用于EUV光刻的底层制造技术

提供了用作EUV硅硬掩膜层的新型光刻组合物。本发明专利技术提供了制造微电子结构的方法以及使用EUV光刻工艺而由此形成的结构。该方法包括利用光刻胶层正下方的硅硬掩膜层。硅硬掩膜层可以直接施涂于基板，也可以施涂于任何可施涂于基板的中间层。优选的硅硬掩膜层由可旋涂的聚合组合物形成。本发明专利技术的方法提高了粘附并减少或消除了图案塌陷问题。少或消除了图案塌陷问题。少或消除了图案塌陷问题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于EUV光刻的底层
[0001]专利技术背景
[0002]相关申请
[0003]本申请要求2019年8月21日提交的专利技术名称为“用于EUV光刻的底层”的美国临时专利申请系列号62/889,964的优先权，其通过引用全文纳入本文。
专利

[0004]本专利技术总体上涉及使用EUV(极紫外)光刻技术来制造微电子结构的方法。
[0005]相关领域描述
[0006]随着半导体工业继续遵循摩尔定律，不断减小特征尺寸的需求要求使用更薄的膜来防止图案塌陷(pattern collapse)。更薄的膜会需要使用硬掩膜将图案转印到基板上。极紫外(“EUV”)曝光有望成为单次曝光光刻实现7nm及以上节点所需的临界尺寸(“CD”)目标的首选方法。然而，EUV光刻受到许多问题的阻碍，这些问题包括低通量、随机效应和粘附问题。
[0007]由含碳层、含硅层和光刻胶组成的传统三层堆叠物往往会出现光刻胶和硅底层之间粘附性差、或硅硬掩膜(“Si
‑
HM”)层由于为改善粘附所进行的改变而蚀刻速率低的问题。旋涂硅硬掩膜能够向光刻胶提供更好的粘附、并且具有高蚀刻速率，这将提供一种对改进光刻效果和加工时间极为友好的解决方案。
[0008]专利技术概述
[0009]本专利技术广义上涉及硅硬掩膜组合物以及在EUV工艺中使用这些组合物的方法。
[0010]在一个实施方式中，本专利技术提供了一种结构的形成方法。该方法包括：提供基板，该基板任选地包括其上的一个或多个中间层。在基板上或在一个或多个中间层(如果存在)上施涂组合物，以形成硅硬掩膜层。该组合物包含聚硅氧烷，该聚硅氧烷包含：
[0011]粘附促进单体，其具有选自以下一种或两种的结构：
[0012][0013]其中：
[0014]每个R独立地选自C1～约C6烷基和氢，
[0015]n为1～约6，
[0016]每个X独立地选自环氧丙氧基、环氧、环氧环烷基、琥珀酸酐、乙酰胺和异氰脲酸酯部分；以及
[0017]一种或两种以下单体：
[0018]表面改性单体，其具有选自以下一种或两种的结构：
[0019][0020]其中：
[0021]每个R1独立地选自C1～约C6烷基和C6～约C
20
芳基，
[0022]每个R2独立地选自C1～约C6烷基和氢，
[0023]每个R3独立地选自C1～约C6烷基和氢，
[0024]m为1～约6，
[0025]每个Y独立地选自乙酰氧基、酯和芳基部分，以及
[0026]致密化单体，其具有选自以下一种、两种或三种的结构：
[0027][0028]其中每个R4独立地选自C1～约C6烷基和氢。
[0029]任选地在硅硬掩膜层上形成六甲基二硅氮烷底漆层。在六甲基二硅氮烷底漆层(如果存在)上形成光刻胶层，或者如果不存在六甲基二硅氮烷底漆层则在硅硬掩膜层上形成光刻胶层，以及对光刻胶层的至少一部分进行EUV辐射。
[0030]在另一个实施方式中，该方法包括：提供基板，该基板任选地包括其上的一个或多个中间层。在基板上或在一个或多个中间层(如果存在)上施涂组合物，以形成硅硬掩膜层。该组合物包含聚硅氧烷，该聚硅氧烷包含：
[0031]粘附促进单体，其包含环氧官能化三烷氧基硅烷、酸酐官能化三烷氧基硅烷、乙酰胺基官能化三烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷基异氰脲酸酯及其混合物，以及一种或两种以下单体：
[0032]四烷氧基硅烷；和
[0033]选自二烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷及其组合的表面改性单体；
[0034]任选地在硅硬掩膜层上形成六甲基二硅氮烷底漆层。在六甲基二硅氮烷底漆层(如果存在)上形成光刻胶层，或者如果不存在六甲基二硅氮烷底漆层则在硅硬掩膜层上形成光刻胶层。对光刻胶层的至少一部分进行EUV辐射。
附图说明
[0035]图(Fig.)1是硅硬掩膜1(实施例1)的FTIR光谱；
[0036]图2是示出在硅硬掩膜5(实施例5)上测出的交联温度的曲线图；以及
[0037]图3是示出实施例9中所测试的样品的EUV光刻胶聚焦曝光量矩阵(“FEM”)测量值的表。
[0038]专利技术详述
[0039]更详细而言，本专利技术提供了硅硬掩膜组合物以及使用这些组合物利用EUV(即，小于约20nm且通常约13.5nm的波长)光刻工艺来形成微电子结构的方法。
[0040]硅硬掩膜组合物
[0041]1.用于组合物中的聚合物
[0042]优选的聚合物为聚硅氧烷，其包括一种或多种的粘附促进单体和一种或两种以下单体：(1)一种或多种的表面改性单体；和/或(2)一种或多种的致密化单体。
[0043]优选的粘附促进单体产生包含具有选自一种或两种以下结构的重复单元的聚合物：
[0044][0045]其中：
[0046]每个R独立地选自C1～约C6烷基(优选C1～约C3烷基)和氢；
[0047]n为1～约6，更优选1～约3；以及
[0048]每个X独立地选自环氧丙氧基、环氧、环氧环烷基(优选C3～约C
10
环烷基，并优选C1～约C6环烷基)、琥珀酸酐、乙酰胺和异氰脲酸酯部分。
