[发明专利]用于反向图案化的方法和材料有效
申请号: | 201080022154.0 | 申请日: | 2010-06-22 |
公开(公告)号: | CN102439069A | 公开(公告)日: | 2012-05-02 |
发明(设计)人: | M·L·布拉德福德;E·S·梅尔;竹内香须美;S·王;C·耶克尔 | 申请(专利权)人: | 道康宁公司 |
主分类号: | C08G77/18 | 分类号: | C08G77/18;C08L83/04;C09D183/04;G03F7/20;G03F7/075 |
代理公司: | 北京安信方达知识产权代理有限公司 11262 | 代理人: | 武晶晶;郑霞 |
地址: | 美国密*** | 国省代码: | 美国;US |
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搜索关键词: | 用于 反向 图案 方法 材料 | ||
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无。
发明背景
在微电子工业中,对用于给定芯片尺寸的增强电路的需求已推动更小的半节距节点,以增大加工速度和提高芯片效率。显微光刻技术对减小结构部件的尺寸是关键的。焦距深度和分辨率取决于光刻装置的数值孔径和光的波长。
随着部件尺寸的尺寸持续减小,将圆形通孔或接触孔图案化到光致抗蚀剂中是特别困难的。随着部件变得更小且接近50nm并超过直径,在光致抗蚀剂的相对厚的膜中获得适当尺寸的光滑圆形通孔的这种任务变得极其困难。因此,期望可选择的方法来在抗蚀刻性更强的膜中形成通孔或接触孔。
在本发明中,采用“反向”图案化技术。反向图案化(reverse pattern)技术涉及使用光致抗蚀剂而不是通孔来将柱(post)图案化到光致抗蚀剂中。在使用光致抗蚀剂图案化适当尺寸的柱之后,将含硅材料涂覆到图案化柱之上以覆盖整个图案。为了施用,该硅树脂被携载在不溶解光致抗蚀剂的溶剂中。在涂覆之后,含硅膜将经历低温预烘焙,以驱除溶剂并且轻度交联树脂。在一些情况下,需要进一步固化且可在热或UV处理下用一些活化剂进行。在“反向”图案化的典型工艺中,为了将光致抗蚀剂的反向图案转印到含硅树脂中,采用两次干法蚀刻技术。第一蚀刻步骤使用含CF4的反应离子蚀刻配方以将硅树脂“反蚀刻”到光致抗蚀剂材料之上,暴露光致抗蚀剂的整个上表面。第二蚀刻步骤使用含O2的第二种反应离子蚀刻配方以蚀刻掉光致抗蚀剂。可选择的“反向”图案化方法使用如将在本文描述的碱溶性硅材料。在该可选择的方法中,第一蚀刻步骤使用四甲基氢氧化铵(TMAH)或其他碱性水溶液以将硅树脂“反蚀刻”到光致抗蚀剂材料之上,暴露光致抗蚀剂的整个上表面。其余步骤可以是相同的或略加修改的典型工艺。得到具有为图案化到光致抗蚀剂中的柱的尺寸和形状的通孔的硅树脂膜。所得到的膜可用于进一步将通孔图案转印到另一临界层上。与典型的“反向”图案化工艺相比,可选择的“反向”图案化工艺在光致抗蚀剂中比通孔更易于图案化柱,因此相比替代方法,该工艺提供了一种用于图案化抗蚀刻性更强的含硅树脂的方式。
为了使含硅材料可用于替代的反向图案化中,必须满足一些条件。第一,含硅材料必须被携载在不溶解光致抗蚀剂的溶剂中例如有机醇或醚。第二,含硅材料必须能够通过多种固化方法固化,以允许形成可通过不同的蚀刻方法例如碱性水溶液(aqueous base)、CF4和O2进行蚀刻的选择性组合物。另外,固化的树脂组合物必须可溶于TMAH,以在加工期间将硅树脂湿法“反蚀刻”到光致抗蚀剂材料之上,暴露光致抗蚀剂的整个上表面。已发现一些硅倍半氧烷树脂可满足这些条件。
发明概述
本发明涉及硅倍半氧烷树脂组合物在衬底、通常在电子设备上产生图案的用途。在该工艺中,从其上具有图案化光致抗蚀剂层的衬底开始。硅倍半氧烷树脂被施用于图案化光致抗蚀剂之上并在图案表面固化,以在图案表面上产生固化的硅倍半氧烷树脂。在涂覆之后,含硅膜将经历低温预烘焙,以驱除溶剂。为了将光致抗蚀剂的反向图案转印到含硅树脂中,采用两次干法蚀刻技术。第一蚀刻步骤使用碱性水溶液以将硅树脂湿法“反蚀刻”到光致抗蚀剂材料之上,暴露光致抗蚀剂的整个上表面。第二步骤使用含O2的第二种反应离子蚀刻配方以蚀刻掉光致抗蚀剂,留下硅倍半氧烷树脂。得到具有图案化到光致抗蚀剂中的柱的尺寸和形状的通孔的硅树脂膜。所得到的膜可用于进一步将通孔图案转印到另一临界层上。
附图简述
图1表示通过反向图案化方法用碱溶性硅倍半氧烷树脂在衬底上形成图案的工艺步骤。
发明详述
本文公开的是包含以下单元的硅倍半氧烷树脂:
(MeSiO(3-x)/2(OR’)x)m
(RSiO(3-x)/2(OR’)x)n
(R1SiO(3-x)/2(OR’)x)o
(SiO(4-x)/2(OR’)x)p
(Ph(CH2)sSiO(3-x)/2(OR’)x)q
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