光敏化学放大型抗蚀剂（PS-CAR）模拟制造技术

描述了用于PS‑CAR光致抗蚀剂模拟的方法和系统。在一个实施方案中，方法包括通过模拟确定使用辐射敏感材料的光刻工艺的至少一个工艺参数。在这样的实施方案中，辐射敏感材料包括：第一光波长活化阈值，其控制在辐射敏感材料中产生酸至第一酸浓度并控制在辐射敏感材料中光敏剂分子的产生；和第二光波长活化阈值，其可以激发辐射敏感材料中的光敏剂分子，这导致酸包含大于第一酸浓度的第二酸浓度，第二光波长不同于第一光波长。在这样的实施方案中，所述方法还包括使用先前确定的至少一个工艺参数进行光刻处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光敏化学放大型抗蚀剂(PS-CAR)模拟相关申请的交叉引用本申请要求在2016年2月19日提交的题为“光敏化学放大型抗蚀剂(PS-CAR)模拟(Photo-sensitizedChemicallyAmplifiedResist(PS-CAR)simulation)”的美国专利申请第15/048,584号的权益，其通过整体引用并入本文。
本专利技术涉及用于基底处理的系统和方法，并且更特别地涉及用于光敏化学放大型抗蚀剂(PS-CAR)模拟的方法和系统。
技术介绍
在半导体装置的光刻图案化中，收缩技术节点，并因此特征尺寸将波长驱进极紫外(EUV)范围中。此时，EUV光源仍在积极发展中，目前无法开发和给予前几代光源的照明水平。为了解决这些缺点并且仍然能够利用当前一代EUV光源，已经开发了抗蚀剂化学品和相关方法，称为光敏化学放大型抗蚀剂(PS-CAR)。与传统的化学放大型抗蚀剂(CAR)一样，PS-CAR利用抗蚀剂特征内产生的酸进行脱保护，但不同于仅使用单一图案化曝光的CAR，酸在两步照射过程中产生。在PS-CAR中，通常在EUV频率下使用第一图案化曝光，以产生具有相对少量的产生的酸的图案(抗蚀剂内的潜影)，并且同时例如由添加到PS-CAR抗蚀剂中的光敏剂发生剂产生光敏剂(PS)化合物。在第一图案化曝光期间，酸和光敏剂(PS)均仅在PS-CAR抗蚀剂的被照射部分中产生。其后，在不同于第一图案化曝光的波长的第二波长的光下进行泛曝光，即没有图案。选择PS-CAR抗蚀剂化学品，使得光敏剂(PS)对在第二泛曝光中使用的第二波长的光敏感，而其他抗蚀剂组分不敏感。无论存在于在第一EUV图案化曝光期间形成的图案中何处，光敏剂(PS)都会在泛曝光期间导致进一步产生酸，例如，酸浓度增加十倍是可能的。这种光敏剂诱导的酸浓度增加导致对比度大大增加，这允许更大的工艺宽容度，特别是对于RLS权衡(分辨率-线宽粗糙度-灵敏度)。因此，PS-CAR为EUV光刻术提供了实现技术(enablingtechnology)，因为它允许EUV源和光刻术在其目前的功率水平下的有效使用。这里应该注意，PS-CAR工艺可以例如在EUV图案化曝光和泛曝光之间涉及另外的步骤。出于清楚的目的，简化了以上描述。而且，在一些PS-CAR化学品实施方案中，在第一EUV图案化曝光期间可能不产生酸，并且可能只产生光敏剂，所产生的光敏剂导致在泛曝光期间产生所有酸。又或者，如前所述，可少量产生酸，但是所述酸可被竞争化学反应例如猝灭事件(取决于存在于PS-CAR抗蚀剂中的猝灭剂的量)有效地消耗。在一些实施方案中，PS-CAR抗蚀剂沉积、定量给料、图案化和显影可以是高度敏感的过程。由于PS-CAR抗蚀剂化学品的复杂性和图案化特征的尺寸，许多变量可能有助于抗蚀剂掩模的质量，并因此有助于所得蚀刻特征的质量。抗蚀剂图案化模型已被用于预测抗蚀剂层和图案的质量并微调抗蚀剂处理参数，然而由于各种原因，传统模型都不适合用于图案化PS-CAR。首先，PS-CAR抗蚀剂处理流程包括传统CAR抗蚀剂流程中不需要的额外步骤。先前的模型不考虑这些额外的流程步骤。其次，与传统的CAR抗蚀剂相比，PS-CAR抗蚀剂对EUV和UV曝光剂量更敏感，并且先前模型不考虑这样的敏感性。第三，传统模型用调制到传统CAR化学品的化学性质，而非PS-CAR化学品的化学性质的预设参数设计而成。普通技术人员将认识到用于模拟传统CAR抗蚀剂的先前模型的各种其他缺点。
