由氨和链烷醇组成的组合物用于在处理线间距尺寸为50nm或更小的图案化材料时避免图案坍塌的用途制造技术

本发明专利技术涉及基本上由0.1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由氨和链烷醇组成的组合物用于在处理线间距尺寸为50nm或更小的图案化材料时避免图案坍塌的用途
[0001]本专利技术涉及组合物用于制造集成电路器件、光学器件、微机械和机械精密器件，特别是用于避免图案坍塌的用途。
[0002]专利技术背景
[0003]在使用LSI、VLSI和ULSI制造IC的过程中，图案化材料层如图案化光致抗蚀剂层、含有氮化钛、钽或氮化钽或由其组成的图案化阻挡材料层、含有叠层如多晶硅和二氧化硅或氮化硅交替层或由其组成的图案化多叠层材料层，以及含有二氧化硅或低k或超低k介电材料或由其组成的图案化介电材料层通过光刻技术制备。如今，该图案化材料层包括尺寸甚至低于22nm且具有高纵横比的结构。
[0004]然而，无论采用何种曝光技术，小图案的湿化学处理都涉及到多个问题。随着技术的进步和尺寸要求变得越来越严格，图案需要包括相对薄和高的结构或器件结构的特征，即衬底上具有高纵横比的特征。这些结构可能会发生弯曲和/或坍塌，特别是在旋转干燥期间，这是由于化学清洗和旋转干燥期间残留的清洗液去离子水的液体或溶液的毛细力过大，并且位于相邻的图案化结构之间所致。
[0005]由于尺寸收缩，为了获得无缺陷的图案化结构，移除颗粒和等离子蚀刻残余物也成为一个关键因素。这不仅适用于光致抗蚀剂图案，也适用于其他图案化材料层，这些材料层是在集成电路、电子数据存储介质、光学器件、微机械和机械精密器件的制造期间产生的。
[0006]WO 2012/027667A2公开了一种通过使高纵横比特征的表面与添加剂组合物接触以产生改性表面来改性高纵横比特征表面的方法，其中当清洗溶液与经改性的表面接触时，作用在高纵横比特征上的力被充分地最小化，以至少在清洗溶液的移除期间或至少在高纵横比特征的干燥期间防止高纵横比特征弯曲或坍塌。提及了各种溶剂，包括异丙醇，但未提及酯。还公开了使用4
‑
甲基
‑2‑
戊醇和三丙二醇甲醚(TPGME)或异丙醇和TPGME的溶剂组合。
[0007]WO 2019/086374A公开了一种用于防图案坍塌清洁的非水性组合物，其包含硅氧烷型添加剂。优选地，溶剂基本上由一种或多种有机溶剂组成，所述有机溶剂可为质子性或非质子有机溶剂。优选一种或多种极性质子有机溶剂，最优选单极性质子有机溶剂如异丙醇。
[0008]WO 2019/224032A公开了一种用于防图案坍塌清洁的非水性组合物，其包含C1‑
C6链烷醇和羧酸酯，其用于处理包括具有线宽为50nm或更小的线间距尺寸(line
‑
space dimension)、4或更高的纵横比的图案的衬底。
[0009]US 2017/17008A公开了一种图案处理组合物，其包含聚合物，所述聚合物包含用于与图案化特征的表面和溶剂形成键的表面附着基团，以及第二种不同于第一种的图案处理组合物。除许多其他组合以外，溶剂可以是乙酸正丁酯和异丙醇的组合。
[0010]未公开的欧洲专利申请19168153.5公开了一种非水性组合物，其用于处理具有线宽为50nm或更小的线间距尺寸、大于或等于4的纵横比或其组合的图案化材料层的衬底，所
述组合物包含有机质子溶剂、氨和非离子H
‑
硅烷添加剂。
[0011]然而，这些组合物在亚50nm(特别是亚22nm)结构中仍然存在高图案坍塌，或者非挥发性添加剂残留在待处理的结构化衬底表面上的麻烦残留物的问题。
[0012]本专利技术的目的是提供一种制造50nm及更小节点，特别是32nm及更小的节点，尤其是22nm及更小的节点的集成电路的方法，所述方法不再显示出现有技术制造方法的缺点。
[0013]特别地，本专利技术的化合物应允许对包括具有高纵横比的图案和线宽为50nm及更小，特别是32nm及更小，尤其是22nm及更小的线间距尺寸的图案化材料层进行化学清洗，而不会导致图案坍塌。
[0014]专利技术概述
[0015]令人惊讶地发现，从未公开的欧洲专利申请19168153.5开始，可以在不显著损害图案崩塌率的情况下移除硅烷，并且由于其组分的挥发性，可以非常容易地从衬底表面完全移除。特别地发现，基本上由氨和C1‑
C4链烷醇组成的简单双组分组合物仍然具有低图案坍塌率。另一方面，发现WO 2019/224032A中公开的多溶剂组合物对HARS结构，特别是硅HARS结构的图案坍塌减少效果不如本专利技术的那些有效。
[0016]本专利技术的一个实施方案是基本上由如下组分组成的组合物用于对包括具有线宽为50nm或更小的线间距尺寸、大于或等于4的纵横比或其组合的图案化材料层的衬底进行防图案坍塌处理的用途：
[0017](a)0.1
‑
3重量％的氨；和
[0018](b)C1‑
C4链烷醇。
[0019]本专利技术的另一个实施方案是一种制造集成电路器件、电子数据存储器件、光学器件、微机械和机械精密器件的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供具有线宽为50nm或更小的线间距尺寸、大于或等于4的纵横比或其组合的图案化材料层的衬底，
[0020](b)使衬底与水性预处理组合物接触，所述组合物包含0.1
‑
2％的HF，优选0.25
‑
1％的HF；
[0021](c)从衬底移除所述水性组合物；
[0022](d)使衬底与基本上由如下组分组成的APCC组合物接触：
[0023](i)0.1
‑
3重量％的氨；
[0024](ii)C1‑
C4链烷醇；
[0025](e)从衬底移除所述组合物。
[0026]本专利技术的组合物对于避免具有高纵横比叠层(HARS)的非光致抗蚀剂图案的图案坍塌特别有用。
[0027]专利技术详述
[0028]本专利技术涉及组合物特别是用于制造包括亚50nm尺寸的特征的图案化材料的用途，所述图案化材料例如为集成电路(IC)器件、数据存储器件、光学器件、微机械和机械精密器件，特别是IC器件。所述组合物在本文中也称为“防图案坍塌组合物”，或者，由于氨基本上溶解在C1‑
C4链烷醇中，因此简称为“APCC溶液”。
[0029]用于制造IC器件、光学器件、微机械和机械精密器件的任何常规和已知衬底均可用于本专利技术的方法中。优选地，衬底为半导体衬底，更优选为硅晶片，所述晶片通常用于制造IC器件，特别是包括具有LSI、VLSI和ULSI的IC的IC器件。
[0030]此处以及在本专利技术的上下文中，术语“图案化材料层”是指负载在衬底上的层。负载的层具有优选具有线宽为50nm及更小的线间距结构的特定图案，其中负载衬底通常是半导体衬底，例如半导体晶片。该线间距结构可为但不限于柱和线。此处，“宽度”是指从结构的一端到另一端的最短距离，例如对于30nm
×
50nm柱或30nm
×
1000nm线，则为30nm；对于直径为40nm的柱，则为40nm。术语“具有线宽为50nm或更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.基本上由如下组分组成的组合物用于对包括具有线宽为50nm或更小的线间距尺寸、大于或等于4的纵横比或其组合的图案化材料层的衬底进行防图案坍塌处理的用途：(a)0.1
‑
3重量％的氨；和(b)C1‑
C4链烷醇。2.根据权利要求1所述的用途，其中所述组合物中的C1‑
C4链烷醇的量为98
‑
99.9重量％，与氨的总和为100％。3.根据权利要求1或2所述的用途，其中C1‑
C4链烷醇选自甲醇、乙醇、1
‑
丙醇和2
‑
丙醇，特别是甲醇和2
‑
丙醇。4.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述组合物中的氨的量为0.5
‑
2.5重量％，优选为1.0
‑
2.0重量％。5.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述衬底包括具有线宽为32nm或更小的线间距尺寸和大于或等于8的纵横比的图案化材料层。6.一种制造集成电路器件、电子数据存储器件、光学器件、微机械和机械精密器件的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供具有线宽为50nm或更小的线间距尺寸、大于或等于4的纵横比或其组合的图案化材料层的衬底，(b)使衬底与水性预处理组合物接触，所述组合物包含0.1
‑
2％的HF，优选0.25
‑
1％的HF；(c)从衬底移除所述水性组合物；(d)使衬底与基本上由如下组分组成的APCC组合物接触：(i)0.1
‑
3重量％的氨；(ii)C1‑
C4链烷醇；(e)从衬底移除所述组合物。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述预处理组合物基本上由水和HF组成。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述组合物中的C1‑
C4链烷醇的量为98...

【专利技术属性】
技术研发人员：高齐岳，沈美卿，D，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：