特許ウォッチ

公開番号2024056657
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2023175502
出願日2023-10-10
発明の名称ポリシロキサンゾル-ゲル薄膜のEUV誘発縮合
出願人ブルーワーサイエンスアイエヌシー.
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G03F 7/075 20060101AFI20240416BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】極端紫外線(EUV)放射を用いたシリコンハードマスクの直接パターニングのための方法が提供される。
【解決手段】上記方法は、ポリシロキサンおよび/またはオリゴシロキサン組成物をシリコンハードマスク層へと形成し、続いて溶媒を除去することを含む。フォトレジストおよび/または他の層のシリコンハードマスク層を使用せずに、シロキサンゾルゲルポリマーおよび/またはオリゴマーの縮合がEUV照射によって誘発され、露光部分を典型的なリソグラフィ溶媒または現像剤に不溶性にする。シリコンハードマスク層の露光部分が除去され、シリコンハードマスク層内にパターンが残り、これをシリコンハードマスク層の下の任意の層、最終的には基板に転写することができる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
構造を形成する方法であって、
スタック上にシリコンハードマスク層を形成する工程であって、前記層が、ポリシロキサン、オリゴシロキサン、または両方から選択されるシロキサンを含み、前記シロキサンが、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリエトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、またはそれらの組み合わせから選択されるモノマーを含む、工程、および
前記シリコンハードマスク層を、前記シロキサンの縮合を誘発するようにＥＵＶ放射に選択的に露光する工程
を含む、方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記シロキサンが溶媒中にあり、前記形成することが、前記溶媒を蒸発させるのに十分高いが前記シロキサンの縮合を誘発するほど高くはない温度で前記シリコンハードマスク層を加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シロキサンが溶媒中にあり、前記形成することが、前記シリコンハードマスク層を約４０℃～約１３０℃の温度で加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記選択的に露光することが、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに不溶な前記シリコンハードマスク層の露光領域と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに可溶な前記シリコンハードマスク層の非露光領域とをもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記スタックが、
表面を有する基板、および
任意選択で、前記表面上の１つまたは複数の中間層を含み、１つまたは複数の中間層が存在する場合、前記表面上に最上中間層があり、前記シリコンハードマスク層が、存在する場合、前記最上中間層上にあるか、または中間層が存在しない場合、前記表面上にある、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記選択的に露光することが、前記シリコンハードマスク層内にパターンを形成し、前記表面上の任意の中間層および前記表面に前記パターンを転写することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記選択的に露光することの間、前記シリコンハードマスク層上にさらなる層がない、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記シリコンハードマスク層が、場合により光酸発生剤を含むが、前記シリコンハードマスク層中の全固形分の総重量に基づいて、合計で約０．１重量％未満のシロキサン縮合触媒を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、
（ｉ）前記シロキサンが、Ｓｉ－Ｈ結合を含む、
（ｉｉ）前記シロキサンが、Ｓｉ原子当たり少なくとも３つのＳｉ－Ｏ結合を含む、
（ｉｉｉ）前記シロキサンが、Ｓｉ－Ｈ結合よりも少なくとも３倍多いＳｉ－Ｏ結合を含む、
（ｉｖ）前記シロキサンが、約５重量％未満の金属を含む、
（ｖ）前記シロキサンが、いかなる金属原子も含まない骨格を含む、
（ｖｉ）（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）または（ｖ）のうちの２つが当てはまる、
（ｖｉｉ）（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）または（ｖ）のうちの３つが当てはまる、
（ｖｉｉｉ）（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）または（ｖ）の４つが当てはまる、または
（ｉｘ）（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）または（ｖ）のすべてが当てはまる、
方法。
【請求項１０】
構造であって、
表面を含む基板と、
任意選択で、前記基板表面上の１つまたは複数の中間層であって、１つまたは複数の中間層が存在する場合、前記基板表面上に最上中間層が存在する、１つまたは複数の中間層と、
前記基板表面上、または存在する場合、前記最上中間層上のシリコンハードマスク層であって、
ポリシロキサン、オリゴシロキサン、または両方を含むシロキサンを含み、前記シロキサンが、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリエトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、またはそれらの組み合わせから選択されるモノマーを含む、
シリコンハードマスク層とを含み、
第１の領域が縮合シロキサンを含み、
第２の領域が非縮合シロキサンを含む、
構造。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年１０月７日に出願された、「ＥＵＶ－ＩＮＤＵＣＥＤＣＯＮＤＥＮＳＡＴＩＯＮＯＦＰＯＬＹＳＩＬＯＸＡＮＥＳＯＬ－ＧＥＬＴＨＩＮＦＩＬＭ」と題された米国仮特許出願第６３／４１４，２７０号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 3,100 文字）【０００２】
