DE102022104248A1 - Fotolack und Verfahren - Google Patents

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Chih-Cheng Liu
Yi-Chen Kuo
Yen-Yu Chen
Jr-Hung Li
Tze-Liang Lee
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Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
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Abstract

Fotolacke und Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung werden offenbart. Bei einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Aufschleudern einer ersten Hartmaskenschicht über einer Zielschicht; Abscheiden einer Fotolackschicht über der ersten Hartmaskenschicht unter Verwendung von chemischer Gasphasenabscheidung oder Atomlagenabscheidung, wobei die Fotolackschicht unter Verwendung eines oder mehrerer organometallischer Vorläufer abgeschieden wird; Erwärmen der Fotolackschicht, um eine Vernetzung zwischen dem einen oder den mehreren organometallischen Vorläufern zu bewirken; Belichten der Fotolackschicht mit strukturierter Energie; Erwärmen der Fotolackschicht, um eine Entvernetzung in der Fotolackschicht zu bewirken, wodurch ein entvernetzter Abschnitt der Fotolackschicht ausgebildet wird; und Entfernen des entvernetzten Abschnitts der Fotolackschicht.

Description

  • PRIORITÄTSANSPRUCH UND QUERVERWEIS
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 63/278,530 , eingereicht am 12. November 2021, die hiermit durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND
  • Halbleitervorrichtungen werden in einer Vielzahl von elektronischen Anwendungen verwendet, wie beispielsweise Personalcomputern, Mobiltelefonen, Digitalkameras und anderen elektronischen Geräten. Halbleitervorrichtungen werden typischerweise durch sequentielles Abscheiden von isolierenden oder dielektrischen Schichten, leitenden Schichten und Halbleiterschichten aus Material über einem Halbleitersubstrat und Strukturieren der verschiedenen Materialschichten unter Verwendung von Lithografie hergestellt, um Schaltungskomponenten und Elemente darauf zu bilden.
  • Die Halbleiterindustrie verbessert weiterhin die Integrationsdichte verschiedener elektronischer Komponenten (z. B. Transistoren, Dioden, Widerstände, Kondensatoren usw.) durch kontinuierliche Reduzierungen der minimalen Merkmalsgröße, die es ermöglichen, mehr Komponenten in einen gegebenen Bereich zu integrieren.
  • Figurenliste
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden, wenn sie mit den beigefügten Figuren gelesen wird. Es wird angemerkt, dass gemäß der üblichen Praxis in der Industrie verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zur Klarheit der Erörterung beliebig vergrößert oder verkleinert sein.
    • Die 1 bis 9 veranschaulichen Querschnittsansichten von Zwischenstufen der Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß einigen Ausführungsformen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale der Erfindung bereit. Spezifische Beispiele von Komponenten und Anordnungen werden im Folgenden beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht einschränkend sein. Zum Beispiel kann die Ausbildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt ausgebildet sind, und kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal ausgebildet sein können, so dass das erste und das zweite Merkmal möglicherweise nicht in direktem Kontakt sind. Zusätzlich kann die vorliegende Offenbarung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
  • Darüber hinaus können hier räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter befindlich“, „unter“, „untere(r)“/„unteres“, „über“, „obere(r)“/„oberes“ und dergleichen, zur einfachen Beschreibung der Beziehung eines Elements oder einer Struktur zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Strukturen verwendet werden, die in den Figuren dargestellt sind. Die räumlich relativen Begriffe sollen verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb neben der in den Figuren dargestellten Ausrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet werden (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Ausrichtung), und die hierin verwendeten räumlichen relativen Deskriptoren können auch entsprechend interpretiert werden.
  • Verschiedene Ausführungsformen stellen verbesserte Fotolacke, Verfahren zum Bilden derselben und Verfahren zum Strukturieren von Zielschichten unter Verwendung der Fotolacke bereit. Die Fotolacke können molekulare organometallische Fotolacke sein, die positive Tonmaterialien sein können. Die verbesserten Fotolacke können durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD), Atomlagenabscheidung (ALD) oder dergleichen abgeschieden werden. Das Abscheiden der Fotolacke durch CVD oder ALD ermöglicht, dass die Fotolacke ohne Verwendung toxischer organischer Lösungsmittel abgeschieden werden, was ein umweltfreundlicherer Prozess ist. CVD und ALD sind materialeffiziente Prozesse, was Abfall und Kosten reduziert. Das Abscheiden der Fotolacke durch CVD oder ALD führt dazu, dass die Fotolacke mit einer gleichmäßigen Dichte und einer steuerbaren Filmdicke abgeschieden werden, was die lithografische Leistung und den Strukturtransfer erhöht, Vorrichtungsdefekte reduziert und die Vorrichtungsleistung verbessert. Molekulare organometallische Fotolacke weisen eine gute Absorption von Energie, wie etwa Licht, auf. Dies reduziert die Dosis, die erforderlich ist, um die Fotolacke zu strukturieren, reduziert Kosten und erhöht den Durchsatz. Molekulare organometallische Fotolacke weisen eine gute Ätzbeständigkeit gegenüber anderen Halbleitermaterialien auf. Dies verbessert die Strukturierung von darunterliegenden Schichten, reduziert Vorrichtungsdefekte und verbessert die Vorrichtungsleistung.
  • Die 1 bis 9 veranschaulichen Querschnittsansichten von Zwischenstufen bei der Ausbildung von Merkmalen in einer Zielschicht 102 einer Halbleitervorrichtung 101 gemäß einigen Ausführungsformen. Die Zielschicht 102 ist eine Schicht, in der eine Mehrzahl von Strukturen ausgebildet werden soll. Bei einigen Ausführungsformen kann die Halbleitervorrichtung 101 als Teil eines größeren Wafers verarbeitet werden. Bei solchen Ausführungsformen kann, nachdem verschiedene Merkmale der Halbleitervorrichtung 101 ausgebildet wurden (z. B. aktive Vorrichtungen, Interconnect-Strukturen und dergleichen), ein Vereinzelungsprozess angewendet werden, um Regionen des Wafers zu ritzen, um einzelne Halbleiter-Dies von dem Wafer zu trennen (auch als Vereinzelung bezeichnet).
  • 1 veranschaulicht einen Mehrschicht-Filmstapel 120, der über einem Halbleitersubstrat 100 ausgebildet ist. Der Mehrschicht-Filmstapel 120 kann die Zielschicht 102, eine erste dielektrische Schicht 104, eine erste Hartmaskenschicht 106 und eine zweite dielektrische Schicht 108 aufweisen. Die erste dielektrische Schicht 104, die erste Hartmaskenschicht 106 und die zweite dielektrische Schicht 108 können optionale Schichten sein und können bei einigen Ausführungsformen weggelassen werden. Die erste dielektrische Schicht 104, die erste Hartmaskenschicht 106 und die zweite dielektrische Schicht 108 können in einer beliebigen gewünschten Reihenfolge gestapelt werden, können gemäß einigen Ausführungsformen dupliziert werden oder können anderweitig wiederholt werden.