技术实现思路
描述了用于PS-CAR光致抗蚀剂模拟的方法和系统。在一个实施方案中，方法包括通过模拟确定使用辐射敏感材料的光刻工艺的至少一个工艺参数。在这样的实施方案中，辐射敏感材料包括：第一光波长活化阈值，其控制在辐射敏感材料中产生酸至第一酸浓度以及控制在辐射敏感材料中光敏剂分子的产生；和第二光波长活化阈值，其可以激发辐射敏感材料中的光敏剂分子，这导致酸包含大于第一酸浓度的第二酸浓度，第二光波长不同于第一光波长。在这样的实施方案中，所述方法还包括使用先前确定的至少一个工艺参数进行光刻工艺。方法的另一个实施方案包括在输入接口处接收用于光刻工艺的辐射敏感材料的物理参数。所述方法还可包括在输入接口处接收与光刻工艺的第一辐射曝光步骤和第二辐射曝光步骤中至少一者相关的曝光参数。另外，所述方法可包括根据光刻工艺模型并响应物理参数和辐射曝光参数使用数据处理器计算辐射敏感材料的外形。此外，所述方法可包括在输出接口处产生包括辐射敏感材料的外形的输出。附图说明包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图举例说明本专利技术的实施方案，并且与上面给出的本专利技术的一般描述以及下面给出的详细描述一起用于描述本专利技术。图1是半导体晶片处理系统的一个实施方案。图2A示出在PS-CAR图案化工艺中EUV图案化曝光步骤之后的光敏剂浓度分布和酸浓度分布的一个实施方案。图2B示出在PS-CAR图案化工艺中EUV图案化曝光步骤之后的装置截面。图2C示出在PS-CAR图案化工艺中泛曝光步骤之后的光敏剂浓度分布和酸浓度分布。图2D示出在PS-CAR图案化工艺中泛曝光步骤之后的装置截面。图3A示出在PS-CAR图案化工艺中泛曝光步骤之前的光敏剂浓度分布和酸浓度分布，其中示出未减轻的EUV散粒噪声的影响。图3B示出在PS-CAR图案化工艺中泛曝光步骤之后的光敏剂浓度分布和酸浓度分布，其中示出未减轻的EUV散粒噪声的影响。图3C示出在根据本专利技术的一个实施方案的PS-CAR图案化工艺中EUV散粒噪声减轻步骤之前的光敏剂浓度分布和EUV散粒噪声减轻步骤之后的酸浓度分布。图3D示出在根据本专利技术的一个实施方案的PS-CAR图案化工艺中EUV散粒噪声减轻步骤之后以及泛曝光步骤之后的示例性酸浓度分布。图4示出根据本专利技术的一个实施方案的PS-CAR图案化工艺的工艺流程。图5是举例说明配置成用于PS-CAR光致抗蚀剂模拟的数据处理系统的一个实施方案的示意框图。图6是举例说明用于PS-CAR光致抗蚀剂模拟的系统的一个实施方案的示意框图。图7是举例说明用于校准PS-CAR光致抗蚀剂模型的输入参数的方法的一个实施方案的示意流程图。图8是举例说明用于校准PS-CAR光致抗蚀剂模型的输入参数的方法的一个实施方案的示意流程图。图9是举例说明用于模拟PS-CAR光致抗蚀剂的方法的一个实施方案的示意流程图。图10是举例说明用于模拟PS-CAR光致抗蚀剂的方法的一个实施方案的示意流程图。图11是举例说明用于PS-CAR光致抗蚀剂模型的输入/输出数据集的一个实施方案的示意性输入/输出图。图12是举例说明用于PS-CAR光致抗蚀剂模型的输入数据集的一个实施方案的示意性参数架构图。图13是举例说明用于PS-CAR光致抗蚀剂模型的输出数据集的一个实施方案的示意性参数架构图。图14是举例说明PS-CAR光致抗蚀剂模型的EUV光学模块的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。图15是举例说明PS-CAR光致抗蚀剂模型的EUV曝光模块的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。图16是举例说明PS-CAR光致抗蚀剂模型的预PEB模块的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。图17是举例说明PS-CAR光致抗蚀剂模型的UV光学模拟器的一个实施方案的操作的示意性参数架构图。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟的基底处理的方法，包括：通过模拟确定使用辐射敏感材料的光刻工艺的至少一个工艺参数，其中所述辐射敏感材料包括：第一光波长活化阈值，所述第一光波长活化阈值控制在所述辐射敏感材料中酸的产生直至第一酸浓度以及控制在所述辐射敏感材料中光敏剂分子的产生；和第二光波长活化阈值，所述第二光波长活化阈值能够激发所述辐射敏感材料中的光敏剂分子，这导致所述酸包含大于所述第一酸浓度的第二酸浓度，所述第二光波长不同于所述第一光波长；以及使用先前确定的至少一个工艺参数进行光刻工艺。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.19 US 15/048,5841.一种用于模拟的基底处理的方法，包括：通过模拟确定使用辐射敏感材料的光刻工艺的至少一个工艺参数，其中所述辐射敏感材料包括：第一光波长活化阈值，所述第一光波长活化阈值控制在所述辐射敏感材料中酸的产生直至第一酸浓度以及控制在所述辐射敏感材料中光敏剂分子的产生；和第二光波长活化阈值，所述第二光波长活化阈值能够激发所述辐射敏感材料中的光敏剂分子，这导致所述酸包含大于所述第一酸浓度的第二酸浓度，所述第二光波长不同于所述第一光波长；以及使用先前确定的至少一个工艺参数进行光刻工艺。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述辐射敏感材料是光敏化学放大型抗蚀剂(PS-CAR)光致抗蚀剂材料。3.根据权利要求1所述的方法，还包括模拟第一辐射源，所述第一辐射源配置成发射所述第一光波长下的辐射。4.根据权利要求2所述的方法，还包括模拟所述辐射敏感材料暴露于来自所述第一辐射源的所述第一光波长下的辐射，以用于模拟所述辐射敏感材料的图案化硬化。5.根据权利要求4所述的方法，还包括模拟光敏剂扩散时段。6.根据权利要求4所述的方法，还包括模拟第二辐射源，所述第二辐射源配置成发射所述第二光波长下的辐射。7.根据权利要求6所述的方法，还包括模拟所述辐射敏感材料暴露于来自所述第二辐射源的所述第二光波长下的辐射，以用于模拟所述辐射敏感材料的酸产生组分的显影。8.根据权利要求1所述的方法，还包括模拟所述辐射敏感材料的曝光后烘烤(PEB)。9.根据权利要求1所述的方法，还包括模拟所述辐射敏感材料的显影。10.根据权利要求1所述的方法，还包括数字地测量所述辐射敏感材料的一个或更多个模拟的特征。11.一种用于模拟的基底处理的系统，包括：数据处理装置，所述数据处理装置配置成通过模拟确定使用辐射敏感材料的光刻工艺的至少一个工艺参数，其中所述辐射敏感材料包括：第一光波长活化阈值，所述第一光波长活化阈值控制在所述辐射敏感材料中酸的产生直至第一酸浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·卡尔卡西，本杰曼·M·拉特扎克，马克·H·萨默维尔，华莱士·P·普林茨，静治永原，清一田川，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，国立大学法人大阪大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP