旋塗碳(SOC:Spin-On Carbon)是半導體製造的微影與蝕刻製程中使用的有機系硬遮罩材料,是可藉由旋轉塗佈形成均勻薄膜的非晶碳系材料。具有與以CVD(化學氣相沉積)形成的ACL(Amorphous Carbon Layer)相同的功能,但可用旋轉塗佈設備處理,因此生產性高,對高深寬比表面形貌的填入性(填隙能力)也很優異。
SOC的主要用途有:①多層硬遮罩堆疊的底層(作為厚碳層,支撐上層的SiON/光阻薄膜,同時提供高抗蝕刻性);②圖案轉移的中間層(將光阻圖案依序轉移至SOC→基板);③SADP/SAQP的核心材料(作為形成側壁間隔層後被選擇性移除的核心)。
SOC的光學特性方面,重要的是在曝光波長(DUV:248nm、193nm,EUV:13.5nm)下具有高光吸收率(消光係數k大)。藉此可吸收來自下層基板的反射光,兼具BARC的功能。此外也有助於吸收光阻圖案化過程中的閃焰(flare)與光罩散射光。
SOC的蝕刻特性方面,可用O2或SO2/O2電漿進行灰化去除,對SiO2、SiN具有高選擇比。另一方面,上層的SiON(硬遮罩)是以氟碳(CF4/CHF3)系氣體蝕刻,因此SOC與SiON可選擇性加工。這種選擇比的差異使多重圖案化的多段轉移得以實現。
SOC的主要廠商有JSR(日本)、默克(Brewer Science:美國)、信越化學、Samsung SDI(韓國),引領市場。針對EUV微影的EUV對應SOC(在EUV光下高吸收、低釋氣),以及面向2nm以下製程的奈米複合SOC(碳+金屬氧化物混成)正在開發中。