[0049]优选的表面改性单体产生包含具有选自一种或两种以下结构的重复单元的聚合物：
[0050][0051]其中：
[0052]每个R1独立地选自C1～约C6烷基(优选C1～约C3烷基)和C6～约C
20
芳基(优选C6～约C
14
芳基)；
[0053]每个R2独立地选自C1～约C6烷基(优选C1～约C3烷基)和氢；
[0054]每个R3独立地选自C1～约C6烷基(优选C1～约C3烷基)和氢；
[0055]m为1～约6，更优选1～约3；以及
[0056]每个Y独立地选自乙酰氧基、酯和芳基部分。对于Y优选的芳基部分为C6～约C
20
、更
优选C6～约C
14
、最优选C6。
[0057]优选的致密化单体产生包含具有选自一种、两种或三种以下结构的重复单元的聚合物：
[0058][0059]其中每个R4独立地选自C1～约C6烷基(优选C1～约C3烷基)和氢。
[0060]应当了解，可调整单体的比率和载量以提供最终组合物的适宜性质。可以调整特性以适应各种光刻胶类型、特征尺寸和特征类型(线/空间、接触孔等)。
[0061]在一个实施方式中，聚硅氧烷中粘附促进单体或重复单元的摩尔百分比优选为约2％～约50％，更优选为约5％～约35％，进一步优选为约10％～约20％。表面改性单体的摩尔百分比优选约5％～约90％，更优选约10％～约80％，进一步优选约40％～约70％。致密化单体的摩尔百分比优选约0％～约80％，更优选约10％～约70％，进一步优选约15％～约50％。
[0062]在另一个实施方式中，聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种结构的形成方法，所述方法包括：提供基板，所述基板任选地包括其上的一个或多个中间层；在所述基板上或在所述一个或多个中间层(如果存在)上施涂组合物，以形成硅硬掩膜层，所述组合物包含聚硅氧烷，所述聚硅氧烷包含：粘附促进单体，其具有选自以下一种或两种的结构：其中：每个R独立地选自C1～约C6烷基和氢，n为1～约6，每个X独立地选自环氧丙氧基、环氧、环氧环烷基、琥珀酸酐、乙酰胺和异氰脲酸酯部分；以及一种或两种以下单体：表面改性单体，其具有选自以下一种或两种的结构：其中：每个R1独立地选自C1～约C6烷基和C6～约C
20
芳基，每个R2独立地选自C1～约C6烷基和氢，每个R3独立地选自C1～约C6烷基和氢，m为1～约6，每个Y独立地选自乙酰氧基、酯和芳基部分，以及致密化单体，其具有选自以下一种、两种或三种的结构：
其中每个R4独立地选自C1～约C6烷基和氢；任选地在所述硅硬掩膜层上形成六甲基二硅氮烷底漆层；在所述六甲基二硅氮烷底漆层(如果存在)上形成光刻胶层，或者如果不存在六甲基二硅氮烷底漆层则在所述硅硬掩膜层上形成光刻胶层；以及对所述光刻胶层的至少一部分进行EUV辐射。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚硅氧烷同时包含所述表面改性单体和所述致密化单体。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚硅氧烷包含：约2mol％～约50mol％的粘附促进单体；约5mol％～约90mol％的表面改性单体；和约0mol％～约80mol％的致密化单体。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚硅氧烷包含：约2mol％～约50mol％的粘附促进单体；约0mol％～约70mol％的表面改性单体；和约2mol％～约90mol％的致密化单体。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚硅氧烷包含：约0.01mol％～约30mol％的粘附促进单体；约0mol％～约70mol％的表面改性单体；和约30mol％～约95mol％的致密化单体。6.如权利要求1～5中任一项所述的方法，其中，所述基板选自硅、SiGe、SiO2、Si3N4、SiON、SiCO:H、铝、钨、硅化钨、砷化镓、锗、钽、氮化钽、Ti3N4、铪、HfO2、钌、磷化铟、玻璃及其混合物。7.如权利要求1～6中任一项所述的方法，还包括在对所述光刻胶层进行EUV辐射后在所述光刻胶层中形成图案。8.如权利要求1～7中任一项所述的方法，还包括将所述图案转印至所述硅硬掩膜层、转印至所述中间层(如果存在)、以及转印至所述基板。9.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其中，存在中间层，并且所述中间层是富碳层。10.一种结构的形成方法，所述方法包括：提供基板，所述基板任选地包括其上的一个或多个中间层；在所述基板上或在所述一个或多个中间层(如果存在)上施涂组合物，以形成硅硬掩膜层，所述组合物包含聚硅氧烷，所述聚硅氧烷包含：粘附促进单体，其包含环氧官能化三烷氧基硅烷、酸酐官能化三烷氧基硅烷、乙酰胺基官能化三烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷基异氰脲酸酯及其混合物，以及一种或两种以下单体：四烷氧基硅烷；和选自二烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷及其组合的表面改性单体；任选地在所述硅硬掩膜层上形成六甲基二硅氮烷底漆...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁懿宸，A，
申请(专利权)人：布鲁尔科技公司，
类型：发明
国别省市：