使用极紫外光刻对衬底进行图案化的方法技术

本文公开的技术提供了用于继续对具有亚分辨率特征的衬底进行图案化的方法。技术包括使用新的沉积和去除技术。这产生具有其中光致抗蚀剂位于给定衬底上的结构之间的交叉指型光致抗蚀剂的衬底。结合使用极紫外光刻曝光，本文的图案化技术可以在衬底上的指定位置处制作期望的切口和块。

Patterning of substrates using extreme ultraviolet lithography

The technology disclosed herein provides a method for continuing patterning of substrates with sub resolution characteristics. Technology includes the use of new deposition and removal techniques. This produces a substrate with interdigital etch between the photoresist on the structure on the given substrate. Combined with the use of extreme ultraviolet lithography, the patterning technology in this paper can produce desired cuts and blocks at the specified location on the substrate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用极紫外光刻对衬底进行图案化的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年9月30日提交的标题为“MethodforPatterningaSubstrateUsingExtremeUltravioletLithography”的美国临时专利申请第62/235,220号的权益，其全部内容通过引用并入本文中。
技术介绍
本公开涉及衬底处理，并且更具体地涉及包括对半导体晶片进行图案化的用于对衬底进行图案化的技术。在光刻工艺中收缩线宽的方法历来已涉及使用更大NA的光学器件(数值孔径)、更短的曝光波长或除空气以外的界面介质(例如水浸)。随着传统光刻工艺的分辨率已经接近理论极限，制造商已经开始转向双重图案化(DP)方法以克服光学限制。在材料处理方法(例如光刻)中，创建图案化层包括将诸如光致抗蚀剂的辐射敏感材料的薄层施加到衬底的上表面。这种辐射敏感材料被转变成凹凸图案(reliefpattern)，其可以用作刻蚀掩模以将图案转移到衬底上的下层中。辐射敏感材料的图案化通常涉及使用例如光刻系统将光化辐射通过掩膜版(reticle)(和相关联的光学器件)曝光到辐射敏感材料上。然后在该曝光之后可以使用显影溶剂去除辐射敏感材料的被辐射的区域或未被辐射的区域(取决于抗蚀剂色调(tone)和显影剂色调)。该掩模层可以包括多个子层。用于将辐射或光的图案曝光到衬底上的常规光刻技术具有限制被曝光的特征的尺寸并限制被曝光的特征之间的间距或间隔的各种挑战。减轻曝光限制的一种传统技术是如下技术：其使用双重图案化方法以允许与当前通过常规光刻技术可以实现的相比以更小的间距对更小的特征进行图案化。专利技术内容双重图案化或多重图案化可以成功产生亚分辨率特征。例如，自对准双重图案化(SADP)和自对准四重图案化(SAQP)可以产生具有相对较小间距的线。例如，使用四重时，可以创建所得的“间距四倍(pitchquad)”，其中半间距为16纳米。使用间距四倍或其他亚分辨率结构图案的继续制造是具有挑战性的。传统的光刻对具有如此小的关键尺寸的特征进行切割和连接是具有挑战性的。本文公开的技术提供了用于继续对具有亚分辨率特征的衬底进行图案化的方法。技术包括使用新的沉积和去除技术。这产生具有其中光致抗蚀剂位于给定衬底上的结构之间的交叉指型(inter-digitated)光致抗蚀剂的衬底。结合使用极紫外光刻曝光，本文的图案化技术可以在衬底上的指定位置处制作期望的切口和块。在一个实施方式中，对衬底进行图案化的方法包括接收具有凹凸图案的衬底。凹凸图案包括限定如下开口的结构：该开口的宽度小于足以实现波长大于124纳米的电磁辐射的波传播的宽度。该结构包括对极紫外辐射不敏感的材料。