[发明专利]用金属或陶瓷材料硬化的图案

说明书

本发明涉及用金属或陶瓷材料硬化的图案。在第一方面中，本发明涉及一种图案化的结构，其包括：i)基片(100)，ii)位于该基片(100)顶部的第一层(200)，其包括填充材料(220，240)和引导材料(210，230)，其中至少该第一层(200)的顶表面包括一个或多个填充材料(220，240)区域和一个或多个引导材料(210，230)区域，和iii)位于该第一层(200)顶部的第二层(300)，其包括第一材料(330)的图案，该图案与下层的一个或多个引导材料(210，230)区域对齐或不对齐；其中该第一材料(330)包含金属或陶瓷材料，其中该引导材料(210，230)和填充材料(220，240)都包含或都不包含该金属或陶瓷材料。

技术领域

本发明涉及图案化结构，例如用于半导体工业中的图案化结构，具体涉及用金属或陶瓷材料硬化的图案化结构。

背景技术

已经有人提议使用图案化材料，例如通过嵌段共聚物的定向自组装(DSA)获得的材料，来制造蚀刻掩模。关于嵌段共聚物的DSA众所周知的是，其使用亚层(sublayer)中的引导特征(guiding feature)来引导嵌段共聚物膜形成的方向。嵌段共聚物组分在亚层上自组装之后，可选择性地去除一种聚合物嵌段，使留下的另一种嵌段形成所需的图案。随后可将这种图案化的嵌段用作蚀刻掩模从而将图案转移到下层基片(100)中；例如用于半导体制造中，例如用于制造动态随机存储器(DRAM)器件中。但是据报道，经DSA图案化的嵌段共聚物线条尚且不能满足半导体工业对于线条边缘粗糙度的技术规范要求，即，对于图案特征侧壁的实际形状及其预期形状之间的偏差的度量(通常量化为相对于预期形状的标准偏差的三倍)，也不能满足对于线条宽度粗糙度的技术规范要求，即，对于图案特征的实际宽度及其预期宽度之间的偏差的度量(通常量化为相对于宽度的标准偏差的三倍)。

为了提高嵌段共聚物的蚀刻选择性，开发了被称为顺序渗透合成(SIS)的新方法，该方法通过用无机材料对其注入来选择性地硬化嵌段共聚物中的一种片段(section)。在SIS的一种实例中，在基片上自组装苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PS-b-PMMA)以形成嵌段共聚物片段图案。然后引入三甲基铝(TMA)无机前体并渗透PMMA但不与PS反应。随后，引入氧化剂如水来结束反应，从而在PMMA中附着TMA的位置处形成氧化铝无机材料。这种前体渗透和无机材料形成通常重复进行直至达到所需程度的注入。最后，去除PS，留下基本复制PMMA原始图案但经无机材料硬化的图案。与初始聚合物片段相比，这种硬化通常提高线条边缘粗糙度、线条宽度粗糙度和耐蚀刻性，因此使得经硬化的图案成为更合适的蚀刻掩模。

但是，在PS去除和图案转移之后，通常会在转移后的图案中观察到间距位移(pitch walking)，即，相对于原始间距的间距系统性和周期性改变，从而导致进一步转移到该基片中的其他图案不同于原始图案。在本领域中仍然需要图案化的结构及其制造方法，这些结构包括的经硬化的材料的图案能更正确地被转移到下层中。

发明内容

本发明的一个目的是提供优良结构以及在尽可能减少图案变化或转移的同时使第一材料图案硬化的方法。

本发明的一些实施方式的一个优点是，消除或至少减少了图案特征的倾覆(例如弯曲或倒塌)或间距位移。

本发明的一些实施方式的一个优点是，可使用自组装材料来构成图案。

本发明的一些实施方式的一个优点是，可使图案与下层中的引导特征对齐(不对齐)。

本发明的一些实施方式的一个优点是，所得的图案适用作对下层基片进行图案化的蚀刻掩模。

通过根据本发明的方法和器件实现了以上目的。

在第一方面中，本发明涉及一种图案化结构，其包括：

i.基片(100)，