本開示は、リソグラフィを使用してマイクロ電子構造を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィを使用するパターニング用途では、２つの主要な手法が典型的に使用される。１つの手法は、従来の三層パターニングスタックのフォトレジストを化学増幅型（ＣＡＲ）フォトレジストで置き換えることを含む。この手法の下では、基板は炭素豊富有機層でコーティングされ、シリコン含有ハードマスクが炭素豊富層の上に形成される。スタックの最上層としてフォトレジストが炭素豊富層に塗布され、所望のパターンを含むレチクルを介してＥＵＶ放射線に露光することによってフォトレジストがパターニングされる。露光後、スタックをベークし、続いて現像剤をすすいで露光パターンを露出させる。現像およびすすぎ工程の後、スタックは再びベークされる。このプロセスは、レチクルパターンをフォトレジストに転写し、ここで露光領域は、ポジ型フォトレジストの場合は現像剤に可溶性であり、ネガ型フォトレジストの場合は現像剤に不溶性である。次いで、ＣＡＲフォトレジストパターンは、典型的なシリコンハードマスクエッチングプラズマ化学（ＣＦ
４
、ＣＨＦ
３
、ＳＦ
６
、Ｃｌ
２
）を使用するドライエッチングプロセスでハードマスクに転写され、その後、ハードマスクパターンは、典型的な有機材料エッチングプラズマ化学（Ｏ
２
、Ｎ
２
／Ｈ
２
）を使用するドライエッチングプロセスで炭素豊富層に転写される。最後に、パターンは、特定の基板に最適化されたプラズマ化学を使用して基板に転写される。
【０００４】
第２の手法は、金属酸化物フォトレジスト（ＭＯＲ）を使用することである。三層手法と同様に、基板は炭素豊富有機層でコーティングされ、その主な役割は、基板に対する十分なエッチング選択性を提供して、基板内への所望のアスペクト比のパターン転写を可能にすることである。薄いＥＵＶ下地層（ＵＬ）が炭素豊富層の上に塗布される。ＥＵＶＵＬは、ＭＯＲとの化学的適合性を提供し、金属（スズなど）が炭素豊富有機層に拡散するのを防止するように設計されている。炭素豊富有機層に拡散する任意の金属イオン／粒子が、炭素豊富有機層へのパターン転写中にエッチングブロック欠陥として作用するクラスタを形成する可能性があるため、ＥＵＶＵＬは重要な層である。スタックの最上層であるＭＯＲは、所望のパターンを含むレチクルを通してＥＵＶ放射に露光される。露光後、スタックをベークし、続いて現像剤をすすぎ、次いで再びベークする。このプロセスは、レチクルパターンをフォトレジストに転写し、ここでＭＯＲがネガ型フォトレジストであるので、露光領域が現像剤に不溶性である。ＭＯＲパターンは、典型的な有機材料エッチングプラズマ化学（Ｏ
２
、Ｎ
２
／Ｈ
２
）を使用するドライエッチングプロセスを用いて、ＥＵＶＵＬおよび炭素豊富有機層に転写される。無機ＥＵＶＵＬのケースでは、追加のエッチング工程を要する場合がある。最後に、パターンは、所与の基板に最適化されたプラズマ化学を使用して基板に転写される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＡＲおよびＭＯＲ手法のそれぞれは、費用が高く、複雑である。したがって、両方の手法の複雑さを単純化し、比較的低いコストオブオーナーシップ（ｃｏｓｔｏｆｏｗｎｅｒｓｈｉｐ）で実行できるＥＵＶリソグラフィプロセスが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、本開示は概して、構造を形成する方法に関し、方法は、シロキサンを含むシリコンハードマスク層をスタック上に形成することと、シロキサンの縮合を誘発するようにシリコンハードマスク層をＥＵＶ放射に選択的に露光することとを含む。シロキサンは、ポリシロキサン、オリゴシロキサン、またはその両方から選択され、シロキサンは、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリエトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）－エチルトリメトキシシラン、またはそれらの組み合わせから選択されるモノマーを含む。
【０００７】
別の実施形態では、本開示は構造を提供し、構造は、
表面を含む基板、
任意選択的に、基板表面上の１つ以上の中間層であって、存在する場合、最上中間層が基板表面上にある、１つ以上の中間層、および
基板表面上、または存在する場合、最上中間層上のシリコンハードマスク層
を含む。
シリコンハードマスク層はシロキサンを含み、第１の領域は縮合シロキサンを含み、第２の領域は非縮合シロキサンを含む。シロキサンは、ポリシロキサン、オリゴシロキサン、またはその両方を含み、シロキサンは、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリエトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、またはそれらの組み合わせから選択されるモノマーをさらに含む。
【０００８】
さらなる実施形態では、構造を形成する方法が提供される。方法は、シロキサンを含むシリコンハードマスク層をスタック上に形成することと、シロキサンの縮合を誘発するようにシリコンハードマスク層をＥＵＶ放射に選択的に露光することとを含む。シリコンハードマスク層は、光酸発生剤をさらに含み、シロキサンは、ポリシロキサン、オリゴシロキサン、またはその両方から選択され、
（ｉ）シロキサンは、Ｓｉ－Ｈ結合を含まない、
（ｉｉ）シロキサンは、Ｓｉ原子毎に少なくとも３つのＳｉ－Ｏ結合を含む、または
（ｉｉｉ）シロキサンは、Ｓｉ－Ｈ結合よりも少なくとも３倍多いＳｉ－Ｏ結合を含む、
の少なくとも１つが当てはまる。
【０００９】
なおさらなる実施形態では、本開示は構造を提供し、構造は、
表面を含む基板、
任意選択的に、基板表面上の１つ以上の中間層であって、存在する場合、最上中間層が基板表面上にある、１つ以上の中間層、および
基板表面上、または存在する場合、最上中間層上のシリコンハードマスク層
を含む。
シリコンハードマスク層はシロキサンを含み、第１の領域は縮合シロキサンを含み、第２の領域は非縮合シロキサンおよび光酸発生剤を含む。シロキサンは、ポリシロキサン、オリゴシロキサン、またはその両方を含み、
（ｉ）シロキサンは、Ｓｉ－Ｈ結合を含まない、
（ｉｉ）シロキサンは、Ｓｉ原子毎に少なくとも３つのＳｉ－Ｏ結合を含む、または
（ｉｉｉ）シロキサンは、Ｓｉ－Ｈ結合よりも少なくとも３倍多いＳｉ－Ｏ結合を含む、
の少なくとも１つが当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本明細書に記載のシリコンハードマスク層の直接ＥＵＶパターニングのためのプロセスの概略図（縮尺どおりではない）である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許