在衬底上沉积第一光致抗蚀剂，从而形成第一光致抗蚀剂层，其中第一光致抗蚀剂填充由凹凸图案限定的开口。这也产生从凹凸图案的顶表面延伸到第一光致抗蚀剂层的顶表面的第一光致抗蚀剂的上覆层(overburden)。去除第一光致抗蚀剂层的一部分，其包括去除第一光致抗蚀剂的上覆层，使得第一光致抗蚀剂保留在由凹凸图案限定的开口中。将衬底暴露于来自极紫外光刻曝光系统的光化辐射的第一图案。使用预定的显影剂对第一光致抗蚀剂层的可溶部分进行显影。当然，为了清楚起见，已经呈现了在本文中描述的不同步骤的讨论顺序。通常，这些步骤可以以任何合适的顺序执行。此外，尽管本文中的不同特征、技术、配置等中的每一个可能在本公开的不同位置进行讨论，但是意图是每个概念可以彼此独立或彼此组合地执行。因此，本专利技术可以以许多不同的方式来实施和考虑。要注意的是，该专利技术部分没有具体说明本公开或要求保护的专利技术的每个实施方式和/或增加地新的方面。替代地，该专利技术部分仅提供了不同实施方式和相对于常规技术的相应的新颖点的初步讨论。对于本专利技术和实施方式的附加细节和/或可能的观点，读者参考如下进一步讨论的本公开的具体实施方式部分和相应附图。附图说明参照结合附图考虑的以下详细描述，本专利技术的各种实施方式的更完整的理解及其许多伴随的优点将容易地变得明显。附图不一定是按比例的，而是着重于说明特征、原理和概念。图1A、图2A、图3A、图4A、图6A和图7A是示出根据本文公开的实施方式的工艺流程的示例衬底段的截面示意性侧视图。图1B、图2B、图3B、图4B、图6B和图7B是示出根据本文公开的实施方式的工艺流程的示例性衬底段的截面示意性透视图。图5是用于制造的示例光掩模图案的顶视图。图8和图9是示出根据本文公开的实施方式的图案化结果的示例性衬底段的截面示意性透视图。具体实施方式本文公开的技术提供了用于继续对具有亚分辨率特征的衬底进行图案化的方法。技术包括使用新的沉积和去除技术。这产生具有其中光致抗蚀剂位于给定衬底上的多个结构之间的交叉指型光致抗蚀剂的衬底。结合使用极紫外光刻(EUV)，本文的图案化技术可以在衬底上按间距在特定位置处制作期望的切口和块。例如，利用本文的技术，可以将旋涂的过涂覆硬掩模与EUV曝光集成在一起，然后EUV曝光可以曝光到包括间距四倍特征的特征之中和之间。目前，间距倍增技术(诸如间距四倍(pitchquad))可以用于创建线和间隔的图案。这种图案有时被称为一维图案或特征。然而，使用间距四倍图案化的挑战是不能使用常规技术以期望的尺寸制作切口和块。本文的技术公开了用于创建使得能够进行EUV曝光的切口和块的方法，或者可以利用EUV曝光。因此，EUV系统和曝光技术可以用于对亚分辨率尺寸图案制作切口和块。一个示例性实施方式包括一种用于对衬底进行图案化的方法。现在参照图1A和图1B，接收具有凹凸图案107(地形图案)的衬底105。凹凸图案107位于下层110上。在一些实施方式中，下层110和任何相关的膜不包括底部抗反射涂层(BARC)。换句话说，在一些实施方式中，在凹凸图案107下方没有BARC。要注意的是，包括字母“A”的附图号示出了具有“B”字母的相应附图号的截面图。凹凸图案107包括限定如下开口的结构：该开口的宽度小于足以实现波长大于124纳米的电磁辐射的波传播的宽度。例如，尺寸117示出不足以实现光波长大于124纳米的光传播的开口。换句话说，对于大于124纳米的光而言，开口太小而不能穿透或传播到限定的开口中。作为非限制性示例，来自193nm光刻曝光系统的193nm光不能传播到限定的开口中，因为开口的尺寸足够小以产生针对该波长传播的传统禁止间隔。在另一实施方式中，凹凸图案中限定的开口的宽度足以实现波长在7纳米与40纳米之间的电磁波传播。在其他实施方式中，凹凸图案107包括限定宽度在4纳米和40纳米之间，和/或在5纳米和20纳米之间的开口的结构。凹凸图案107的结构(诸如线)包括对极紫外辐射不敏感的材料。换句话说，凹凸图案107的结构不能由于暴露于EUV辐射而接收到溶解度移位(solubilityshift)。一种示例性材料可以包括氮化钛或其他无机材料。凹凸图案和其上的结构可以由包括心轴形成、间隔件沉积、侧壁图像转移等的任何数目的制造技术来创建。例如，可以使用自对准特征倍增技术来形成线阵列，该自对准特征倍增技术包括使给定的开始间距密度或特征密度相对于初始间距密度或初始特征密度成四倍。