用于在处理具有50nm或更小的线距尺寸的图案化材料时避免图案塌陷的包含氨活化硅氧烷的组合物制造技术

一种非水性组合物，其包含：(a)有机质子溶剂，(b)氨，和(c)至少一种式I或II的添加剂，其中：R1为H；R2选自H、C1‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在处理具有50nm或更小的线距尺寸的图案化材料时避免图案塌陷的包含氨活化硅氧烷的组合物
[0001]本专利技术涉及一种用于抗图案塌陷处理的组合物，其用于制造集成电路器件、光学器件、微机械和机械精密器件的用途和方法。
[0002]专利技术背景
[0003]在制造具有LSI、VLSI和ULSI的IC的工艺中，通过光刻技术产生图案化材料层，例如图案化光致抗蚀剂层、包含氮化钛、钽或氮化钽或由其组成的图案化阻挡材料层、包含例如交替的多晶硅和二氧化硅或氮化硅层的叠层或由其组成的图案化多叠层材料层，以及包含二氧化硅或低k或超低k介电材料或由其组成的图案化介电材料层。现今，该图案化材料层包括尺寸甚至低于22nm且具有高纵横比的结构。
[0004]然而，不管曝光技术如何，小图案的湿化学处理都涉及多个问题。随着技术进步和尺寸要求变得越来越严格，要求图案在衬底上包括相对薄和高的结构或器件结构的特征，即具有高纵横比的特征。这些结构可能遭受弯曲和/或塌陷，特别是在旋转干燥工艺期间，由于化学漂洗和旋转干燥工艺中剩余的并被设置在相邻的图案化结构之间的漂洗溶液体去离子水的液体或溶液的过度毛细管力而遭受弯曲和/或塌陷。
[0005]由于尺寸的缩小，为了获得无缺陷的图案化结构而移除颗粒和等离子体蚀刻残留物也成为关键因素。这不仅适用于光致抗蚀剂图案，而且适用于在光学器件、微机械和机械精密器件的制造期间产生的其他图案化材料层。
[0006]WO 2012/027667A2公开了一种通过使高纵横比特征的表面与添加剂组合物接触以产生改性表面来改性高纵横比特征的表面的方法，其中当漂洗溶液与改性表面接触时，作用于高纵横比特征的力被充分地最小化，以至少在移除漂洗溶液期间或至少在干燥高纵横比特征期间防止高纵横比特征的弯曲或塌陷。改性表面的接触角应为约70
‑
约110度。除了许多其他类型的酸、碱、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂以外，还公开了一些硅氧烷型表面活性剂。描述了各种溶剂，包括乙二醇、异丙醇、乙酸1
‑
甲氧基
‑2‑
丙酯、乙酸异丙酯、碳酸乙酯、二甲亚砜和己烷。
[0007]WO 2014/091363A1公开了一种水基组合物，其包含疏水剂与表面张力为10
‑
35mN/m的表面活性剂的组合，该表面活性剂除了其他类型的表面活性剂以外，还可为硅氧烷型表面活性剂。所述水基组合物优选不含有机溶剂。
[0008]WO 2019/086374公开了一种包含硅氧烷型添加剂的水基抗图案塌陷溶液。
[0009]US 2018/0254182中公开了在使用具有由聚氯乙烯制成的构件的液体接触部的期间进行处理目标如无机图案和树脂图案的表面处理时，能够使处理目标的表面高度疏水化(甲硅烷基化)且同时抑制聚氯乙烯的劣化的表面处理用组合物中使用硅烷如六甲基二硅氮烷。
[0010]然而，这些组合物在亚50nm结构中仍然遭受高的图案塌陷。
[0011]本专利技术的目的是提供一种制造50nm及更小节点，特别是32nm及更小节点，尤其是22nm及更小节点的集成电路的方法，该方法不再显示出现有技术制造方法的缺点。
[0012]特别地，本专利技术的化合物将允许化学漂洗包含具有高纵横比和50nm及更小，特别
是32nm及更小，尤其是22nm及更小的线距(line
‑
space)尺寸的图案化材料层，而不引起图案塌陷。
[0013]专利技术概述
[0014]本专利技术通过使用包含有机溶剂与本文所述的硅氧烷型非离子添加剂的组合的非水性组合物完全避免了现有技术的所有缺点。
[0015]本专利技术的第一个实施方案是一种非水性组合物，其包含：
[0016](a)有机质子溶剂，
[0017](b)氨，和
[0018](c)至少一种式I或II的添加剂：
[0019][0020][0021]其中：
[0022]R1为H；
[0023]R2选自H、C1‑
C
10
烷基、C1‑
C
10
烷氧基、C6‑
C
10
芳基和C6‑
C
10
芳氧基；
[0024]R3选自R2；
[0025]R4选自C1‑
C
10
烷基、C1‑
C
10
烷氧基、C6‑
C
10
芳基和C6‑
C
10
芳氧基；
[0026]R
10
、R
12
独立地选自C1‑
C
10
烷基和C1‑
C
10
烷氧基；
[0027]m为1、2或3；
[0028]n为0或1
‑
100的整数。
[0029]令人惊讶地发现，当用于清洁时，本专利技术的包含至少一个与Si原子键合的H原子的添加剂提供了比完全取代的添加剂更好的图案塌陷率。
[0030]本专利技术的另一个实施方案是一种成套包装，其包含(a)溶解在有机质子溶剂中的氨，和(b)至少一种如本文所定义的式I添加剂。
[0031]本专利技术的又一个实施方案是本文所述的组合物用于处理具有图案化材料层的衬底的用途，所述图案化材料层具有50nm或更小的线距尺寸、大于或等于4的纵横比，或其组合。
[0032]本专利技术的又一个实施方案是一种制造集成电路器件、光学器件、微机械和机械精密器件的方法，所述方法包括以下步骤：
[0033](1)提供具有图案化材料层的衬底，所述图案化材料层具有50nm或更小的线距尺
寸、大于或等于4的纵横比，或其组合，
[0034](2)使所述衬底与根据权利要求1
‑
10中任一项所述的组合物接触至少一次，和
[0035](3)从与所述衬底的接触中移除所述非水性组合物。
[0036]包含有机质子溶剂(优选醇)和已被氨活化的H
‑
硅烷的组合的组合物特别适用于抗图案塌陷处理包含具有50nm或更小，特别是32nm或更小，最特别是22nm或更小的线距尺寸的图案的衬底。此外，本专利技术的组合物特别适用于大于或等于4的纵横比而不引起图案塌陷。最后但并非最不重要的，由于使用质子有机溶剂和任选的烷烃作为溶剂，该组合物与包含聚氯乙烯的衬底具有优异的相容性。
[0037]必须指出的是，包含有机极性溶剂与被氨活化的H
‑
硅烷的组合的清洁或漂洗溶液通常可用于避免光致抗蚀剂结构以及具有高纵横比堆叠(HARS)的非光致抗蚀剂图案(特别是包含具有交替多晶硅和二氧化硅或氮化硅层的堆叠或由其组成的图案化多堆叠材料层)的图案塌陷。
[0038]专利技术详述
[0039]本专利技术涉及一种组合物，其特别适于制造包含亚50nm尺寸特征的图案化材料，所述特征例如为集成电路(IC)器件、光学器件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水性组合物，其包含：(a)有机质子溶剂，(b)氨，和(c)至少一种式I或II的添加剂：其中：R1为H；R2选自H、C1‑
C
10
烷基、C1‑
C
10
烷氧基、C6‑
C
10
芳基和C6‑
C
10
芳氧基；R3选自R2；R4选自C1‑
C
10
烷基、C1‑
C
10
烷氧基、C6‑
C
10
芳基和C6‑
C
10
芳氧基；R
10
、R
12
独立地选自C1‑
C
10
烷基和C1‑
C
10
烷氧基；m为1、2或3；n为0或1
‑
100的整数。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述有机质子溶剂为直链或支化C1‑
C
10
烷醇，优选异丙醇。3.根据权利要求2所述的组合物，其中氨的浓度为0.1
‑
约8重量％，优选为0.5
‑
2重量％。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，进一步包含第二溶剂，所述第二溶剂选自直链、支化或环状C5‑
C
12
烷烃，优选选自己烷、庚烷和辛烷。5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述非水性组合物中的水含量低于0.1重量％。6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述非水性组合物基本上由所述有机质子溶剂、任选的C5‑
C
12
烷烃、所述至少一种式I或II的添加剂、氨，及其反应产物组成。7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述至少一种式I或II的添加剂以0.005
‑
12重量％，优选0.05
‑
10重量％的浓度存在。8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述至少一种添加剂为式I的化合物，其中n为0、1或2，优选为0或1。9.根据前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：高齐岳，沈美卿，魏圣轩，D，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：