用于高模数ALD SiO2间隔物的方法技术

提供了使用原子层沉积形成高模量氧化硅间隔物的方法和装置。方法包括在高温下沉积，使用高等离子体能量，以及使用紫外线辐射对沉积的氧化硅进行后处理。这种氧化硅隔离物适合用作多个图案化应用中的掩模以防止间距行走。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高模数ALDSiO2间隔物的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年11月14日提交的美国专利申请No.15/351,221的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文并用于所有目的。
技术介绍
先进集成电路的制造通常涉及半导体大批量制造中图案化小特征。多重图案化技术可以使得能够基于光刻技术(例如193nm浸没光刻)进行特征尺寸缩放(scaling)。自对准双重图案化是多重图案化技术的一个示例。
技术实现思路
本文提供了处理衬底的方法。一个方面涉及一种在衬底上进行多次图案化的方法，该方法包括：提供具有图案化的芯材料的衬底；将所述衬底暴露于交替暴露的含硅前体和氧化剂；以及当将所述衬底暴露于所述氧化剂时点燃等离子体，以在所述图案化的芯材料上形成具有至少55GPa的弹性模量的保形氧化硅间隔物材料。在一些实施方案中，所述保形氧化硅间隔物材料的弹性模量介于约55GPa和约70GPa之间。所述保形氧化硅间隔物材料可以在大于50℃且小于约80℃的衬底温度下沉积。在一些实施方案中，所述方法还包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化。在一些实施方案中，所述保形氧化硅间隔物材料可以在大于50℃且小于约80℃的衬底温度下沉积，并且使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体，且所述方法还包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化。所述保形氧化硅间隔物材料可以暴露于所述紫外线辐射持续介于约5分钟和约30分钟之间的持续时间。可以使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。可以使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。在一些实施方案中，所述保形氧化硅间隔物材料在大于50℃且小于约80℃的衬底温度下沉积，并且使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。在一些实施方案中，所述方法还包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化。所述保形氧化硅间隔物材料可以暴露于所述紫外线辐射持续介于约5分钟和约30分钟之间的持续时间。在多种实施方案中，所述方法还可以包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化。所述保形氧化硅间隔物材料可以暴露于所述紫外线辐射持续介于约5分钟和约30分钟之间的持续时间。在一些实施方案中，所述方法还可以包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化，并且使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。所述保形氧化硅间隔物材料可以暴露于所述紫外线辐射持续介于约5分钟和约30分钟之间的持续时间。在多种实施方案中，所述图案化的芯材料包括间距小于约45nm的特征。在多种实施方案中，所述保形氧化硅间隔物材料用作用于自对准双图案化的掩模。在一些实施方案中，所述氧化剂选自氧气、二氧化碳、水、一氧化二氮及其组合中的任何一种。在一些实施方案中，所述含硅前体是氨基硅烷。所述芯材料可以是旋涂碳、类金刚石碳和填隙可灰化的硬掩模中的任何一种。在一些实施方案中，将所述衬底暴露于所述氧化剂包括使选自氩气、氢气、氮气和氦气中的惰性气体流动。另一个方面涉及一种在衬底上进行多次图案化的方法，该方法包括：提供具有图案化的芯材料的衬底；将所述衬底暴露于交替暴露的含硅前体和氧化剂；当将所述衬底暴露于所述氧化剂时点燃等离子体，以在所述图案化的芯材料上形成具有至少55GPa的弹性模量的保形氧化硅间隔物材料；选择性地蚀刻对于所述保形氧化硅间隔物材料有选择性的所述图案化的芯材料，以形成包括所述保形氧化硅间隔物材料的掩模；以及使用所述掩模蚀刻在所述衬底上的目标层。在一些实施方案中，所述保形氧化硅间隔物材料的弹性模量介于约55GPa和约70GPa之间。所述保形氧化硅间隔物材料可以在大于50℃且小于约80℃的衬底温度下沉积。在一些实施方案中，所述方法还包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅材料致密化。在一些实施方案中，所述保形氧化硅间隔物材料可以在大于50℃且小于约80℃的衬底温度下沉积，并且使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体，且所述方法还包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅材料致密化。所沉积的所述保形氧化硅材料可以暴露于所述紫外线辐射持续介于约5分钟和约30分钟之间的持续时间。可以使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。可以使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。在一些实施方案中，所述保形氧化硅间隔物材料在大于50℃且小于约80℃的衬底温度下沉积，并且使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。在一些实施方案中，所述方法还包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅材料致密化。所沉积的所述保形氧化硅材料可以暴露于所述紫外线辐射持续介于约5分钟和约30分钟之间的持续时间。在多种实施方案中，所述方法还可以包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化。所沉积的所述保形氧化硅材料可以暴露于所述紫外线辐射持续介于约5分钟和约30分钟之间的持续时间。在一些实施方案中，所述方法还可以包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化，并且使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。所沉积的所述保形氧化硅材料可以暴露于所述紫外线辐射持续介于约5分钟和约30分钟之间的持续时间。在多种实施方案中，所述图案化的芯材料包括间距小于约45nm的特征。在多种实施方案中，所述保形氧化硅间隔物材料用作用于自对准双图案化的掩模。在一些实施方案中，所述氧化剂选自氧气、二氧化碳、水、一氧化二氮及其组合中的任何一种。在一些实施方案中，所述含硅前体是氨基硅烷。所述芯材料可以是旋涂碳、类金刚石碳和填隙可灰化的硬掩模中的任何一种。在一些实施方案中，将所述衬底暴露于所述氧化剂包括使选自氩气、氢气、氮气和氦气中的惰性气体流动。另一个方面涉及一种用于图案化衬底的装置，所述装置包括：一个或多个处理室；通向所述一个或多个处理室和相关的流量控制硬件内的一个或多个进气口；低频射频(LFRF)发生器；高频射频(HFRF)发生器；和控制器，其具有至少一个处理器和存储器，由此，所述至少一个处理器和所述存储器彼此通信连接，所述至少一个处理器至少与所述流量控制硬件、所述LFRF发生器和所述HFRF发生器能操作地连接，并且所述存储器存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于控制所述至少一个处理器，以至少控制所述流量控制硬件、所述HFRF发生器和所述LFRF发生器以：将衬底提供至所述一个或多个处理室，所述衬底具有图案化的芯材料；将含硅前体和氧化剂的交替流经由所述一个或多个气体入口引入所述一个或多个处理室中；以及当引入所述氧化剂时产生等离子体，以在所述图案化的芯材料上形成具有至少55GPa的弹性模量的保形氧化硅间隔物材料。在一些实施方案中，所述计算机可执行指令还包括相对于所述保形间隔物材料选择性蚀刻所述图案化芯材料以形成包括所述保形氧化硅间隔物材料的掩模并且使用所述掩模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在衬底上进行多次图案化的方法，该方法包括：提供具有图案化的芯材料的衬底；将所述衬底暴露于交替暴露的含硅前体和氧化剂；以及当将所述衬底暴露于所述氧化剂时点燃等离子体，以在所述图案化的芯材料上形成具有至少55GPa的弹性模量的保形氧化硅间隔物材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.14 US 15/351,2211.一种在衬底上进行多次图案化的方法，该方法包括：提供具有图案化的芯材料的衬底；将所述衬底暴露于交替暴露的含硅前体和氧化剂；以及当将所述衬底暴露于所述氧化剂时点燃等离子体，以在所述图案化的芯材料上形成具有至少55GPa的弹性模量的保形氧化硅间隔物材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述保形氧化硅间隔物材料在大于50℃且小于约80℃的衬底温度下沉积。3.根据权利要求2所述的方法，其中使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化。5.根据权利要求1所述的方法，其中使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述保形氧化硅间隔物材料在大于50℃且小于约80℃的衬底温度下沉积。8.根据权利要求6所述的方法，其中使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。9.根据权利要求6所述的方法，其中所述保形氧化硅间隔物材料暴露于所述紫外线辐射持续介于约5分钟和约30分钟之间的持续时间。10.一种在衬底上进行多次图案化的方法，该方法包括：提供具有图案化的芯材料的衬底；将所述衬底暴露于交替暴露的含硅前体和氧化剂；当将所述衬底暴露于所述氧化剂时点燃等离子体，以在所述图案化的芯材料上形成具有至少55GPa的弹性模量的保形氧化硅间隔物材料；选择性地蚀刻对于所述保形氧化硅间隔物材料有选择性的所述图案化的芯材料，以形成包括所述保形氧化硅间隔物材料的掩模；以及使用所述掩模蚀刻在所述衬底上的目标层。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述保形氧化硅间隔物材料在大于50℃且小于约80℃的衬底温度下沉积。12.根据权利要求11所述的方法，其中使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化。14.根据权利要求10所述的方法，其中使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。15.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括将所述保形氧化硅间隔物材料暴露于紫外线辐射以使所述保形氧化硅间隔物材料致密化。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述保形氧化硅间隔物材料在大于50℃且小于约80℃的衬底温度下沉积。17.根据权利要求15所述的方法，其中使用至少约1000焦耳的射频等离子体能量点燃所述等离子体。18.根据权利要求15所述的方法，其中所述保形氧化硅间隔物材料暴露于所述紫外线辐射持续介于约5分钟和约30分钟之间的持续时间。19.一种在衬底上进行多次图案化的方法，该方法包括：提供具有图案化的芯材料的衬底；将所述衬底暴露于交替暴露的含硅前体和氧化剂；以及当将所述衬底暴露于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：克洛伊·巴尔达赛罗尼，尚卡尔·斯瓦米纳坦，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US