  • Das Halbleitersubstrat 100 kann aus einem Halbleitermaterial, wie etwa Silizium, dotiert oder undotiert, oder einer aktiven Schicht eines Halbleiter-auf-Isolator(SOI)-Substrats ausgebildet werden. Das Halbleitersubstrat 100 kann andere Halbleitermaterialien, wie etwa Germanium; einen Verbindungshalbleiter, der Siliziumcarbid, Galliumarsen, Galliumphosphid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und/oder Indiumantimonid aufweist; einen Legierungshalbleiter, der SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GaInAs, GaInP und/oder GaInAsP aufweist; Kombinationen davon; oder dergleichen aufweisen. Andere Substrate, wie etwa mehrschichtige oder Gradientensubstrate, können ebenfalls verwendet werden. Vorrichtungen, wie etwa Transistoren, Dioden, Kondensatoren, Widerstände und dergleichen, können in und/oder auf einer aktiven Oberfläche des Halbleitersubstrats 100 ausgebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zielschicht 102 ein Halbleitersubstrat sein. Zum Beispiel kann die Zielschicht 102 bei einigen Ausführungsformen ein Halbleitersubstrat sein, das verwendet wird, um Finne-Feldeffekttransistoren (FinFETs), Nanostruktur-Feldeffekttransistoren (Nano-FETs) oder dergleichen zu bilden. Bei solchen Ausführungsformen kann das Halbleitersubstrat 100 weggelassen werden.
  • Die Zielschicht 102 kann eine Schicht sein, in der eine Struktur ausgebildet werden soll. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zielschicht 102 eine leitfähige Schicht, eine dielektrische Schicht, eine Halbleiterschicht oder dergleichen sein. Bei Ausführungsformen, bei denen die Zielschicht 102 eine leitfähige Schicht ist, kann die Zielschicht eine Metallschicht, eine Polysiliziumschicht oder dergleichen sein. Die Zielschicht 102 kann durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), chemische Gasphasenabscheidung (CVD) (z. B. Deckenabscheidung oder dergleichen) oder dergleichen abgeschieden werden. Die leitfähige Schicht kann gemäß den im Folgenden beschriebenen Prozessen strukturiert werden, um Metall-Gates (z. B. in einem Cut-Metal-Gate-Prozess), leitfähige Leitungen, leitfähige Durchkontaktierungen, Dummy-Gates (z. B. für Replacement-Gates in FinFETs, Nano-FETs oder dergleichen) oder dergleichen zu bilden.
  • Bei Ausführungsformen, bei denen die Zielschicht 102 eine dielektrische Schicht ist, kann die Zielschicht 102 eine dielektrische Zwischenmetallschicht, eine dielektrische Zwischenschicht, eine Passivierungsschicht oder dergleichen sein. Die Zielschicht 102 kann ein Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante (z. B. ein Low-k-Material) sein. Zum Beispiel kann die Zielschicht 102 eine Dielektrizitätskonstante aufweisen, die niedriger als 3,8, niedriger als 3,0 oder niedriger als 2,5 ist. Die Zielschicht 102 kann ein Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstante sein, wie z. B. einer Dielektrizitätskonstante, die höher als 3,8 ist. Die Zielschicht 102 kann durch CVD, Atomlagenabscheidung (ALD) oder dergleichen abgeschieden werden. Eine oder mehrere Öffnungen (wie z. B. Öffnungen 114, die im Folgenden in Bezug auf 6 besprochen werden) können in der Zielschicht 102 gemäß den im Folgenden beschriebenen Prozessen strukturiert werden, und leitfähige Leitungen, leitfähige Durchkontaktierungen oder dergleichen können in den Öffnungen in der Zielschicht 102 ausgebildet werden.
  • Bei Ausführungsformen, bei denen die Zielschicht 102 ein Halbleitermaterial ist, kann die Zielschicht 102 aus Silizium, Siliziumgermanium oder dergleichen ausgebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zielschicht 102 aus einem kristallinen Halbleitermaterial, wie etwa kristallinem Silizium, kristallinem Siliziumcarbid, kristallinem Siliziumgermanium, einer kristallinen III-V-Verbindung oder dergleichen ausgebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen können Öffnungen (wie z. B. Öffnungen 114, die im Folgenden in Bezug auf 6 besprochen werden) in der Zielschicht 102 gemäß den im Folgenden beschriebenen Prozessen strukturiert werden, und Regionen mit flacher Grabenisolation (STI) können in den Öffnungen in der Zielschicht 102 ausgebildet werden. Halbleiterfinnen können zwischen benachbarten STI-Regionen hervorstehen, und Source/Drain-Regionen können in den Halbleiterfinnen ausgebildet werden. Die Halbleiterfinnen können Material der Zielschicht 102 umfassen, das nach dem Ausbilden der Öffnungen in der Zielschicht 102 verbleibt. Gate-Dielektrikum-Schichten und Gate-Elektroden können über Kanalregionen in den Halbleiterfinnen ausgebildet werden, wodurch Halbleitervorrichtungen, wie etwa FinFETs, Nano-FETs oder dergleichen, ausgebildet werden.
  • Obwohl 1 die Zielschicht 102 als physisch mit dem Halbleitersubstrat 100 in Kontakt stehend veranschaulicht, kann eine beliebige Anzahl von dazwischenliegenden Schichten zwischen der Zielschicht 102 und dem Halbleitersubstrat 100 angeordnet werden. Solche dazwischenliegenden Schichten können eine dielektrische Zwischenschicht (ILD-Schicht) umfassen, die ein Low-k-Dielektrikum umfassen kann und darin ausgebildete Kontaktstecker umfassen kann; andere dielektrische Zwischenschichten (IMD-Schichten) mit darin ausgebildeten leitfähigen Leitungen und/oder Durchkontaktierungen; eine oder mehrere Zwischenschichten (z. B. Ätzstoppschichten, Adhäsionsschichten oder dergleichen); Kombinationen davon; oder dergleichen. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Ätzstoppschicht direkt unter der Zielschicht 102 angeordnet werden. Die Ätzstoppschicht kann als ein Stopp für einen Ätzprozess fungieren, der anschließend auf der Zielschicht 102 durchgeführt wird (z. B. der Ätzprozess, der im Folgenden in Bezug auf 6 beschrieben wird). Die Materialien und Prozesse, die zum Ausbilden der Ätzstoppschicht verwendet werden, können vom Material der Zielschicht 102 abhängen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Ätzstoppschicht aus Siliziumnitrid, SiON, SiCON, SiC, SiOC, SiCxNy, SiOx, anderen Dielektrika, Kombinationen davon oder dergleichen ausgebildet werden. Die Ätzstoppschicht kann durch CVD, ALD, plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD), Niederdruck-CVD (LPCVD), PVD oder dergleichen abgeschieden werden.
