CN111399348B - 一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法 - Google Patents

一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111399348B
CN111399348B CN202010302901.1A CN202010302901A CN111399348B CN 111399348 B CN111399348 B CN 111399348B CN 202010302901 A CN202010302901 A CN 202010302901A CN 111399348 B CN111399348 B CN 111399348B
Authority
CN
China
Prior art keywords
photoresist pattern
reaction
photoresist
pattern
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010302901.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111399348A (zh
Inventor
张远
方振国
卢红亮
胡继明
徐洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaibei Normal University
Original Assignee
Huaibei Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaibei Normal University filed Critical Huaibei Normal University
Priority to CN202010302901.1A priority Critical patent/CN111399348B/zh
Publication of CN111399348A publication Critical patent/CN111399348A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111399348B publication Critical patent/CN111399348B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • G03F7/405—Treatment with inorganic or organometallic reagents after imagewise removal

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，通过化学反应引入金属‑氧化学键消除光刻胶图形表面去离子水表面张力影响，增强光刻胶图形机械强度从而抑制图形坍塌与黏连。本发明引入的金属‑氧化学键可以消除水分子表面张力的影响，有效增强光刻胶图形的机械强度，抑制图形的坍塌与黏连；生长工艺简单，成本低，效率高；生长温度低，不会对光刻胶图形造成新的破坏；去胶时容易清除图形表面附着的金属‑氧化学键，不会引入新污染。

Description

一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法
技术领域
本发明涉及一种图形处理方法，尤其涉及一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，属于图形光刻技术领域。
背景技术
在大规模集成电路的微纳米制造工艺中，在光刻图形显影后，需要用去离子水冲洗光刻胶图形，随着半导体节点进入7 nm节点，光刻图形的比表面积和深宽比急剧增加，去离子水表面张力引发的光刻胶图形结构坍塌与黏连成为了不可忽视的因素。研究人员提出了多种方法防止图形的坍塌与黏连，包括采用低表面张力的溶剂、冷冻干燥法和超临界干燥法等，这些方法的共同点就是在不对光刻胶图形形状造成破坏的情况下减少或者消除光刻胶大分子表面附着的去离子水表面张力的影响。它们都有其一定的局限性，包括成本高、周期长、对温度和压强要求较高、副产物难以处理等。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，通过化学反应引入金属-氧化学键消除光刻胶图形表面去离子水表面张力影响，增强光刻胶图形机械强度从而抑制图形坍塌与黏连。
进一步的，把显影后的光刻胶图形样品放入化学气相沉积设备反应腔，把金属在设定温度下与水发生反应的化合物前驱体通入反应腔，与光刻胶中的水分子反应，最后使用吹扫气体去除多余的反应物和副产物，消耗光刻胶图形表面水分子的同时引入金属-氧化学键，极大的增强光刻胶图形的机械强度，抑制图形的坍塌和变形。
更进一步的，把显影液中取出的光刻胶图形放入去离子水中晃动水洗，洗好取出后用高纯N2吹干；把光刻胶图形样品放入反应腔，设定反应温度在40～120℃之间，把金属化合物前驱体通入反应腔中1～600秒，使用惰性气体或不与反应前驱体发生化学反应的气体吹扫1～300秒，去除多余的反应物和副产物。
更进一步的，所述光刻胶图形为正胶或负胶。
更进一步的，所述化学气相沉积设备能对反应物的通入时间与剂量进行精确控制，包括原子层淀积镀膜设备、金属有机物化学气相沉积镀膜设备或改装的化学气相沉积设备。
更进一步的，所述金属化合物前驱体包括Al、Zn、Hf的一种或多种反应前驱体。
更进一步的，所述Al反应前驱体包括三甲基铝、三氯化铝和溴化铝，与H2O反应生成Al-O键，源温在18～40℃之间，反应腔的温度保持在40～120℃之间。
更进一步的，所述Hf反应前驱体包括四双(乙基甲基氨)铪、氯化铪，与H2O反应生成Hf-O键，源温在60～100℃之间，反应腔的温度保持在80～120℃之间。
更进一步的，所述Zn反应前驱体包括二乙基锌、二甲基锌，与H2O反应生成Zn-O键，源温在18～40℃之间，反应腔的温度保持在40～120 ℃之间。
本发明的有益效果在于：引入的金属-氧化学键可以消除水分子表面张力的影响，有效增强光刻胶图形的机械强度，抑制图形的坍塌与黏连；生长工艺简单，成本低，效率高；生长温度低，不会对光刻胶图形造成新的破坏；去胶时容易清除图形表面附着的金属-氧化学键，不会引入新污染。
附图说明
下面结合附图和实施实例对本发明做进一步的阐述。
图1为本发明中去离子水冲洗吹干的光刻胶图形示意图；
图2为本发明光刻胶图形样品中通入反应前驱体示意图；
图3为本发明气体吹扫后的光刻胶图形样品示意图。
具体实施方式
实施例1
一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，具体步骤如下：
把显影后的光刻胶图形用去离子水清洗60s，用N2吹干备用，如图1所示；
把光刻胶图形样品放入Beneq TFS-200型ALD设备的反应腔，反应温度设为80 ℃，TMA的源温设为20℃，将TMA通入反应腔10s，如图2所示；
使用氩气吹扫30s去除多余的反应物和副产物，从而得到最终产品，如图3所示。
本实施例验证了Al的反应前驱体三甲基铝(TMA)，还包括三氯化铝(AlCl3)和溴化铝(AlBr3)等所有可以在低温下与H2O反应生成Al-O键的金属化合物。
实施例2
一种高深度比光刻胶图形处理方法，具体步骤如下：
把显影后的光刻胶图形用去离子水清洗60s，用N2吹干备用；
把光刻胶图形样品放入Beneq TFS-200型ALD设备的反应腔，反应温度设为100℃，TEMAH的源温设为80 ℃；
将TEMAH通入反应腔20s；
使用氩气吹扫60s去除多余的反应物和副产物，得到最终产品。
本实施例中验证了Hf的反应前驱体四双(乙基甲基氨)铪(TEMAH)，还包括氯化铪(HfCl4)等所有可以在低温下与H2O反应生成Hf-O键的金属化合物。
实施例3
把显影后的光刻胶图形用去离子水清洗60s，用N2吹干备用；
把光刻胶图形样品放入Beneq TFS-200型ALD设备的反应腔，反应温度设为80 ℃，DEZ的源温设为20 ℃；
将DEZ通入反应腔15s；
使用氩气吹扫50s去除多余的反应物和副产物，得到最终产品。
本实施例中验证了锌的反应前驱体二乙基锌(ZnEt2，DEZ)，还包括二甲基锌(ZnMe2)等所有可以与H2O反应生成Zn-O键的锌金属化合物。
本发明提出一种通过化学反应消耗水分子并形成金属氧化物化学键增强光刻胶图形机械强度的方法，这种方法可以有效的抑制图形坍塌和黏连。往反应腔通入金属化合物反应前驱体，由于光刻胶大分子之间有足够的空隙让前驱体与光刻胶有机大分子表面的H2O分子发生反应生成金属-氧化学键，这些结合能很高的化学键附着在光刻胶分子表面，能有效的增强光刻胶图形的机械强度，防止图形的坍塌和黏连。另外，因为金属-氧化学键附着在光刻胶图形上，在去胶时可以轻易去除，不会引入新的污染。
由于光刻胶在高温下容易分解变形，所以要求反应在<120 ℃的温度下进行。本发明是基于在较低温度和真空条件下的自限制表面反应原理，要求对通入反应气体、吹扫气体的时间和流量进行精确控制。有多种化学气相沉积镀膜设备可以实现对通入反应气体时间和浓度的精确控制，包括金属有机物化学气相沉积镀膜（MOCVD）、一些经过改装的普通化学气相沉积设备(CVD)和原子层淀积镀膜设备（ALD）等。
通过上述实施例能够看出，本发明具有以下优点：
1、引入的金属-氧化学键可以消除水分子表面张力的影响，有效增强光刻胶图形的机械强度，抑制图形的坍塌与黏连；
2、生长工艺简单，成本低，效率高；
3、生长温度低，不会对光刻胶图形造成新的破坏；
4、去胶时容易清除图形表面附着的金属-氧化学键，不会引入新污染。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，其特征在于：通过化学反应引入金属-氧化学键消除光刻胶图形表面去离子水表面张力影响，增强光刻胶图形机械强度从而抑制图形坍塌与黏连，把显影后的光刻胶图形样品放入化学气相沉积设备反应腔，把金属在设定温度下与水发生反应的化合物前驱体通入反应腔，与光刻胶中的水分子反应，最后使用吹扫气体去除多余的反应物和副产物，消耗光刻胶图形表面水分子的同时引入金属-氧化学键，极大的增强光刻胶图形的机械强度，抑制图形的坍塌和变形。
2.根据权利要求1所述的抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，其特征在于：把显影液中取出的光刻胶图形放入去离子水中晃动水洗，洗好取出后用高纯N2吹干；把光刻胶图形样品放入反应腔，设定反应温度在40～120℃之间，把金属化合物前驱体通入反应腔中1～600秒，使用惰性气体或不与反应前驱体发生化学反应的气体吹扫1～300秒，去除多余的反应物和副产物。
3.根据权利要求1所述的抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，其特征在于：所述光刻胶图形为正胶或负胶。
4.根据权利要求1所述的抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，其特征在于：所述化学气相沉积设备能对反应物的通入时间与剂量进行精确控制，包括原子层淀积镀膜设备、金属有机物化学气相沉积镀膜设备或改装的化学气相沉积设备。
5.根据权利要求2所述的抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，其特征在于：所述金属化合物前驱体包括Al、Zn、Hf的一种或多种反应前驱体。
6.根据权利要求5所述的抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，其特征在于：所述Al反应前驱体包括三甲基铝、三氯化铝和溴化铝，与H2O反应生成Al-O键，源温在18～40℃之间，反应腔的温度保持在40～120℃之间。
7.根据权利要求5所述的抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，其特征在于：所述Hf反应前驱体包括四双(乙基甲基氨)铪、氯化铪，与H2O反应生成Hf-O键，源温在60～100℃之间，反应腔的温度保持在80～120℃之间。
8.根据权利要求5所述的抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法，其特征在于：所述Zn反应前驱体包括二乙基锌、二甲基锌，与H2O反应生成Zn-O键，源温在18～40℃之间，反应腔的温度保持在40～120 ℃之间。
CN202010302901.1A 2020-04-17 2020-04-17 一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法 Active CN111399348B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010302901.1A CN111399348B (zh) 2020-04-17 2020-04-17 一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010302901.1A CN111399348B (zh) 2020-04-17 2020-04-17 一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111399348A CN111399348A (zh) 2020-07-10
CN111399348B true CN111399348B (zh) 2023-03-31

Family

ID=71435200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010302901.1A Active CN111399348B (zh) 2020-04-17 2020-04-17 一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111399348B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001096955A2 (en) * 2000-06-15 2001-12-20 Applied Materials, Inc. A method and apparatus for etching metal layers on substrates
CN103177970A (zh) * 2013-02-26 2013-06-26 上海大学 一种氧化物薄膜晶体管制备方法
CN103928301A (zh) * 2014-04-18 2014-07-16 中国科学院微电子研究所 一种金属-介质-金属结构电容的制作方法
CN106856163A (zh) * 2016-11-22 2017-06-16 上海华力微电子有限公司 一种高深宽比图形结构的形成方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001096955A2 (en) * 2000-06-15 2001-12-20 Applied Materials, Inc. A method and apparatus for etching metal layers on substrates
CN103177970A (zh) * 2013-02-26 2013-06-26 上海大学 一种氧化物薄膜晶体管制备方法
CN103928301A (zh) * 2014-04-18 2014-07-16 中国科学院微电子研究所 一种金属-介质-金属结构电容的制作方法
CN106856163A (zh) * 2016-11-22 2017-06-16 上海华力微电子有限公司 一种高深宽比图形结构的形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111399348A (zh) 2020-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI781143B (zh) 用於在基板上形成氮化矽膜之方法及相關半導體裝置結構
CN110408906A (zh) 使用硅氢卤化物前体的SiN的等离子体增强原子层沉积(PEALD)
JP2021061414A5 (zh)
TW202028505A (zh) 藉由循環沈積製程於基板上形成含過渡金屬膜之方法
KR100489140B1 (ko) 라디칼-보조 순차 ｃｖｄ
CN111593329A (zh) 包括处理步骤的循环沉积方法及用于其的装置
US7393783B2 (en) Methods of forming metal-containing structures
US9382270B2 (en) Substituted silacyclopropane precursors and their use for the deposition of silicon-containing films
TW202140832A (zh) 氧化矽在金屬表面上之選擇性沉積
TW202041705A (zh) 氧化物與氮化物之原子層沉積
US20140166049A1 (en) Cleaning method of process chamber
CN111399348B (zh) 一种抑制光刻胶图形结构坍塌与黏连的方法
CN110670045A (zh) 一种原子层沉积制备有机无机杂化卤素钙钛矿材料的方法
JPWO2021076636A5 (ja) ３ｄ ｎａｎｄ及び他の用途のためのモリブデン充填
US20230140812A1 (en) Selective thermal deposition method
CN111399349B (zh) 一种高深宽比光刻胶图形处理方法
CN111146077A (zh) 一种改善薄膜缺陷的方法
CN112553600B (zh) 一种原子层沉积技术生长VxC纳米材料的方法
US20220319858A1 (en) Method and system for forming patterned structures including silicon nitride
CN107134524B (zh) 一种采用原子层沉积法制备鳍式三维多铁异质结的方法
WO2023205324A1 (en) Inherent area selective deposition of mixed oxide dielectric film
CN115274451A (zh) 一种栅极侧墙的制作方法
TW202340524A (zh) 光敏性材料以及形成圖案化結構之方法
TW202229625A (zh) 形成圖案化特徵之方法、半導體結構、半導體裝置、及處理系統
KR20230076764A (ko) 에칭 공정 및 처리 어셈블리

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant