专利申请62/297,540的优先权，这两个申请通过引用并入本文。


[0005]本专利技术涉及可经涂布和经原位水解以形成包含有机锡氧化物氢氧化物的涂层的前驱物组合物。本专利技术进一步涉及辐射敏感有机锡氧化物氢氧化物涂层，其可用UV光、EUV光或电子束辐射来有效地图案化以形成具有低线宽粗糙度的高分辨率图案。

技术介绍

[0006]对于基于半导体的器件以及其他电子器件或其他复杂精细结构的形成，材料通常经图案化以整合结构。因此，通常通过依序沉积的迭代过程和蚀刻步骤(图案化通过该等步骤由各种材料形成)来形成该结构。以这种方式，可将大量器件形成至较小区域中。本领域中的一些发展可涉及减小器件的占据面积，其对于提高效能是令人满意的。
[0007]可将有机组合物用作辐射图案化抗蚀剂以使得使用辐射图案来更改与图案对应的有机物组合物的化学结构。举例而言，用于图案化半导体晶片的过程可能需要从有机辐射敏感材料的薄膜微影转印所需的影像。抗蚀剂的图案化通常涉及若干步骤，该等步骤包括将抗蚀剂暴露于所选能量源(诸如通过光罩)以记录潜影，且接着显影并移除所选抗蚀剂区域。对于正抗蚀剂，转换暴露的区域以使此类区域可选择性地移除，而对于负抗蚀剂，未暴露区域更易于移除。
[0008]一般而言，可采用辐射、反应气体或液体溶液来显影图案以移除抗蚀剂的选择性敏感部分，而抗蚀剂的其他部分充当保护性耐蚀刻层。液体显影剂对显影该潜影可尤其有效。可通过保护性抗蚀剂层的其余区域中的窗或空隙选择性地蚀刻基板。替代性地，可通过保护性抗蚀剂层的剩余区域中的显影窗口或空隙将材料沉积至底层基板的暴露区域中。最后，移除保护性抗蚀剂层。可重复该过程以形成图案化材料的额外层。可使用化学气相沉积、物理气相沉积或其他所需方法来沉积该材料。可使用额外处理步骤，诸如沉积导电材料或注入掺杂剂。在微米和纳米制造的领域中，集成电路的特征大小已变得极小以获得高整合密度并改良电路功能。

