[发明专利]旋涂硬掩模材料

说明书

发明领域

本专利申请涉及用于半导体制造的成像的领域，并且更具体地，涉及使用旋涂制剂的蚀刻掩蔽的领域。

背景

半导体设备的最小形体尺寸继续缩小以能够增加设备的密度。实现这样的高密度图案的一种方法是使用薄的光致抗蚀剂薄膜以减轻在显影后高纵横比抗蚀剂特征的此种图案坍缩的问题。解决该问题的一种可能的方案包括使用高分辨率、高灵敏度和高蚀刻耐久性富勒烯抗蚀剂。然而，虽然此种抗蚀剂产生的纵横比可以高达5∶1，但是总体蚀刻深度被可用的抗蚀剂厚度明显限制。

多层硬掩模堆叠体可以允许进一步增加蚀刻图像的纵横比。此种方法可以使用通过化学气相沉积而真空沉积的厚的无定形碳，其然后被涂覆以富硅薄层。然后，薄的光致抗蚀剂薄膜足以将富硅层图案化；因此避免图案坍缩。该富硅层进而被用作硬掩模以将碳图案化，产生高纵横比碳图案，其适用于提供硬掩模以用于蚀刻硅片。通过从富硅材料到富碳材料交替(并且反之亦然)，可以实现不同基板的整体蚀刻选择性的优化。

近年来，气相沉积材料已被旋涂蚀刻掩模代替。例如，如由van Delft等，J.Vac.Sci.Technol.B，18(2000)3419报道的，酚醛清漆-氢基倍半硅氧烷(novolak-hydrido silsesquioxane)(HSQ)双层堆叠体被用于实现具有3.25∶1的纵横比的40nm半节距分辨率以及具有20∶1的纵横比的分离的40nm线。然而，在下面的HSQ层的基于氟的蚀刻导致图案化酚醛清漆特征的膨胀，这导致波状畸变。

因此，仍然需要可以经受在下面的层的基于氟的蚀刻而没有畸变的旋涂硬掩模材料，以致可以产生高分辨率图案。

附图简述

图1显示使用旋涂硬掩模制备高纵横比、高分辨率特征的方法。

图2显示利用本文所述的材料形成硬掩模薄膜、加热薄膜和进行溶剂浸泡的结果。

图3显示根据图1所示的方案在约100nm的碳中蚀刻的25nm线和间隔。

附图详述

图1显示使用旋涂硬掩模制备高纵横比、高分辨率特征的方法。在该实施方案中，初始堆叠体1是基板；在其上已经涂覆有旋涂硬掩模、富硅层和光致抗蚀剂。平版印刷步骤2使光致抗蚀剂图案化。在方案3中，图案化的光致抗蚀剂充当富硅层的蚀刻掩模，而富硅层又充当在下面的旋涂硬掩模层4的蚀刻掩模。硬掩模层然后被用作基板5的蚀刻掩模并且富硅层可以被如所示地蚀刻或可以需要单独的蚀刻步骤。最后，使用氧蚀刻以除去旋涂硬掩模6。图1中显示的实施方案仅是用于说明的一个实例而不意在限制。例如，可以采用含有硅的光敏组合物代替沉积在富硅层上的光致抗蚀剂。

图2显示利用本文所述的材料形成硬掩模薄膜、加热薄膜和进行溶剂浸泡的结果。具体地，来自实施例2和实施例3(下文所述的)的制剂被旋涂在基板上并且在不同温度烘干。比较其在氯苯∶异丙醇(1∶1w/w)溶液中浸泡前后的厚度。关于实施例2的薄膜，将当在不同温度烘干但是没有暴露于溶剂浸液11的薄膜的归一化的厚度与在不同温度烘干但暴露于溶剂浸液12的相同的薄膜比较。关于实施例3的薄膜，将当在不同温度烘干但是没有暴露于溶剂浸液13的薄膜的归一化的厚度与在不同温度烘干但暴露于溶剂浸液14的相同的薄膜比较。

图3显示根据图1所示的方案在约100nm的碳中蚀刻的25nm线和间隔。下文提供用于形成图3中显示的图像的方法的细节。

详述

当在本文中使用时，除非另外指明，连词“和”意在是包括的而连词“或”不意在是排他的。例如，短语“或，备选地”意在是排他的。当在本文中使用时，“脂环族”化合物是脂族的且是环状的有机化合物。脂环族化合物可以含有一个或多个全碳环，所述全碳环可以是饱和的或不饱和的，但是不具有芳香性。脂环族化合物可以具有也可以不具有相连的脂族侧链。当在本文中使用时，术语“示例的”用于指示实例并且不一定用于指示优先性。

本文公开和要求保护的是一种用于形成旋涂硬掩模的组合物，所述组合物包含：由以下通式(I)表示的富勒烯衍生物，