本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件制造，涉及電子束致抗蝕膜的制備和刻蝕，具體為一種鋅-乙基咪唑配位致密膜及制備和刻蝕方法。
背景技術(shù)：
1、電子束致抗蝕膜自身的質(zhì)量對刻蝕后圖案的質(zhì)量至關(guān)重要，特別是電子束致抗蝕膜的膜厚均勻性、電子束響應(yīng)靈敏度和對比度等性能參數(shù)。目前，用于電子束致抗蝕膜成膜的原料有聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)氧基光刻膠su-8、氫倍半硅氧烷等，這些液態(tài)原料的成膜方法一般為濕法，如旋涂法、噴涂法、浸涂法、刮涂法、滾涂法，濕法成膜過程中通常包含預(yù)烘烤步驟，以去除多余的溶劑，但這會產(chǎn)生前驅(qū)體和有機(jī)溶劑廢液，需進(jìn)行無害化處理，此外，濕法成膜難以制得質(zhì)地均勻的膜，特別是厚度只有數(shù)納米的薄膜。氣相原子/分子層沉積法（ald/mld），是用氣態(tài)前驅(qū)體在基體表面上逐層沉積原子/分子，可精確控制膜厚度，且不使用液態(tài)溶劑，能克服濕法成膜的缺點(diǎn)，但目前尚無用氣相原子/分子層沉積法制備電子束致抗蝕膜的成熟方法。
2、電子束致抗蝕膜成膜后，用電子束進(jìn)行曝光，再通過刻蝕，也稱為顯影，去除曝光區(qū)域（正性抗蝕膜）或未曝光區(qū)域（負(fù)性抗蝕膜），從而在抗蝕膜上形成圖案?？涛g工藝可分為濕法和干法。濕法刻蝕存在抗蝕膜溶脹導(dǎo)致圖案變形、溶劑蒸發(fā)過程中毛細(xì)力導(dǎo)致圖案塌陷、溶劑儲存和處理、化學(xué)廢液可能造成環(huán)境污染等問題。干法可用等離子體刻蝕，但有產(chǎn)生污染性副產(chǎn)物、產(chǎn)生高溫而導(dǎo)致基片熱損傷等潛在問題。因而，有必要研發(fā)不基于等離子體的干法刻蝕，如反應(yīng)氣體刻蝕，通過氣態(tài)化學(xué)試劑與電子束致抗蝕膜的定向反應(yīng)生成揮發(fā)性產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)高精度、低損傷的目標(biāo)區(qū)域去除，可避免等離子體對敏感材料的破壞，以適于半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)、柔性傳感器、固態(tài)電池界面工程及高密度電子器件制造等領(lǐng)域。
3、因此，亟需研發(fā)電子束致抗蝕膜的原子/分子層沉積干法成膜及相應(yīng)的反應(yīng)氣體刻蝕技術(shù)，提高成膜質(zhì)量和刻蝕精度，并避免使用液態(tài)溶劑，提升環(huán)保性，以推動(dòng)半導(dǎo)體制造等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋅-乙基咪唑配位致密膜及制備和刻蝕方法，本發(fā)明初步展示了鋅-乙基咪唑配位致密膜用作電子束致抗蝕膜的成膜可能性和刻蝕可行性，為硅基片上沉積電子束致抗蝕膜和反應(yīng)氣體刻蝕制作高精度圖案提供了一種潛在方案，在先進(jìn)節(jié)點(diǎn)晶體管和量子點(diǎn)器件制造等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。
2、采用的技術(shù)方案為：
3、一種鋅-乙基咪唑配位致密膜的制備和刻蝕方法，包括如下步驟：
4、（1）將5a沸石裝入反應(yīng)器中，通入氬氣同時(shí)抽真空以除去反應(yīng)體系內(nèi)的雜質(zhì)氣體，并加熱對5a沸石進(jìn)行脫水脫氣處理；
5、（2）向經(jīng)步驟（1）處理的反應(yīng)器依次循環(huán)脈沖通入成膜前驅(qū)體二乙基鋅和2-乙基咪唑，其間通入氬氣同時(shí)抽真空進(jìn)行吹掃，進(jìn)行沉積成膜；
6、（3）對步驟（2）得到的固體進(jìn)行活化處理，制得鋅-乙基咪唑配位致密膜/5a沸石；
7、（4）將步驟（3）制得的鋅-乙基咪唑配位致密膜/5a沸石樣品（或經(jīng)電子束照射后的樣品）裝入反應(yīng)器，通入氬氣同時(shí)抽真空以除去反應(yīng)體系內(nèi)的雜質(zhì)氣體；
8、（5）向經(jīng)步驟（4）處理的反應(yīng)器脈沖通入刻蝕劑六氟乙酰丙酮，之后，用氬氣吹掃；再脈沖通入刻蝕劑六氟乙酰丙酮，用氬氣吹掃，循環(huán)進(jìn)行刻蝕；循環(huán)刻蝕次數(shù)至少為兩次；
9、（6）對經(jīng)步驟（5）處理得到的固體進(jìn)行活化處理，即得經(jīng)電子束照射和六氟乙酰丙酮刻蝕后的鋅-乙基咪唑配位致密膜/5a沸石。
10、優(yōu)選的，所述步驟（1）中，于200℃對5a沸石進(jìn)行脫水脫氣處理60min。
11、優(yōu)選的，所述步驟（2）中，沉積成膜溫度為140～170℃。
12、優(yōu)選的，所述步驟（2）中，沉積成膜循環(huán)次數(shù)為5～30次。
13、優(yōu)選的，所述步驟（3）中，活化處理溫度為120℃，活化處理時(shí)間為60min。
14、優(yōu)選的，所述步驟（5）中，刻蝕溫度為110～140℃。
15、優(yōu)選的，所述步驟（6）中，活化處理溫度為120℃，活化處理時(shí)間為60min。
16、一種鋅-乙基咪唑配位致密膜的制備和刻蝕方法所制備的鋅-乙基咪唑配位致密膜，該膜負(fù)載在5a沸石上，有電子束致抗蝕性。未經(jīng)電子束照射時(shí)可用六氟乙酰丙酮進(jìn)行刻蝕，而經(jīng)電子束照射后對六氟乙酰丙酮有抗刻蝕性，為負(fù)性抗蝕膜，膜的致密性和可刻蝕性用co2氣體吸附性（co2吸附量）進(jìn)行測試，膜的厚度（致密性）用原子層沉積-分子層沉積的層數(shù)（交替沉積循環(huán)的次數(shù)）進(jìn)行控制，沉積成膜過程中不使用液態(tài)溶劑。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
18、（1）鋅-乙基咪唑配位致密膜具有電子束致抗蝕性，未經(jīng)電子束照射時(shí)，可用六氟乙酰丙酮刻蝕，而經(jīng)電子束照射后，不會被六氟乙酰丙酮刻蝕，具有用于電子束光刻制作高精度圖案的潛力，初步展示了鋅-乙基咪唑配位致密膜用作電子束致抗蝕膜的成膜可能性和刻蝕可行性，為硅基片上沉積電子束致抗蝕膜和反應(yīng)氣體刻蝕工藝提供了一種潛在方案，可解決電子束致抗蝕膜成膜過程使用液態(tài)溶劑和膜厚不均勻的問題。可用于先進(jìn)節(jié)點(diǎn)晶體管和量子點(diǎn)器件制造等領(lǐng)域。
19、（2）鋅-乙基咪唑配位致密膜的厚度（致密性）用原子層沉積-分子層沉積的層數(shù)（交替沉積循環(huán)的次數(shù)）進(jìn)行精確控制，膜質(zhì)地均勻，且膜材料中含有過渡金屬鋅，用電子束進(jìn)行曝光時(shí)，有利于提高曝光靈敏度和對比度以及入射電子的能量沉積效率。
20、（3）鋅-乙基咪唑配位致密膜的沉積成膜過程中不使用液態(tài)溶劑，無需預(yù)烘烤步驟，不會產(chǎn)生前驅(qū)體和有機(jī)溶劑廢液，刻蝕時(shí)用六氟乙酰丙酮?dú)怏w，也不使用液態(tài)溶劑，不存在膜溶脹問題，不產(chǎn)生化學(xué)廢液，具有環(huán)境友好性。
1.一種鋅-乙基咪唑配位致密膜的制備和刻蝕方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋅-乙基咪唑配位致密膜的制備和刻蝕方法，其特征在于，所述步驟（1）中，于200℃對5a沸石進(jìn)行脫水脫氣處理60min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋅-乙基咪唑配位致密膜的制備和刻蝕方法，其特征在于，所述步驟（2）中，沉積成膜溫度為140～170℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋅-乙基咪唑配位致密膜的制備和刻蝕方法，其特征在于，所述步驟（2）中，沉積成膜循環(huán)次數(shù)為5～30次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋅-乙基咪唑配位致密膜的制備和刻蝕方法，其特征在于，所述步驟（3）中，活化處理溫度為120℃，活化處理時(shí)間為60min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋅-乙基咪唑配位致密膜的制備和刻蝕方法，其特征在于，所述步驟（5）中，刻蝕溫度為110～140℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋅-乙基咪唑配位致密膜的制備和刻蝕方法，其特征在于，所述步驟（6）中，活化處理溫度為120℃，活化處理時(shí)間為60min。
8.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的一種鋅-乙基咪唑配位致密膜的制備和刻蝕方法所制備的致密膜，其特征在于，該膜負(fù)載在5a沸石上，有電子束致抗蝕性。