  • Die erste dielektrische Schicht 104 wird über der Zielschicht 102 ausgebildet. Die erste dielektrische Schicht 104 kann eine Antireflexbeschichtung (ARC) sein, die beim Belichten und Fokussieren von darüberliegenden Fotolackschichten (die im Folgenden besprochen werden) während der Struktur der darüberliegenden Fotolackschichten helfen kann. Bei manchen Ausführungsformen kann die erste dielektrische Schicht 104 aus SiON, Siliziumcarbid, Materialien, die mit Sauerstoff (O) und/oder Stickstoff (N) dotiert sind, oder dergleichen ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen ist die erste dielektrische Schicht 104 im Wesentlichen frei von Stickstoff und kann aus einem Oxid ausgebildet werden. Bei solchen Ausführungsformen kann die erste dielektrische Schicht 104 auch als eine stickstofffreie ARC (NFARC) bezeichnet werden. Eine Materialzusammensetzung der ersten dielektrischen Schicht 104 kann bei manchen Ausführungsformen ausgewählt werden, um Reflexion zu verhindern. Die erste dielektrische Schicht 104 kann durch PECVD, High-Density-Plasma(HDP)-Abscheidung oder dergleichen abgeschieden werden.
  • Die erste Hartmaskenschicht 106 wird über der ersten dielektrischen Schicht 104 ausgebildet. Die erste Hartmaskenschicht 106 kann aus einem Material, das ein Metall (z. B. Titannitrid, Titan, Tantalnitrid, Tantal, ein metalldotiertes Carbid (z. B. Wolframcarbid) oder dergleichen); ein Metalloid (z. B. Siliziumnitrid, Bornitrid, Siliziumcarbid oder dergleichen); ein Oxid (z. B. Siliziumdioxid (SiO2), ein aus Tetraethylorthosilikat (TEOS) ausgebildetes Oxid oder dergleichen); Silizium oder dergleichen umfasst, ausgebildet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Materialzusammensetzung der ersten Hartmaskenschicht 106 bestimmt werden, um eine hohe Ätzselektivität mit einer darunterliegenden Schicht, zum Beispiel in Bezug auf die erste dielektrische Schicht 104 und/oder die Zielschicht 102, bereitzustellen. Die erste Hartmaskenschicht 106 kann durch CVD, PVD, ALD oder dergleichen abgeschieden werden. In anschließenden Verarbeitungsschritten wird eine Struktur auf der ersten Hartmaskenschicht 106 unter Verwendung eines Ausführungsform-Strukturierungsprozesses ausgebildet. Die erste Hartmaskenschicht 106 wird dann als eine Ätzmaske zum Ätzen der Zielschicht 102 verwendet, wobei die Struktur der ersten Hartmaskenschicht 106 auf die Zielschicht 102 übertragen wird.
  • Die zweite dielektrische Schicht 108 wird über der ersten Hartmaskenschicht 106 ausgebildet. Die zweite dielektrische Schicht 108 kann aus einem Siliziumoxidmaterial ausgebildet werden. Zum Beispiel kann die zweite dielektrische Schicht 108 ein Oxid sein, das aus Borphosphorsilikattetraethylorthosilikat (BPTEOS), undotiertem TEOS oder dergleichen ausgebildet wird. Die zweite dielektrische Schicht 108 kann durch CVD, ALD, PEALD, Aufschleuderbeschichtung oder dergleichen abgeschieden werden. Andere Prozesse und Materialien können verwendet werden. Bei manchen Ausführungsformen fungiert die zweite dielektrische Schicht 108 auch als eine Antireflexbeschichtung. Die erste Hartmaskenschicht 106 und die zweite dielektrische Schicht 108 können unterschiedliche Materialzusammensetzungen aufweisen, so dass die erste Hartmaskenschicht 106 und die zweite dielektrische Schicht 108 jeweils selektiv geätzt werden können. Obwohl 1 die zweite dielektrische Schicht 108 als über der ersten Hartmaskenschicht 106 angeordnet veranschaulicht, kann die zweite dielektrische Schicht 108 bei manchen Ausführungsformen unter der ersten Hartmaskenschicht 106 angeordnet werden.
  • In 2 wird eine zweite Hartmaskenschicht 110 über dem Mehrschicht-Filmstapel 120 ausgebildet. Die zweite Hartmaskenschicht 110 kann durch Aufschleuderbeschichtung oder dergleichen abgeschieden und anschließend gebacken werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die zweite Hartmaskenschicht 110 ein Aufschleuderkohlenstoffmaterial (SOC-Material), ein unteres Antireflexbeschichtungsmaterial (BARC-Material) oder dergleichen aufweisen. Die zweite Hartmaskenschicht 110 kann organische Polymere mit einem hohen Kohlenstoffgehalt aufweisen (z. B. kann die zweite Hartmaskenschicht 110 einen Kohlenstoffgehalt von etwa 20 Gew.-% bis etwa 90 Gew.-% aufweisen). Die zweite Hartmaskenschicht 110 kann verwendet werden, um die Selektivität einer Mehrschicht-Fotolackstruktur (wie etwa der Mehrschicht-Fotolackstruktur 122, die im Folgenden in Bezug auf 3 besprochen wird) zu den darunterliegenden Schichten des Mehrschicht-Filmstapels 120 zu erhöhen. Das Einbeziehen organischer Polymere mit hohen Kohlenstoffgehalten in die zweite Hartmaskenschicht 110 kann eine Ätzselektivität der zweiten Hartmaskenschicht 110 gegenüber darunterliegenden Schichten des Mehrschicht-Filmstapels 120 erhöhen. Die zweite Hartmaskenschicht 110 kann ferner fotoaktive Verbindungen (PACs) aufweisen, wie etwa Fotosäuregeneratoren (PAGs), Fotobasengeneratoren (PBGs) und dergleichen. Bei manchen Ausführungsformen können die PAGs Iodoniumsalze (wie etwa tert-Butylphenyliodoniumperfluoroctansulfonat (TBI-PFOS) oder dergleichen), Sulfoniumsalze (wie etwa Triphenylsulfoniumperfluorbutansulfonat (TPS-PFBS), Triphenylsulfoniumtrifluorsulfonat (TPS-TF) oder dergleichen), Kombinationen davon oder dergleichen aufweisen. Die fotoaktiven Verbindungen können in die zweite Hartmaskenschicht 110 einbezogen werden, um beim Entvernetzen einer anschließend abgeschiedenen Fotolackschicht (wie etwa der Fotolackschicht 112, die im Folgenden in Bezug auf 3 besprochen wird) während des Belichtens der Fotolackschicht mit einer strukturierten Energiequelle zu helfen. Bei manchen Ausführungsformen kann ein Lösungsmittel, das bei der Abscheidung der zweiten Hartmaskenschicht 110 verwendet wird, ein organisches Lösungsmittel aufweisen, wie etwa Propylenglycolmethyletheracetat (PGMEA) oder dergleichen.
  • In 3 wird eine Fotolackschicht 112 über der zweiten Hartmaskenschicht 110 ausgebildet. Die Kombination der Fotolackschicht 112 und der zweiten Hartmaskenschicht 110 kann als eine Mehrschicht-Fotolackstruktur 122 bezeichnet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die Fotolackschicht 112 aus einer organometallischen Verbindung ausgebildet werden. Die Fotolackschicht 112 kann durch CVD, ALD, Aufschleuderbeschichtung oder dergleichen abgeschieden werden. Bei Ausführungsformen, bei denen die Fotolackschicht 112 durch CVD oder ALD abgeschieden wird, kann die Abscheidung bei einer Temperatur von etwa 100 °C bis etwa 500 °C, bei einem Druck von etwa 5 mTorr bis etwa 10 Torr mit einer Plasmaleistung von weniger als etwa 1.000 W durchgeführt werden. Die zweite Fotolackschicht 112 kann aus organometallischen Vorläufern abgeschieden werden, die in der Gasphase zugeführt werden können. Die organometallischen Vorläufer können mit einer Fließrate von etwa 100 sccm bis etwa 2.000 sccm zugeführt werden. Bei manchen Ausführungsformen weisen die organometallischen Vorläufer die folgenden allgemeinen Formeln auf: M(CH2COOX)4, M(CH2COOR)4, M(CH=CH2)4, M(CH(CH3)X)4 oder M(N=C=O)4. M stellt ein Metall dar, das Zinn (Sn), Wismut (Bi), Antimon (Sb), Indium (In), Tellur (Te) oder dergleichen aufweisen kann. X stellt ein Halogen dar, wie etwa Chlor (Cl), Brom (Br), Iod (I) oder dergleichen. R stellt eine Alkylgruppe dar, die linear oder verzweigt sein kann und von 1 Kohlenstoffatom bis 5 Kohlenstoffatome aufweisen kann. Dementsprechend können die organometallischen Vorläufer die folgenden Strukturen aufweisen:
    Figure DE102022104248A1_0001
    Figure DE102022104248A1_0002
    Figure DE102022104248A1_0003
    Figure DE102022104248A1_0004
    Figure DE102022104248A1_0005
  • Bei jeder der obigen Strukturen ist nur eine funktionelle Gruppe vollständig veranschaulicht. Jede Struktur kann vier der veranschaulichten funktionellen Gruppen aufweisen, wobei die drei anderen funktionellen Gruppen durch das - Symbol dargestellt sind. Die anderen funktionellen Gruppen, die durch das - Symbol dargestellt sind, sind die gleichen wie die veranschaulichte funktionelle Gruppe bei jeder der obigen Strukturen und überall in dieser Anmeldung. Bei weiteren Ausführungsformen können die organometallischen Vorläufer die allgemeine Formel MxAaBb aufweisen, wobei M eines der oben beschriebenen Metalle darstellt, A und B beliebige zwei der oben beschriebenen Liganden (z. B. CH2COOX, CH2COOR, CH=CH2, CH(CH3)X oder N=C=O) darstellen, x im Bereich von 1 bis 2 liegt, a und b jeweils größer als oder gleich 1 sind und die Summe von a und b kleiner als oder gleich 6 ist.
  • Die organometallischen Vorläufer können mit einem Co-Reaktanten reagieren, bevor sie polymerisiert werden, um die Fotolackschicht 112 auszubilden. Bei manchen Ausführungsformen kann der Co-Reaktant Wasserdampf (H2O), Ammoniak (NH3) oder dergleichen aufweisen. Zum Beispiel können die organometallischen Vorläufer mit dem Co-Reaktanten gemäß den folgenden Reaktionen reagieren:
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    Figure DE102022104248A1_0007
    Figure DE102022104248A1_0008
    Figure DE102022104248A1_0009
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    Figure DE102022104248A1_0011
    Figure DE102022104248A1_0012
    Figure DE102022104248A1_0013
  • Bei jeder der obigen Strukturen veranschaulicht nur eine funktionelle Gruppe als mit jedem der Co-Reaktanten reagierend. Jedoch kann eine beliebige Anzahl der funktionellen Gruppen mit den Co-Reaktanten reagieren.
  • Die organometallischen Vorläufer werden auf der zweiten Hartmaskenschicht 110 abgeschieden und werden dann einem Backen nach dem Abscheiden unterzogen, um eine Vernetzung zwischen den organometallischen Vorläufern zu bewirken und die Fotolackschicht 112 auszubilden. Das Backen nach dem Abscheiden kann bei einer Temperatur von etwa 70 °C bis etwa 150 °C, bei einem Druck von etwa 100 Torr bis etwa 1 atm (760 Torr) und für eine Dauer von etwa 20 Sekunden bis etwa 10 Minuten durchgeführt werden. Die organometallischen Vorläufer können mindestens zwei der oben beschriebenen Strukturen aufweisen. Zum Beispiel können die organometallischen Vorläufer M(CH2COOH)4 und M(CH(CH3)OH)4; M(CH2COOH)4 und M(CH(CH3)NH2)4; M(N=C=O)4 und M(CH(CH3)OH)4; oder M(N=C=O)4 und M(CH(CH3)NH2)4 aufweisen. Die organometallischen Vorläufer könnten vernetzt werden um M(CH2COOH)3(CH2COOCHCH3)M(CH(CH3)OH)3, M(CH2COOH)3(CH2C=ONHCHCH3)M(CH(CH3)NH2)3, oder M(N=C=O)3(NHCOOCHCH3)M(CH(CH3)OH)3 zu bilden. Die organometallischen Vorläufer können gemäß den folgenden Reaktionen vernetzt werden:
    Figure DE102022104248A1_0014
    Figure DE102022104248A1_0015
    Figure DE102022104248A1_0016
  • Bei jeder der obigen Strukturen ist nur eine funktionelle Gruppe jedes organometallischen Vorläufers als mit einer funktionellen Gruppe eines anderen organometallischen Vorläufers reagierend veranschaulicht, um ein vernetztes Fotolackmolekül auszubilden. Jedoch kann eine beliebige Anzahl der funktionellen Gruppen aus den organometallischen Vorläufern vernetzt werden, um die vernetzten Fotolackmoleküle auszubilden.
  • Das Abscheiden der Fotolackschicht 112 unter Verwendung von CVD, ALD oder dergleichen führt dazu, dass die Fotolackschicht 112 eine steuerbare Filmdicke aufweist. Zum Beispiel kann die Fotolackschicht 112 mit einer Dicke im Bereich von etwa 4 nm bis etwa 400 nm abgeschieden werden. Die Fotolackschicht 112 kann mit hoher Filmgleichmäßigkeit, einschließlich einer gleichmäßigen Filmdichte, über einer großen Fläche abgeschieden werden. Das Ausbilden der Fotolackschicht 112 der beschriebenen organometallischen Materialien ermöglicht, dass die Fotolackschicht 112 verwendet wird, um kleinere Merkmale zu strukturieren, wie z. B. Merkmale mit kritischen Abmessungen von weniger als etwa 5 nm. Infolgedessen kann die Fotolackschicht 112 verwendet werden, um kleinere Vorrichtungen mit verbesserter Leistung und reduzierten Vorrichtungsdefekten auszubilden. CVD und ALD sind eine höhere Effizienz und umweltfreundlicher als andere Prozesse, die verwendet werden, um Fotolacke abzuscheiden, was Kosten, Abfall und die Verwendung schädlicher Lösungsmittel reduziert.
  • Bei manchen Ausführungsformen kann die Fotolackschicht 112 mit einer Gradientenfilmdichte abgeschieden werden. Die Fotolackschicht 112 kann eine durchschnittliche Filmdichte im Bereich von etwa 2,0 g/cm3 bis etwa 3,5 g/cm3 aufweisen. Ein Verhältnis einer Dichte der Fotolackschicht 112 an einer Grenzfläche zwischen der zweiten Hartmaskenschicht 110 und der Fotolackschicht 112 zu einer Dichte der Fotolackschicht 112 an einer oberen Oberfläche der Fotolackschicht 112 gegenüber der zweiten Hartmaskenschicht 110 kann im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 2,0 liegen. Das Ausbilden der Fotolackschicht 112 mit einer Gradientenfilmdichte kann dabei helfen, Defektprobleme, wie etwa Abschaum und Überbrückung, zu reduzieren und die Ätzleistung zu verbessern, wie etwa Reduzieren der Linienbreitenrauheit (LWR: Line Width Roughness) und Linienrandrauheit (LER: Line Edge Roughness).
  • In 4 werden die Fotolackschicht 112 und die darunterliegende zweite Hartmaskenschicht 110 mit strukturierter Energie 130 belichtet und es wird ein Backen nach der Belichtung (PEB: Post-Exposure Bake) durchgeführt, um eine Entvernetzung in der Fotolackschicht 112 zu bewirken, wodurch entvernetzte Abschnitte 112d ausgebildet werden. Die Fotolackschicht 112 und die darunterliegende zweite Hartmaskenschicht 110 werden durch ein Retikel 132 zu der strukturierten Energie 130. Bei manchen Ausführungsformen kann die strukturierte Energie 130 strukturiertes Licht, wie etwa ultraviolettes (UV-) Licht, extrem ultraviolettes (EUV-) Licht oder dergleichen, aufweisen. Das Belichten der fotoaktiven Verbindungen, die in der zweiten Hartmaskenschicht 110 vorhanden sind (z. B. der Fotosäuregeneratoren und der Fotobasengeneratoren), mit der strukturierten Energie 130 bewirkt, dass Säuren und Basen 134 in der zweiten Hartmaskenschicht 110 erzeugt werden. Die Säuren/Basen 134 werden dann auf die Fotolackschicht 112 übertragen. Die Säuren/Basen 134 können als Katalysatoren fungieren, um eine Entvernetzung in Abschnitten der Fotolackschicht 112, die mit der strukturierten Energie 130 belichtet sind, zu bewirken. Bei manchen Ausführungsformen können die Säuren/Basen 134 H+- und OH--Ionen aufweisen.
  • Ein Backen nach der Belichtung wird dann an der zweiten Hartmaskenschicht 110 und der Fotolackschicht 112 durchgeführt, was eine Entvernetzung in den Abschnitten der Fotolackschicht 112, die mit der strukturierten Energie 130 belichtet sind, bewirkt und die entvernetzten Abschnitte 112d ausbildet. Die Säuren/Basen 134, die auf die Fotolackschicht 112 übertragen werden, katalysieren die Entvernetzung in den belichteten Abschnitten der Fotolackschicht 112. Die Entvernetzung in der Fotolackschicht 112 kann gemäß der folgenden Reaktion ablaufen:
    Figure DE102022104248A1_0017
  • Bei den obigen Strukturen ist nur eine Vernetzung des vernetzten Fotolackmoleküls als mit den Säuren/Basen 134 reagierend und entvernetzt veranschaulicht. Jedoch kann eine beliebige Anzahl der vernetzten Gruppen aus dem vernetzten Fotolackmolekül entvernetzt werden. Das Backen nach der Belichtung kann bei einer Temperatur von mehr als etwa 350 °C bei Umgebungsbedingungen durchgeführt werden.
  • In 5 werden die entvernetzten Abschnitte 112d der Fotolackschicht 112 entfernt, wodurch Öffnungen 114 in der Fotolackschicht 112 ausgebildet werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist die Fotolackschicht 112 ein Positiver-Ton-Fotolack, so dass die entvernetzten Abschnitte 112d, die mit der strukturierten Energie 130 belichtet wurden, entfernt werden. Die entvernetzten Abschnitte 112d können entfernt werden, indem die entvernetzten Abschnitte 112d einem Entwickler ausgesetzt werden. Die oben beschriebenen Materialien für die Fotolackschicht 112 weisen eine gute Absorption gegenüber der strukturierten Energie 130, wie etwa EUV-Licht, und eine gute Ätzselektivität zwischen den unbelichteten Abschnitten der Fotolackschicht 112 und den entvernetzten Abschnitten 112d auf. Dies verbessert die Belichtung und Entwicklung der Fotolackschicht 112, führt dazu, dass Strukturen mit kleineren kritischen Abmessungen ausgebildet werden, verbessert die Vorrichtungsleistung und reduziert Vorrichtungsdefekte. Darüber hinaus ist die Fotolackschicht 112 ein Positiver-Ton-metallorganischer Fotolack, der durch einen hocheffizienten Abscheidungsprozess ausgebildet wird, der das Potenzial aufweist, in vielen Hochleistungs-Strukturierungsprozessen verwendet zu werden.
  • In 6 werden die Öffnungen 114 durch die zweite Hartmaskenschicht 110, die zweite dielektrische Schicht 108, die erste Hartmaskenschicht 106, die erste dielektrische Schicht 104 und die Zielschicht 102 ausgedehnt. Die zweite Hartmaskenschicht 110, die zweite dielektrische Schicht 108, die erste Hartmaskenschicht 106, die erste dielektrische Schicht 104 und die Zielschicht 102 können unter Verwendung der Fotolackschicht 112 als eine Maske in einem oder mehreren Ätzprozessen strukturiert werden. Die Ätzprozesse können anisotrop sein, so dass die Öffnungen 114, die sich durch die zweite Hartmaskenschicht 110, die zweite dielektrische Schicht 108, die erste Hartmaskenschicht 106, die erste dielektrische Schicht 104 und die Zielschicht 102 erstrecken, im Wesentlichen dieselben Größen und Formen aufweisen wie die Öffnungen 114, die sich durch die Fotolackschicht 112 erstrecken. Die Ätzprozesse können Nassätzprozesse, Trockenätzprozesse, eine Kombination davon oder dergleichen umfassen. Die Ätzprozesse können Prozesse, wie etwa reaktives Ionenätzen (RIE), Neutralstrahlätzen (NBE) oder dergleichen, umfassen. Bei manchen Ausführungsformen können andere Ätztechniken verwendet werden.
  • Jede der Fotolackschicht 112, der zweiten Hartmaskenschicht 110, der zweiten dielektrischen Schicht 108, der ersten Hartmaskenschicht 106 und der ersten dielektrischen Schicht 104 ist als über der Zielschicht 102 vorhanden veranschaulicht, nachdem die Öffnungen 114 durch die zweite Hartmaskenschicht 110, die zweite dielektrische Schicht 108, die erste Hartmaskenschicht 106, die erste dielektrische Schicht 104 und die Zielschicht 102 ausgedehnt wurden. Jedoch können eine oder mehrere der Fotolackschicht 112, der zweiten Hartmaskenschicht 110, der zweiten dielektrischen Schicht 108, der ersten Hartmaskenschicht 106 und der ersten dielektrischen Schicht 104 verbraucht und/oder entfernt werden, wenn die Öffnungen 114 durch die darunterliegenden Schichten ausgedehnt werden.
  • In 7 werden die Fotolackschicht 112, die zweite Hartmaskenschicht 110, die zweite dielektrische Schicht 108, die erste Hartmaskenschicht 106 und die erste dielektrische Schicht 104 entfernt. Die Fotolackschicht 112, die zweite Hartmaskenschicht 110, die zweite dielektrische Schicht 108, die erste Hartmaskenschicht 106 und die erste dielektrische Schicht 104 können entfernt werden, nachdem die Öffnungen 114 durch die Zielschicht 102 ausgedehnt wurden. Die Fotolackschicht 112, die zweite Hartmaskenschicht 110, die zweite dielektrische Schicht 108, die erste Hartmaskenschicht 106 und die erste dielektrische Schicht 104 können durch Trockenätzprozesse, Nassätzprozesse, Plasmaveraschung, chemisch-mechanische Planarisierungs(CMP)-Prozesse, Kombinationen oder Vielfache davon oder dergleichen entfernt werden.
  • Das Ausbilden der Fotolackschicht 112 mit den oben beschriebenen Verfahren und Materialien stellt mehrere Vorteile bereit. Zum Beispiel führt das Ausbilden der Fotolackschicht 112 durch CVD, ALD oder dergleichen dazu, dass die Fotolackschicht 112 eine steuerbare Filmdicke, eine hohe Filmgleichmäßigkeit (einschließlich einer gleichmäßigen Filmdichte) und eine großflächige Abscheidung aufweist. Die Fotolackschicht 112 kann ohne toxische Lösungsmittel abgeschieden werden, was zu einem umweltfreundlicheren Prozess und einer hohen Materialeffizienz führt. Die Fotolackschicht 112 kann ein organometallisches Material sein, das eine gute Absorption von strukturierter Energie und eine gute Ätzbeständigkeit aufweist. Dies ermöglicht, dass die Fotolackschicht 112 für Ätzungen mit reduzierter kritischer Abmessung verwendet wird. Die oben beschriebenen Verfahren und Materialien können verwendet werden, um die Vorrichtungsleistung zu verbessern, Vorrichtungsabmessungen zu reduzieren und Vorrichtungsdefekte zu reduzieren.
  • 8 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der eine dritte Hartmaskenschicht 116 über der Fotolackschicht 112 ausgebildet wird, bevor die Fotolackschicht 112 mit der strukturierten Energie 130 belichtet wird. Die dritte Hartmaskenschicht 116 kann über der Fotolackschicht 112 abgeschieden werden, nachdem die Fotolackschicht 112 dem Backen nach dem Abscheiden unterzogen wurde. Die dritte Hartmaskenschicht 116 kann aus Materialien und durch Verfahren ausgebildet werden, die gleich oder ähnlich der zweiten Hartmaskenschicht 110 sind. Zum Beispiel kann die dritte Hartmaskenschicht 116 durch Aufschleuderbeschichtung oder dergleichen abgeschieden und anschließend gebacken werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die dritte Hartmaskenschicht 116 ein Aufschleuderkohlenstoffmaterial (SOC-Material), ein unteres Antireflexbeschichtungsmaterial (BARC-Material) oder dergleichen aufweisen. Die dritte Hartmaskenschicht 116 kann organische Polymere mit einem hohen Kohlenstoffgehalt aufweisen (z. B. kann die dritte Hartmaskenschicht 116 einen Kohlenstoffgehalt von etwa 20 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% aufweisen). Die dritte Hartmaskenschicht 116 kann verwendet werden, um zusätzliche fotoaktive Verbindungen bereitzustellen, um beim Entvernetzen der Fotolackschicht 112 zu helfen. Dementsprechend kann die dritte Hartmaskenschicht 116 fotoaktive Verbindungen aufweisen, wie etwa Fotosäuregeneratoren, Fotobasengeneratoren und dergleichen.
  • Ferner wird in 8 die dritte Hartmaskenschicht 116, die Fotolackschicht 112 und die zweite Hartmaskenschicht 110 mit der strukturierten Energie 130 belichtet, es wird ein Backen nach der Belichtung (PEB: Post-Exposure Bake) durchgeführt, um eine Entvernetzung in der Fotolackschicht 112 zu bewirken, wodurch entvernetzte Abschnitte 112d ausgebildet werden. Die Belichtung mit der strukturierten Energie 130 und das Backen nach der Belichtung können ähnlich oder gleich denen sein, die oben in Bezug auf 4 beschrieben wurden, mit der Ausnahme, dass Säuren/Basen 134a in der zweiten Hartmaskenschicht 110 erzeugt werden und Säuren/Basen 134b in der dritten Hartmaskenschicht 116 erzeugt werden. Sowohl die Säuren/Basen 134a als auch die Säuren/Basen 134b können auf die Fotolackschicht 112 übertragen werden und können eine Entvernetzung in der Fotolackschicht 112 während eines Backens nach der Belichtung erleichtern, wie oben in Bezug auf 4 beschrieben wurde. Das Aufnehmen von fotoaktiven Verbindungen in sowohl der zweiten Hartmaskenschicht 110 als auch der dritten Hartmaskenschicht 116, die auf gegenüberliegenden Seiten der Fotolackschicht 112 angeordnet sind, hilft dabei, eine angemessene Entvernetzung in der Fotolackschicht 112 sicherzustellen, was die Ätzselektivität zwischen den entvernetzten Abschnitten 112d und dem Rest der Fotolackschicht 112, der nicht mit der strukturierten Energie 130 belichtet wurde, verbessert. Dies verbessert die Ätzleistung, reduziert Defekte (wie etwa Abschaum und Überbrückung), reduziert die Linienbreitenrauheit und Linienrandrauheit und ermöglicht, dass kleinere kritische Abmessungen mit der Fotolackschicht 112 erreicht werden.
  • In 9 wird die dritte Hartmaskenschicht 116 entfernt. Die dritte Hartmaskenschicht 116 kann durch Trockenätzen, Nassätzen, ein CMP, Kombinationen davon oder dergleichen entfernt werden. Nachdem die dritte Hartmaskenschicht 116 entfernt wurde, können die entvernetzten Abschnitte 112d der Fotolackschicht 112 entfernt werden, und die Schritte der 6 und 7 können wie oben beschrieben durchgeführt werden.
