使用化学辅助回流来减小光致抗蚀剂的线缘粗糙度制造技术

通过用塑化剂处理图形化光致抗蚀剂可以减小线缘粗糙度。塑化剂的使用可以以在显影后表面处理光致抗蚀剂的方式来进行。此后，塑化的光致抗蚀剂可以经历加热步骤来回流光致抗蚀剂。回流处理可以减小图形化的、被显影的光致抗蚀剂的线缘粗糙度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景本专利技术一般地涉及半导体处理，并且，特别地，涉及光致抗蚀剂的形成。在图形化半导体晶片以形成集成电路的过程中，使用光致抗蚀剂。光致抗蚀剂是其可蚀刻性可以通过选择性地将其曝露于辐射而被改变的材料。光致抗蚀剂，在曝光后，或者更难或者更容易通过显影工艺来除去。因此，通过选择性地曝光所述光致抗蚀剂，掩模(mask)上的图形可以被转移到半导体晶片上。然后，一旦被转移到光致抗蚀剂上，该图形就可以在使用蚀刻处理的可重复方式中被随后用来形成半导体晶片中结构。光刻法(photolithography)的发展已经能使得越来越小的图形可以被转移到半导体晶片上。这意味着越来越小的集成电路可以以更低的成本来形成。然而，光刻工艺受到所谓线缘粗糙度(line edge roughness)的影响。线缘粗糙度是在图形化的光致抗蚀剂特征中的表面粗糙度。尽管分辨率已经提高，但所述线缘粗糙度还没有相应提高。由于有线缘粗糙度，例如，晶体管会遭遇渗漏。当被转移的图形变得越来越小时，线缘粗糙度变成了更为严重的问题。因此，在光刻工艺中需要更好的方式来降低线缘粗糙度。附图简要说明附图说明图1是根据本专利技术一个实施方案的早期阶段的放大截面示意图；图2是根据本专利技术一个实施方案，在进一步处理后，图1所示的实施方案的放大截面示意图；图3是根据本专利技术一个实施方案，在进一步处理后，图2所示的实施方案的放大截面示意图；以及图4是根据本专利技术一个实施方案，在进一步处理后，图3所示的实施方案的放大截面示意图。详细描述参考图1，衬底14可以被材料12的多个层覆盖以形成结构10。可以期望在材料12中蚀刻图形。为了此目标，可以在材料12上形成光致抗蚀剂掩模16。由此，可以施加光致抗蚀剂掩模16并且使用标准光刻技术(lithographic technique)来将其图形化。衬底14可以是，例如，半导体晶片(如硅晶片)。常规地，光刻工艺处理包括一系列非常确定的步骤。一开始，光致抗蚀剂在被溶剂负载的状态下(solvent laden state)被旋涂在半导体晶片上。溶剂被用来使得光致抗蚀剂可浇注(castable)。一旦光致抗蚀剂已经被沉积成为半导体晶片的层，它就可以经历被称为软烘烤(soft bake)或者涂后烘烤(post-coat bake)的步骤来驱散多余的溶剂。此后，可以曝光光致抗蚀剂以使未曝光的光致抗蚀剂内的区域或者更易或者更难去除。曝光之后，可以利用曝光后烘烤(post-exposure bake)。一个或者更多的刚刚描述的步骤可以导致线缘粗糙度，线缘粗糙度是光致抗蚀剂掩模16的特征中有效的粗糙度或者不规则性(irregularity)。在曝光后烘烤之后，结构10可以被送到显影剂组件(module)中。在显影剂组件中，图形被显影或者被定影并且所得结构可以被漂洗。接下来参考图2，在显影时或者显影后，结构10可以曝露给塑化剂(plasticizer)。塑化剂处理掩模16的表面区域以使它们更易于回流。由于线缘粗糙度来自表面不规则性，因此处理光致抗蚀剂掩模16的表面区域可以有效地减小线缘粗糙度。通过塑化剂18的使用，可以用相对低量的热来回流光致抗蚀剂掩模16以去除表面粗糙度。没有限制，所述处理的意图是可以引起导致小于几纳米的回流的表面效应。例如，在本专利技术的一个实施方案中，当离开显影剂组件之后，结构10可以进入温度被控制的腔，例如主烘箱。在所述的腔内，结构10可以被加热。在一个实施方案中，结构10可以被引入到溶剂的汽相中。时间、温度、压力和溶剂的量及类型可以被调整(tailored)以获得注入或者扩散进入光致抗蚀剂掩模16的所期望的量，以形成掺杂的光致抗蚀剂16a，如图3所示。此后，结构10可以被烘烤以回流光致抗蚀剂掩模16a，从而减小表面不规则性。所述烘烤可以足以简单地将结构10的部分提高到掩模16a的玻璃化转变温度之上。在一些实施方案中，烘烤可以在真空下或者在热存在条件下进行，以导致特别地以表面不规则性为目标的回流。在一些实施方案中，提供热和/或真空可以去除溶剂并且控制回流工艺以及防止光致抗蚀剂掩模16a损坏。在本专利技术的一些实施方案中，非常受控的回流基本上没有改变光致抗蚀剂掩模16a的整体或全部结构。由于回流，光致抗蚀剂掩模16b，如图4所示，可能已经减小了线缘粗糙度。实际上，塑化剂诱导的回流导致了光致抗蚀剂掩模16b的表面特征的平滑。在本专利技术的一些实施方案中，光致抗蚀剂掩模16可以经历涉及使用挥发性的或者非挥发性的塑化剂处理的单独步骤，之后或者是显影组件或者是显影组件的漂洗步骤。塑化剂可以是液体、气体、组合气相和液相，或者超临界和液化气体，包括超临界二氧化碳，液态二氧化碳，或者乙烷。可替换地，在现有的光致抗蚀剂显影步骤(例如显影后晶片漂洗)期间，光致抗蚀剂掩模16可以曝露给挥发性的或者非挥发性的塑化剂。例如，塑化剂可以被加到在显影组件中使用的显影剂中。作为另一个实施例，塑化剂可以被加到或者被包括在用于显影后漂洗的液体中。在每种情况下，塑化剂扩散进入光致抗蚀剂掩模16的表面。塑化剂扩散可以通过调整时间、温度、压力、浓度和/或用于输送塑化剂进入光致抗蚀剂掩模16表面的载体来控制。随后的回流可以通过各种技术来控制和终止，所述各种技术包括塑化剂的挥发或者结构10的冷却来停止回流。用来形成光致抗蚀剂的聚合物膜可以吸收来自环境的分子。如此被吸收的物质(species)可以被调整，以改变抗蚀剂的回流特性，改善线缘粗糙度。塑化剂可以降低光致抗蚀剂掩模16的玻璃化转变温度，允许粗糙的抗蚀剂线条流动并且水平化，以减小整体的线缘粗糙度。要被吸收的分子可以在汽相、液相、气体或者液体的组合，或者超临界流体状态被引入光致抗蚀剂中。吸收进入光致抗蚀剂的溶剂可以起塑化剂的作用。通常，由于保护基的降解，在提高的温度下抗蚀剂的回流受阻。塑化剂降低抗蚀剂的回流温度。因此，倾向于化学降解的抗蚀剂可以被处理以改善线缘粗糙度而不显著地影响抗蚀剂的组成或者轮廓(profile)。塑化剂的实例包括二氧化碳、乙烷、丙烷、丁烷、氯甲烷、氢氟碳化合物(hydrofluorocarbon)、氢氯氟碳化合物(hydrochlorofluorocarbon)、碳氟化合物，或者包括溶剂的汽相的二氧化硫气体。塑化剂可以是溶剂，例如乳酸乙酯、乙酸丙二醇单甲基醚酯(处于液相、汽相或者气相)。塑化剂也可以是反应性分子，例如苯乙烯类、丙烯酸类、乙烯基、AA或者AB缩聚单体(condensation monomer)。低聚物或者聚合物也可以被用作塑化剂，这些物质包括多羟基化合物、链烯烃(olefin)、蜡(wax)、甾族化合物、生物碱或者脂肪酸。作为另外的实施例，氢氟醚与疏水性光致抗蚀剂(例如157纳米光致抗蚀剂)一起尤其有利。氢氟醚可以被溶解在二氧化碳气体或者超临界二氧化碳中。氢氟醚对于以基于氟的157纳米光致抗蚀剂可能是有效的塑化剂。氢氟醚分子可以作为液体或者气体被吸收进入157纳米抗蚀剂中。分子例如溶剂、甾族化合物、或者低聚物可以被直接施加于抗蚀剂，或者均匀分散在分开的介质中并施加于抗蚀剂。向显影剂或者漂洗剂中添加助溶剂能够通过溶解掉曝光区(exposure field)边缘部分溶涨的聚合物来降低线缘粗糙度。另外，溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：显影图形化的光致抗蚀剂；将塑化剂施加到所述图形化的光致抗蚀剂的所述表面，以降低线缘粗糙度；以及在施加所述塑化剂之后，回流所述光致抗蚀剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特米格莱，迈克尔古德纳尔，史蒂夫E帕特纳，谢恩克拉克，W岳，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]