技术实现思路

[0009]在第一方面中，本专利技术涉及一种涂层溶液，其包含有机溶剂、第一有机金属组合物和具有可水解配位体金属键的金属化合物。在一些实施例中，第一有机金属组合物可由下式表示：式R
z
SnO
(2
‑
(z/2)
‑
(x/2))
(OH)
x
，其中0<z≤2且0<(z+x)≤4；式R
n
SnX4‑
n
，其中n＝1或2，或其混合物，其中R为具有1至31个碳原子的烃基，且X为具有可水解M
‑
X键的配位体。可水解金属化合物可由式MX'
n
表示，其中M为选自元素周期表的第2族至第16族的金属，X'为具有可水解M
‑
X'键的配位体或其组合，且n由金属价态和配位体电荷决定。
[0010]在另一方面中，本专利技术涉及一种涂层溶液，其包含有机溶剂，相对于总金属含量至少约10摩尔百分比的第一有机金属组合物，且相对于总金属含量至少10摩尔百分比的第二有机金属组合物。在一些实施例中，第一有机金属组合物可由下式表示：式R
z
SnO
(2
‑
(z/2)
‑
(x/2))
(OH)
x
，其中0<z≤2且0<(z+x)≤4；式R
n
SnX4‑
n
，其中n＝1或2，或其混合物，其中R为烃基且Sn
‑
X为可水解化学键。第二有机金属组合物可由式R'
y
SnX'4‑
y
表示，其中y＝1或2，其中R'为与R不同的烃基，且X'为与X相同或不同的具有可水解Sn
‑
X'键的配位体。
[0011]在另一方面中，本专利技术涉及于一种用于形成可辐射图案化涂层的方法，该方法包含将基板上的前驱物涂层暴露于水蒸气，其中该前驱物涂层包含第一有机金属组合物和第二可水解组合物。第一有机金属组合物可由下式表示：式R
z
SnO
(2
‑
(z/2)
‑
(x/2)
(OH)
x
，其中0<z≤2且0<(z+x)≤4；或R'
n
SnX4‑
n
，其中n＝1或2，且R和R'独立地为具有1至31个碳原子的烃基。第二可水解组合物可为：由式R”y
SnX'4‑
y
表示的第二有机金属组合物，其中y＝1或2且R”与R'不同且X'为与X相同或不同的具有可水解Sn
‑
X'键的配位体；或无机组合物MLv，其中v为2≤v≤6且L为具有与X和X'相同或不同的可水解M
‑
L键的配位体。在一些实施例中，暴露步骤导致前驱物涂层化合物水解以形成涂层，该涂层包含((R或R')
a
R”b
)SnO
(2
‑
((a+b)/2)
‑
(w/2))
(OH)
w
，其中0<(a+b)≤2且0<(a+b+w)<4；或包含y((R或R')
a
R”b
)SnO
(2
‑
((a+b)/2)
‑
(w/2))
(OH)
w
·
z MO
((m/2)
‑
l/2)
(OH)
l
，其中0<(a+b)≤2，0<(a+b+w)<4，m＝M
m+
的形式价态(formal valence)，0≤l≤m，y/z＝(0.05至0.6)，且M＝M'或Sn，其中M'为周期表的第2族至第16族的非锡金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于形成可辐射图案化涂层的方法，所述可辐射图案化涂层包含具有金属阳离子的氧代
‑
羟基网状结构，所述金属阳离子具有含有金属碳键和金属氧键的有机配位体，所述方法包含将包含一组合物的第一前驱物蒸气输入至经封闭与环境氛围隔离的沉积腔室中，所述组合物由式R
n
SnX4‑
n
表示，其中n＝1或2，其中R为具有结合至Sn的1
‑
31个碳原子含有金属
‑
碳键的有机配位体，且X为具有与Sn的可水解键的配位体，和依序或同时输入第二前驱物蒸气，所述第二前驱物蒸气包含能够在所述沉积腔室中的条件下与所述第一前驱物蒸气中的组合物反应的含氧化合物，以形成具有以下组分的组合物：包含具有X配合基或配位体的反应产物的非挥发性组分和挥发性组分，其中基板配置有一表面以接收所述组合物的非挥发性组分。2.根据权利要求1所述的方法，其中该第二前驱物蒸气包含水蒸气。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积腔室具有0.01托至25托的压力。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中所述沉积腔室具有40℃至175℃的温度。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中，将所述第一前驱物蒸气的输入和所述第二前驱物蒸气的输入重复至少一次以具有第二沉积循环。6.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其进一步包括在输入前驱物蒸气的各循环之间输入惰性冲洗气体的步骤。7.根据权利要求6的方法，其中所述惰性冲洗气体是氮气或氩气。8.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中分别将第三前驱物输入至所述腔室中，所述前驱物包含ML
v
，其中v为2≤v≤6且L为可氧化配位体或具有可水解M
‑
L键的配位体或其组合，且M为选自周期表的第2族至第16族的金属。9.根据权利要求1或3所述的方法，其中所述含氧化合物包括水蒸气、过氧化氢、臭氧、氧气、醇或其组合。10.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，还包括调节沉积腔室中的压力。11.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中输入第一前驱物蒸气包括产生第一前驱物蒸气流，从包含第一前驱物组合物的液体产生气溶胶，将液体注入汽化腔室，闪蒸所述第一前驱物蒸汽的组合物，和/或使惰性载气鼓泡通过包含第一前驱物蒸气的组合物的液体，其中形成第一前驱物蒸气，并且其中在输入步骤之后通过CVD工艺形成可辐射图案化薄膜。12.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中输入第二前驱物蒸气包括产生第二前驱物蒸气流，从包含第一前驱物组合物的液体产生气溶胶，将液体注入汽化腔室，闪蒸第一前驱物蒸气的组合物，和/或使惰性载气鼓泡通过包含第一前驱物蒸气的组合物的液体，其中形成第一前驱物蒸气，并且其中在输入步骤之后通过CVD...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：因普里亚公司，
类型：发明
国别省市：