  • Ausführungsformen können verschiedene Vorteile erreichen. Zum Beispiel führt das Ausbilden der Fotolackschicht 112 durch CVD, ALD oder dergleichen dazu, dass die Fotolackschicht 112 eine steuerbare Filmdicke, eine hohe Filmgleichmäßigkeit (einschließlich einer gleichmäßigen Filmdichte) und eine großflächige Abscheidung aufweist. Die Fotolackschicht 112 kann ohne toxische Lösungsmittel abgeschieden werden, was zu einem umweltfreundlicheren Prozess und einer hohen Materialeffizienz führt. Die Fotolackschicht 112 kann ein organometallisches Material sein, das eine gute Absorption von strukturierter Energie und eine gute Ätzbeständigkeit aufweist. Dies ermöglicht, dass die Fotolackschicht 112 für Ätzungen mit reduzierter kritischer Abmessung verwendet wird. Die oben beschriebenen Verfahren und Materialien können verwendet werden, um die Vorrichtungsleistung zu verbessern, Vorrichtungsabmessungen zu reduzieren und Vorrichtungsdefekte zu reduzieren. Das Ausbilden der dritten Hartmaskenschicht 116 über der Fotolackschicht 112 kann die Ätzleistung der Fotolackschicht 112 weiter verbessern, was zu reduzierten Vorrichtungsdefekten, niedrigeren erreichbaren kritischen Abmessungen und einer verbesserten Vorrichtungsleistung führt.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Aufschleudern einer ersten Hartmaskenschicht über einer Zielschicht; Abscheiden einer Fotolackschicht über der ersten Hartmaskenschicht unter Verwendung von chemischer Gasphasenabscheidung oder Atomlagenabscheidung, wobei die Fotolackschicht unter Verwendung eines oder mehrerer organometallischer Vorläufer abgeschieden wird; Erwärmen der Fotolackschicht, um eine Vernetzung zwischen dem einen oder den mehreren organometallischen Vorläufern zu bewirken; Belichten der Fotolackschicht mit strukturierter Energie; Erwärmen der Fotolackschicht, um ein Entvernetzen in der Fotolackschicht zu bewirken, wodurch ein entvernetzter Abschnitt der Fotolackschicht ausgebildet wird; und Entfernen des entvernetzten Abschnitts der Fotolackschicht. In einer Ausführungsform weist die erste Hartmaskenschicht fotoaktive Verbindungen auf. In einer Ausführungsform belichtet das Belichten der Fotolackschicht mit der strukturierten Energie ferner die erste Hartmaskenschicht mit der strukturierten Energie, Belichten der ersten Hartmaskenschicht mit der strukturierten Energie, wodurch Säuren oder Basen in der ersten Hartmaskenschicht erzeugt werden, wobei die Säuren oder Basen auf die Fotolackschicht übertragen werden und die Säuren oder Basen mit der Fotolackschicht beim Entvernetzen der Fotolackschicht reagieren. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner Aufschleudern einer zweiten Hartmaskenschicht über der Fotolackschicht, wobei die zweite Hartmaskenschicht zusätzliche fotoaktive Verbindungen beinhaltet. In einer Ausführungsform weisen der eine oder die mehreren organometallischen Vorläufer einen ersten Vorläufer auf, der M(CH2COOX)4 oder M(CH2COOR)4 aufweist, und einen zweiten Vorläufer, der M(CH=CH2)4 oder M(CH(CH3)X)4 aufweist, wobei M ein Metall darstellt, X ein Halogen darstellt und R eine Alkylgruppe darstellt. In einer Ausführungsform weisen der eine oder die mehreren organometallischen Vorläufer einen ersten Vorläufer auf, der M(N=C=O)4 aufweist, und einen zweiten Vorläufer, der M(CH=CH2)4 oder M(CH(CH3)X)4 aufweist, wobei M ein Metall darstellt, X ein Halogen darstellt und R eine Alkylgruppe darstellt. In einer Ausführungsform setzt das Erwärmen der Fotolackschicht, um eine Entvernetzung in der Fotolackschicht zu bewirken, Kohlendioxid frei.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Reagieren eines ersten Vorläufers mit einem ersten Reaktanten, um eine erste Verbindung auszubilden, wobei der erste Vorläufer M(CH2COOX)4 oder M(CH2COOR)4 aufweist, wobei M ein Metall darstellt, X ein Halogen darstellt und R eine Alkylgruppe darstellt; das Reagieren eines zweiten Vorläufers mit dem ersten Reaktanten, um eine zweite Verbindung auszubilden, wobei der zweite Vorläufer M(CH=CH2)4 oder M(CH(CH3)X)4 aufweist; und das Vernetzen der ersten Verbindung mit der zweiten Verbindung, um eine vernetzte Verbindung auszubilden. Bei einer Ausführungsform weist der erste Reaktant Wasser auf. Bei einer Ausführungsform weist der erste Reaktant Ammoniak auf. Bei einer Ausführungsform bildet das Vernetzen der ersten Verbindung mit der zweiten Verbindung einen Positiver-Ton-Fotolack. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Abscheiden des ersten Vorläufers und des zweiten Vorläufers über einer Zielschicht durch chemische Gasphasenabscheidung oder Atomlagenabscheidung; und das Durchführen eines Backens nach der Abscheidung an der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung, um die Vernetzung der ersten Verbindung mit der zweiten Verbindung zu bewirken. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Belichten der vernetzten Verbindung mit strukturierter Energie; und das Durchführen eines Backens nach der Belichtung an der vernetzten Verbindung, um eine Entvernetzung in der vernetzten Verbindung zu bewirken. Bei einer Ausführungsform werden der erste Vorläufer und der zweite Vorläufer mit einer Fließrate von 100 sccm bis 2.000 sccm zugeführt und der erste Vorläufer und der zweite Vorläufer werden bei einer Temperatur von 100 °C bis 500 °C, einem Druck im Bereich von 5 mTorr bis 10 Torr und mit einer aufgebrachten Plasmaleistung von weniger als 1.000 W abgeschieden.
  • Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Bilden einer ersten Hartmaskenschicht über einer Zielschicht; und das Bilden eines vernetzten Fotolacks über der ersten Hartmaskenschicht, umfassend das Bilden des vernetzten Fotolacks, das Vernetzen einer ersten organometallischen Verbindung mit einer zweiten organometallischen Verbindung, wobei die erste organometallische Verbindung M(CH2COOH)4 oder M(N=C=O)4 aufweist, und die zweite organometallische Verbindung M(CH(CH3)OH)4 oder M(CH(CH3)NH2)4 aufweist, wobei M ein Metall darstellt, X ein Halogen darstellt und Reine Alkylgruppe darstellt. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Bilden einer zweiten Hartmaskenschicht über dem vernetzten Fotolack. Bei einer Ausführungsform weisen die erste Hartmaskenschicht und die zweite Hartmaskenschicht Fotosäuregeneratoren und Fotobasengeneratoren. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Belichten des vernetzten Fotolacks mit strukturierter Energie und einem Backen nach der Belichtung, um entvernetzte Abschnitte aus dem vernetzten Fotolack auszubilden. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Belichten des vernetzten Fotolacks und der entvernetzten Abschnitte mit einer Entwicklerlösung, um die entvernetzten Abschnitte zu entfernen. Bei einer Ausführungsform weist das Metall Zinn, Wismut, Antimon, Indium oder Tellur auf.
  • Das Vorstehende umreißt Merkmale mehrerer Ausführungsformen, so dass der Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Der Fachmann sollte anerkennen, dass er die vorliegende Offenbarung ohne weiteres als eine Basis zum Gestalten oder Modifizieren anderer Prozesse und Strukturen zum Ausführen derselben Zwecke und/oder zum Erreichen derselben Vorteile der hierin vorgestellten Ausführungsformen verwenden kann. Der Fachmann sollte auch erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass er verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abänderungen hierin vornehmen kann, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 63/278530 [0001]

Claims (20)

  1. Verfahren, umfassend: Aufschleudern einer ersten Hartmaskenschicht über einer Zielschicht; Abscheiden einer Fotolackschicht über der ersten Hartmaskenschicht unter Verwendung von chemischer Gasphasenabscheidung oder Atomlagenabscheidung, wobei die Fotolackschicht unter Verwendung eines oder mehrerer organometallischer Vorläufer abgeschieden wird; Erwärmen der Fotolackschicht, um eine Vernetzung zwischen dem einen oder den mehreren organometallischen Vorläufern zu bewirken; Belichten der Fotolackschicht mit strukturierter Energie; Erwärmen der Fotolackschicht, um eine Entvernetzung in der Fotolackschicht zu bewirken, wodurch ein entvernetzter Abschnitt der Fotolackschicht ausgebildet wird; und Entfernen des entvernetzten Abschnitts der Fotolackschicht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Hartmaskenschicht fotoaktive Verbindungen umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Belichten der Fotolackschicht mit der strukturierten Energie ferner die erste Hartmaskenschicht mit der strukturierten Energie belichtet, wobei das Belichten der ersten Hartmaskenschicht mit der strukturierten Energie Säuren oder Basen in der ersten Hartmaskenschicht erzeugt, wobei die Säuren oder Basen auf die Fotolackschicht übertragen werden und wobei die Säuren oder Basen mit der Fotolackschicht beim Entvernetzen der Fotolackschicht reagieren.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend Aufschleudern einer zweiten Hartmaskenschicht über der Fotolackschicht, wobei die zweite Hartmaskenschicht zusätzliche fotoaktive Verbindungen umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eine oder die mehreren organometallischen Vorläufer einen ersten Vorläufer, der M(CH2COOX)4 oder M(CH2COOR)4 aufweist, und einen zweiten Vorläufer, der M(CH=CH2)4 oder M(CH(CH3)X)4 aufweist, aufweisen, wobei M ein Metall darstellt, X ein Halogen darstellt und Reine Alkylgruppe darstellt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eine oder die mehreren organometallischen Vorläufer einen ersten Vorläufer, der M(N=C=O)4 aufweist, und einen zweiten Vorläufer, der M(CH=CH2)4 oder M(CH(CH3)X)4 aufweist, aufweisen, wobei Mein Metall darstellt, X ein Halogen darstellt und R eine Alkylgruppe darstellt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erwärmen der Fotolackschicht, um eine Entvernetzung in der Fotolackschicht zu bewirken, Kohlendioxid freisetzt.
  8. Verfahren, umfassend: Reagieren eines ersten Vorläufers mit einem ersten Reaktanten, um eine erste Verbindung auszubilden, wobei der erste Vorläufer M(CH2COOX)4 oder M(CH2COOR)4 aufweist, wobei M ein Metall darstellt, X ein Halogen darstellt und R eine Alkylgruppe darstellt; Reagieren eines zweiten Vorläufers mit dem ersten Reaktanten, um eine zweite Verbindung auszubilden, wobei der zweite Vorläufer M(CH=CH2)4 oder M(CH(CH3)X)4 aufweist; und Vernetzen der ersten Verbindung mit der zweiten Verbindung, um eine vernetzte Verbindung auszubilden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der erste Reaktant Wasser aufweist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der erste Reaktant Ammoniak aufweist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Vernetzen der ersten Verbindung mit der zweiten Verbindung einen Positiver-Ton-Fotolack ausbildet.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, ferner umfassend: Abscheiden des ersten Vorläufers und des zweiten Vorläufers über einer Zielschicht durch chemische Gasphasenabscheidung oder Atomlagenabscheidung; und Durchführen eines Backens nach der Abscheidung an der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung, um die Vernetzung der ersten Verbindung mit der zweiten Verbindung zu bewirken.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: Belichten der vernetzten Verbindung mit strukturierter Energie; und Durchführen eines Backens nach der Belichtung an der vernetzten Verbindung, um eine Entvernetzung in der vernetzten Verbindung zu bewirken.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei der erste Vorläufer und der zweite Vorläufer mit einer Fließrate von 100 sccm bis 2.000 sccm zugeführt werden und wobei der erste Vorläufer und der zweite Vorläufer bei einer Temperatur von 100 °C bis 500 °C, einem Druck im Bereich von 5 mTorr bis 10 Torr und mit einer aufgebrachten Plasmaleistung von weniger als 1.000 W abgeschieden werden.
  15. Verfahren, umfassend: Ausbilden einer ersten Hartmaskenschicht über einer Zielschicht; und Ausbilden eines vernetzten Fotolacks über der ersten Hartmaskenschicht, wobei das Ausbilden des vernetzten Fotolacks das Vernetzen einer ersten organometallischen Verbindung mit einer zweiten organometallischen Verbindung umfasst, wobei die erste organometallische Verbindung M(CH2COOH)4 oder M(N=C=O)4 aufweist, und wobei die zweite organometallische Verbindung M(CH(CH3)OH)4 oder M(CH(CH3)NH2)4 aufweist, wobei M ein Metall darstellt, X ein Halogen darstellt und R eine Alkylgruppe darstellt.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend das Ausbilden einer zweiten Hartmaskenschicht über dem vernetzten Fotolack.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die erste Hartmaskenschicht und die zweite Hartmaskenschicht Fotosäuregeneratoren und Fotobasengeneratoren aufweisen.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, ferner umfassend das Belichten des vernetzten Fotolacks mit strukturierter Energie und einem Backen nach der Belichtung, um entvernetzte Abschnitte aus dem vernetzten Fotolack auszubilden.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend das Belichten des vernetzten Fotolacks und der entvernetzten Abschnitte mit einer Entwicklerlösung, um die entvernetzten Abschnitte zu entfernen.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei das Metall Zinn, Wismut, Antimon, Indium oder Tellur aufweist.
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