用于高温PECVD及后处理的低收缩自旋碳材料。
从最近的几个光刻节点，在14到10nm范围内，到最新的节点，在7到5nm范围内，对图案和图像传输材料的要求急剧增加。一个关键的关键点是平面化和所需的碳膜的高温稳定性之间的权衡，用于模压和后模压工艺集成。
模压工艺集成通常采用两种方法之一，这两种方法都使用高温硬掩膜，如氮化硅或氧化硅，通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)沉积。在第一种方案中，PECVD硬掩膜沉积在自旋碳(SOC)层上。抗蚀膜图案转移到硬掩模中，硬掩模反过来用于图案转移到更厚的SOC中。在第二种方法中，一旦SOC被制成多图案化芯棒，使用PECVD或原子层沉积(ALD)在碳芯棒上应用高温氧化物或氮化物进行图案化。碳膜在高温下沉积，具有所需的高温稳定性。然而，这些碳膜在本质上是共形的，并提供最小的平面化。
与沉积碳相比，有机碳材料提供了更高程度的平面化，但直到最近，热稳定性有限。虽然具有高温稳定性的soc已经可用，但在去除溶剂烘烤和随后的高温烘烤后，这些soc通常表现出10%至30%的薄膜收缩。高收缩率大大减少了平面化，可以在第一代高温SOC (HT SOC;下图1中的样本B)。这种收缩的第二个问题是在薄膜界面处可能存在高水平的应力，这可能导致后续处理中的分层。与低温soc相比，大多数HT soc在溶剂中较难溶解，需要更强的溶剂，并且在许多情况下导致与光抗蚀剂、硅硬掩模(Si HMs)和其他光刻材料的常见溶剂排出兼容性较差。
图1:大范围地形线/空间偏置和小高纵横比间隙填充的SOC材料的代数比较。高温SOC在450˚C烘烤后趋于平面化，而标准低温(LT) SOC在<350˚C烘烤时趋于平面化。
Brewer Science的先进材料开发正在为先进的节点制造和集成带来低收缩，高温稳定的soc，具有自旋碗/漏极兼容性。这些材料为高度平面化而量身定制，超过了前几代低温SOC材料(如图1左上和左下的样品A)，同时在170°C低温固化至450°C高温加工后收缩率小于2%。热稳定性保持在540°C。这些SOC兼容高温氧化硅和氮化硅PECVD和后处理(图2)。通过提供高平面化和高温稳定性，这些先进的SOC材料提供了气相沉积和自旋碳材料的最佳组合，因此提供了更高水平的工艺集成能力，PECVD和蚀刻工艺用于EUV和193nm多模式节点。
图2:上一排:PECVD失效是由SOC层的应力、热膨胀不匹配系数或SOC底层的放气引起的。下一行:SiO的PECVD2,如果3.N4高于300°C, HT SOC材料没有缺陷。
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