可以使用包括光刻扫描仪、晶片涂布机/显影机、刻蚀系统、清洁工具等的半导体制造设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对衬底进行图案化的方法，所述方法包括：接收具有凹凸图案的衬底，所述凹凸图案包括限定如下开口的结构：所述开口的宽度小于足以实现波长大于124纳米的电磁辐射的波传播的宽度，所述结构包括对极紫外辐射不敏感的材料；在所述衬底上沉积第一光致抗蚀剂，从而形成第一光致抗蚀剂层，其中所述第一光致抗蚀剂填充由所述凹凸图案限定的开口并且产生从所述凹凸图案的顶表面延伸到所述第一光致抗蚀剂层的顶表面的第一光致抗蚀剂的上覆层；去除所述第一光致抗蚀剂层的一部分，其包括去除所述第一光致抗蚀剂的上覆层，使得所述第一光致抗蚀剂保留在由所述凹凸图案限定的开口中；将所述衬底暴露于来自极紫外光刻曝光系统的光化辐射的第一图案；以及使用第一预定显影剂对所述第一光致抗蚀剂层的可溶部分进行显影。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 US 62/235,2201.一种对衬底进行图案化的方法，所述方法包括：接收具有凹凸图案的衬底，所述凹凸图案包括限定如下开口的结构：所述开口的宽度小于足以实现波长大于124纳米的电磁辐射的波传播的宽度，所述结构包括对极紫外辐射不敏感的材料；在所述衬底上沉积第一光致抗蚀剂，从而形成第一光致抗蚀剂层，其中所述第一光致抗蚀剂填充由所述凹凸图案限定的开口并且产生从所述凹凸图案的顶表面延伸到所述第一光致抗蚀剂层的顶表面的第一光致抗蚀剂的上覆层；去除所述第一光致抗蚀剂层的一部分，其包括去除所述第一光致抗蚀剂的上覆层，使得所述第一光致抗蚀剂保留在由所述凹凸图案限定的开口中；将所述衬底暴露于来自极紫外光刻曝光系统的光化辐射的第一图案；以及使用第一预定显影剂对所述第一光致抗蚀剂层的可溶部分进行显影。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：将第一组合图案转移到下层中，所述第一组合图案是在去除所述第一光致抗蚀剂的上覆层之后并在对所述第一光致抗蚀剂的可溶部分进行显影之后的所述第一光致抗蚀剂层的剩余部分和所述凹凸图案的组合。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：在所述衬底上沉积第二光致抗蚀剂，从而形成第二光致抗蚀剂层，其中所述第二光致抗蚀剂填充由所述凹凸图案限定的开口并且产生从所述凹凸图案的顶表面延伸到所述第二光致抗蚀剂层的顶表面的第二光致抗蚀剂的上覆层；去除所述第二光致抗蚀剂层的一部分，其包括去除所述第二光致抗蚀剂的上覆层，使得所述第二光致抗蚀剂保留在由所述凹凸图案限定的开口中；将所述衬底暴露于来自极紫外光刻曝光系统的光化辐射的第二图案；以及使用第二预定显影剂对所述第二光致抗蚀剂的可溶部分进行显影。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：将第二组合图案转移到所述下层中，所述第二组合图案是在去除所述第二光致抗蚀剂的上覆层之后并在对所述第二光致抗蚀剂层的可溶部分进行显影之后的所述第二光致抗蚀剂层的剩余部分和所述凹凸图案的组合。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在对所述第一光致抗蚀剂的可溶部分进行显影之后，处理所述第一光致抗蚀剂的剩余部分，使得所述第一光致抗蚀剂的剩余部分不再对极紫外辐射敏感。6.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述衬底包括接收其中所述凹凸图案包括使用自对准特征倍增技术形成的线阵列的衬底。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述自对准特征倍增技术包括使初始特征密度成四倍。8.根据权利要求1所述的方法，其中，去除所述第一光致抗蚀剂的上覆层包括执行使用基于等离子体的刻蚀剂的回蚀工艺。9.根据权利要求1所述的方法，其中，去除所述第一光致抗蚀剂的上覆层包括执行酸扩散和显影步骤，所述酸扩散和显影步骤包括在所述第一光致抗蚀剂层上沉积酸并且使所述酸向所述第一光致抗蚀剂层中扩散预定深度。10.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东·J·德维利耶，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP