用于解耦合光致抗蚀剂的扩散和溶解性切换机制的手段制造技术

本发明专利技术的实施例包括光致抗蚀剂材料和图案化光致抗蚀剂材料的方法。在实施例中，光致抗蚀剂材料包括多个分子玻璃（MG）。在实施例中，光致抗蚀剂材料的玻璃转变温度Tg小于对来自MG的阻断基团去阻断所需的活化温度。实施例包括图案化光致抗蚀剂材料的方法，所述方法包括利用紫外辐射来曝光光致抗蚀剂材料。所述方法还可以包括：在第一温度处执行第一曝光后烘焙，其中所述第一温度小于对来自MG的阻断基团去阻断所需的活化温度，以及在第二温度处执行第二曝光后烘焙，所述第二温度大约等于或大于对来自MG的阻断基团去阻断所需的活化温度。

A means of decoupling the diffusion and solubility switching mechanism of a photoinduced anticorrosion agent

The embodiments of the present invention include a photoinduced anticorrosive material and a method of patterned photoinduced anticorrosion materials. In an example, the photoinduced anticorrosive material includes multiple molecular glass (MG). In an example, the glass transition temperature of the photoresist material is less than Tg, which is less than the blocking group from MG to block the required activation temperature. The embodiment includes a method of patterned photoresist material, the method including using ultraviolet radiation to expose photoinduced anticorrosive materials. The method can also include: the implementation of the first exposure in the first temperature after baking, wherein the first temperature is less than the MG blocking group to block the temperature required for activation, as well as the implementation of second exposure at a second temperature after baking, the temperature is equal to or greater than about second from MG to block the blocking group the temperature required for activation of the.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于解耦合光致抗蚀剂的扩散和溶解性切换机制的手段
本专利技术的实施例一般地涉及半导体器件的制造。具体地，本专利技术的实施例涉及用于半导体器件的互连结构和用于制造这样的器件的方法。
技术介绍
过去几十年内，集成电路中的特征的缩放已经是不断增长的半导体工业背后的驱动力。对越来越小的特征的缩放使得能够实现在半导体芯片的有限基板面（realestate）上功能单元的增加的密度。例如，收缩晶体管大小允许在芯片上合并增加数量的存储器或逻辑器件，从而导致具有增加容量的产品的制备。然而，对于不断更多的容量的驱动也不是没有问题。优化每一个器件的性能的必要性变得越来越显著。集成电路通常包括在本领域中也称为通孔的导电微电子结构，所述导电微电子结构用于将通孔上方的金属线或其他互连电气连接到通孔下方的金属线或其他互连。通孔典型地通过光刻工艺形成。代表性地，可以在电介质层之上旋涂光致抗蚀剂层，光致抗蚀剂层可以通过图案化掩模暴露于图案化光化辐射，并且然后可以使所暴露的层显影以便在光致抗蚀剂层中形成开口。接下来，可以通过使用光致抗蚀剂层中的开口作为蚀刻掩模而在电介质层中蚀刻用于通孔的开口。该开口称为通孔开口。最后，可以用一种或多种金属或其他导电材料填充通孔开口以形成通孔。过去，对于至少一些类型的集成电路（例如，高级微处理器、芯片组组件、图形芯片等），通孔的大小和间距已经在逐渐降低，并且预计在将来通孔的大小和间距将持续逐渐降低。通孔的大小的一种度量是通孔开口的关键尺寸。通孔的间距的一种度量是通孔节距（pitch）。当通过这样的光刻工艺图案化具有极小节距的极小通孔时，它们自身存在若干挑战，尤其是当节距是大约70纳米（nm）或更小时和/或当通孔开口的关键尺寸是大约35nm或更小时。一个这样的挑战是：通孔与覆盖的互连之间的重叠以及通孔与底层着陆互连之间的重叠一般需要被控制成在通孔节距的四分之一量级上高容限。当通孔节距随时间不断缩放得更小时，重叠容限趋向于以甚至比光刻装备能够保持的更大的速率随它们缩放。另一个这样的挑战是：通孔开口的关键尺寸一般趋向于比光刻扫描仪的分辨率能力更快地缩放。存在收缩技术来收缩通孔开口的关键尺寸。然而，收缩量趋向于通过最小通孔节距以及通过收缩工艺的能力限制为足够光学邻近校正（OPC）中性，并且不显著损害线宽粗糙度（LWR）和/或关键尺寸均匀度（CDU）。再一个这样的挑战是：光致抗蚀剂的LWR和/或CDU特性一般需要随着通孔开口的关键尺寸降低而改进，以便维持关键尺寸预算的相同总体分数。然而，目前大多数光致抗蚀剂的LWR和/或CDU特性没有与通孔开口的关键尺寸降低一样迅速地改进。另外的这样的挑战是：极小通孔节距一般趋向于在甚极紫外（EUV）光刻扫描仪的分辨率能力以下。结果，通常可能使用两个、三个或更多个不同光刻掩模，这趋向于增加成本。在某个点处，如果节距继续降低，甚至在多个掩模的情况下，也有可能无法使用EUV扫描仪针对这些极小节距印刷通孔开口。因此，在通孔制造
中需要改进。附图说明图1A图示了根据本专利技术的实施例的互连层的示意性平面视图，所述互连层包括多个预先图案化特征。图1B图示了根据本专利技术的实施例的互连层的透视图，所述互连层包括多个预先图案化特征。图2A图示了根据本专利技术的实施例的互连层中的预先图案化特征的横截面视图，所述预先图案化特征被填充有光致抗蚀剂并且通过掩模暴露于辐射。图2B图示了根据本专利技术的实施例的在曝光后烘焙之后图2A中的互连层的横截面视图。图2C图示了根据本专利技术的实施例的在被显影之后图2A中的互连结构的横截面视图。图3A是根据本专利技术的实施例的可以在光致抗蚀剂材料中使用的低分子量分子玻璃（MG）的化学式。图3B是根据本专利技术的实施例的可以在光致抗蚀剂材料中使用的附加低分子量MG的化学式。图4A图示了根据本专利技术的实施例的互连层中的预先图案化特征的横截面视图，所述预先图案化特征被填充有光致抗蚀剂材料并且通过掩模暴露于辐射。图4B图示了根据本专利技术的实施例的在第一曝光后烘焙之后图4A中的互连层的横截面视图。图4C图示了根据本专利技术的实施例的在第二曝光后烘焙之后图4B中的互连层的横截面视图。图4D图示了根据本专利技术的实施例的在被显影之后图4C中的互连结构的横截面视图。图5是根据本专利技术的实施例的可以在负型光致抗蚀剂材料中使用的化学反应的示意图。图6A图示了根据本专利技术的实施例的互连层中的预先图案化特征的横截面视图，所述预先图案化特征被填充有光致抗蚀剂材料并且通过掩模暴露于辐射。图6B图示了根据本专利技术的实施例的在第一曝光后烘焙之后图6A中的互连层的横截面视图。图6C图示了根据本专利技术的实施例的图6B中的互连层在第二曝光后烘焙之后的横截面视图。图6D图示了根据本专利技术的实施例的在被显影之后图6C中的互连结构的横截面视图。图7图示了根据本专利技术的实施例的互连层的透视图，所述互连层包括已经作为电介质材料包括在互连层中的光致抗蚀剂材料。图8是实现本专利技术的一个或多个实施例的插入器的横截面图示。图9是根据本专利技术的实施例构建的计算设备的示意图。具体实施方式本文描述的是包括具有多个层的衬底的系统和沉积并图案化这样的层的方法，所述多个层具有不同的成分。在以下描述中，将使用本领域技术人员通常采用的术语来描述说明性实现方式的各个方面，以将他们工作的实质传达给本领域其他技术人员。然而，对本领域技术人员将明显的是，本专利技术可以仅利用所描述的方面中的一些来实践。出于解释的目的，阐述了特定数字、材料和配置以便提供对说明性实现方式的透彻理解。然而，对本领域技术人员将明显的是，本专利技术可以在没有这些特定细节的情况下实践。在其他实例中，省略或简化了公知的特征以免模糊说明性实现方式。将以最有助于理解本专利技术的方式把各种操作描述为依次的多个分立操作，然而，描述的次序不应解释为暗示这些操作必然是次序相关的。具体地，不需要以呈现的次序来执行这些操作。如上文所描述的，器件的持续缩放已经使互连层中形成的通孔开口的关键尺寸和节距降低得超过标准BEOL处理装备的传统能力成为必需。为了克服现有处理装备的限制，本专利技术的实施例可以利用包括多个预先图案化特征120的互连层100。在图1A中示出的平面视图中图示这样的互连层100。在图示的实施例中，预先图案化特征120可以以规则间隔在互连层100之上形成。在图示的实施例中，预先图案化特征120大体上是方形，不过实施例不限于这样的配置。根据实施例，预先图案化特征120可以形成在其中可以可能形成通孔的每个潜在位置处。光致抗蚀剂材料然后可以沉积到预先图案化特征120的每一个中，并且可以选择性地图案化针对通孔的期望位置。因为光致抗蚀剂被约束在每一个预先图案化特征120中，所以BEOL光刻装备不需要具有解析通孔的关键尺寸的能力。另外，光致抗蚀剂材料不需要被优化以产生期望LWR或CDU特性，这是因为预先图案化特征限定了通孔的图案。这样，可以减少当对光致抗蚀剂材料显影时对于粗糙度控制典型所需的高剂量。因此，预先图案化特征方案可以用于规避成像/剂量折中，所述成像/剂量折中限制了下一代光刻工艺的吞吐量。图1A中的互连层100的平面视图被描绘为利用单种材料形成，以免不必要地模糊该图。然而，根据附加实施例，互连层100可以由多种材料形成。在图1B中图示的互连层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光致抗蚀剂材料，包括：多个分子玻璃（MG），其中包括阻断基团的MG的比率大于60%；以及多个光酸产生剂（PAG），其中所述光致抗蚀剂材料的玻璃转变温度Tg小于利用由PAG产生的光酸对来自MG的阻断基团去阻断所需的活化温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光致抗蚀剂材料，包括：多个分子玻璃（MG），其中包括阻断基团的MG的比率大于60%；以及多个光酸产生剂（PAG），其中所述光致抗蚀剂材料的玻璃转变温度Tg小于利用由PAG产生的光酸对来自MG的阻断基团去阻断所需的活化温度。2.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂材料，其中所述MG是低分子量MG。3.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂材料，其中所述MG是羟基化MG。4.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂材料，其中所述玻璃转变温度Tg低于大约70℃。5.根据权利要求4所述的光致抗蚀剂材料，其中所述玻璃转变温度Tg低于大约50℃。6.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂材料，其中所述阻断基团是叔丁氧基羰基（t-BOC）阻断基团、乙缩醛阻断基团、或环境稳定的化学放大型光致抗蚀剂（ESCAP）阻断基团。7.根据权利要求6所述的光致抗蚀剂材料，其中对来自所述MG的阻断基团去阻断所需的活化温度大于大约70℃。8.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂材料，其中所述MG是三酚分子或双酚A（BPA）分子。9.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂材料，还包括多个交联分子，其中所述交联分子通过暴露于紫外辐射来活化，所述紫外辐射具有与用于从PAG生成光酸的波长不同的波长。10.根据权利要求9所述的光致抗蚀剂材料，其中所述交联分子通过暴露于紫外辐射来活化，所述紫外辐射具有在大约330nm与大约370nm之间的波长。11.根据权利要求10所述的光致抗蚀剂材料，其中所述交联分子是基于二氮杂环丙烯的分子。12.一种图案化光致抗蚀剂材料的方法，包括：利用紫外辐射来曝光所述光致抗蚀剂材料，其中所述光致抗蚀剂材料包括：多个分子玻璃（MG），其中包括阻断基团的MG的比率大于60%；以及多个光酸产生剂（PAG），其中所述光致抗蚀剂材料的玻璃转变温度Tg小于对来自MG的阻断基团去阻断所需的活化温度，并且其中暴露于所述紫外辐射导致PAG产生多个光酸分子；在第一温度处执行第一曝光后烘焙，其中所述第一温度小于对来自MG的阻断基团去阻断所需的活化温度；在第二温度处执行第二曝光后烘焙，所述第二温度大约等于或大于对来自MG的阻断基团去阻断所需的活化温度；以及利用显影溶液来显影所述光致抗蚀剂材料。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述MG是羟基化低分子量MG。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述MG是三酚分子或双酚...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克里萨克，RL布里斯托尔，PA尼胡斯，MJ利森，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US