利用卤化物化学品的光致抗蚀剂显影制造技术

光致抗蚀剂的显影对于例如用于在高分辨率图案化的背景下形成图案化掩模会是有用的。显影可使用例如卤化氢之类的含卤化物化学品而完成。使用干式或湿式沉积技术可在半导体衬底上沉积含金属抗蚀剂膜。该光致抗蚀剂膜可以是EUV敏感的含有机金属氧化物或含有机金属薄膜抗蚀剂。在暴露后，使用湿式或干式显影将经光图案化的含金属抗蚀剂进行显影。光图案化的含金属抗蚀剂进行显影。光图案化的含金属抗蚀剂进行显影。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用卤化物化学品的光致抗蚀剂显影
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[0001]PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。如在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。

技术介绍

[0002]诸如集成电路的类的半导体设备的加工是涉及光刻术的多步骤处理。一般来说，该处理包括在晶片上沉积材料、以及经由光刻技术对该材料图案化，以形成半导体设备的结构特征(例如，晶体管和电路系统)。在本领域中公知的典型光刻处理的步骤包括：准备衬底；例如通过旋转涂布以施加光致抗蚀剂；将该光致抗蚀剂暴露于所期望的图案的光线，使得该光致抗蚀剂的经暴露区域变得更加溶于或更加不溶于显影剂溶液中；通过施加显影剂溶液进行显影，以移除光致抗蚀剂的经暴露区域、或者未暴露区域；以及后续处理，例如通过蚀刻或材料沉积以在光致抗蚀剂所移除的衬底区域上创造特征。
[0003]半导体设计的演进形成在半导体衬底材料上创造越来越小的特征的需求，并由在半导体衬底材料上创造越来越小的特征的能力驱使半导体设计的演进。在“摩尔定律”中，这种技术进程的特征在于每两年使密集集成电路中的晶体管密度加倍。确实，芯片设计及制造已有进展，使得先进微处理器可在单一芯片上包含数十亿个晶体管和其他电路特征。在这种芯片上的独立特征可为22纳米(nm)或更小的数量级，在一些情况下系小于10nm。
[0004]在制造具有这种微小特征的设备中的一个挑战在于：能够可靠地且可再现地创造具有足够分辨率的光刻掩模的能力。当前的光刻处理通常使用193nm的紫外(UV)光以使光致抗蚀剂暴露。光的波长明显大于待在半导体衬底上制造的期望特征尺寸的事实造成了内在的问题。要实现特征尺寸小于光的波长需要使用复杂的分辨率增强技术，例如多重图案化。因此，对于研发使用较短波长的光(例如极紫外(EUV)辐射，其具有10nm至15nm的波长(例如13.5nm))的光刻技术存在着重大关注与研究的努力。
[0005]然而，EUV光刻处理可能存在挑战，包括在图案化期间的低功率输出与光损失。当在EUV光刻术中使用传统的有机化学放大抗蚀剂(CAR)(类似于在193nm UV光刻术中使用的那些)时会具有潜在的缺点，特别是因为它们在EUV区域中具有低吸收系数，且光活化性化学物质的扩散可能会造成模糊、以及线边缘粗糙。此外，为了提供将下伏设备层图案化所需的蚀刻抗性，在传统CAR材料中经图案化的微小特征可能会冒着图案崩塌的风险而形成高深宽比。因此，仍然存在着对改善EUV光致抗蚀剂材料的需求，所述改善EUV光致抗蚀剂材料具有例如较低厚度、较高吸收率、以及较高蚀刻抗性之类的性质。
[0006]这里提供的背景描述是为了总体呈现本技术的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本技术的现有技术。

技术实现思路

[0007]光致抗蚀剂的显影对于例如用于在高分辨率图案化的背景下形成图案化掩模会是实用的。使用某些显影化学品，显影可选择性移除抗蚀剂的经暴露、或未经暴露的部分。显影化学品可包括卤化物，例如卤化氢、或氢与卤化物气体的混合物。在一些实施方案中，显影为干式显影。在一些实施方案中，该抗蚀剂为经光图案化的含金属EUV抗蚀剂。在一些实施方案中，干式显影处理为无等离子体的热处理。
[0008]在本文中所公开的是处理半导体衬底的方法与系统。半导体衬底的处理方法包括在处理室中，在半导体衬底的衬底层上提供经光图案化的含金属抗蚀剂；以及通过以下方式将该经光图案化的含金属抗蚀剂进行显影：通过将抗蚀剂暴露于包括卤化物的显影化学品而选择性地移除该抗蚀剂的一部分，以形成抗蚀剂掩模。
[0009]在一些实现方案中，该经光图案化的含金属抗蚀剂是经光图案化的含金属EUV抗蚀剂。在一些实现方案中，将该经光图案化的含金属EUV抗蚀剂显影包括利用该显影化学品将该EUV抗蚀剂的未EUV暴露部分相对于经EUV暴露部分进行选择性地移除，以形成该抗蚀剂掩模。在一些实现方案中，该显影化学品包括卤化氢、氢气与卤素气体、有机卤化物、酰基卤化物、羰基卤化物、亚硫酰基卤化物、或其混合物。在一些实现方案中，该显影化学品包括氟化氢、氯化氢、溴化氢、或碘化氢。在一些实现方案中，通过暴露于该显影化学品以将该经光图案化的含金属抗蚀剂显影包括通过暴露于干式显影化学品以将该经光图案化的含金属抗蚀剂进行干式显影。在一些实现方案中，将该经光图案化的含金属抗蚀剂进行干式显影包括将包括该卤化物的自由基的远程等离子体施加至该抗蚀剂。在一些实现方案中，将该经光图案化的含金属抗蚀剂进行干式显影是在介于
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60℃与120℃之间的温度下、介于0.1mTorr与500Torr之间或介于约0.5Torr与约760Torr之间的室压强下、介于100sccm与2000sccm之间的该卤化物的气体流率下进行，该抗蚀剂掩模的蚀刻选择性至少部分基于该温度、该室压强、该气体流率、或其组合而能够调整。在一些实现方案中，该温度介于
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20℃与20℃之间。在一些实现方案中，该经光图案化的含金属抗蚀剂包括元素，该元素选自于由：锡、铪、碲、铋、铟、锑、碘、及锗所构成的群组。在一些实现方案中，该方法还包括：在将该经光图案化的含金属抗蚀剂显影之后，将该经光图案化的含金属抗蚀剂暴露于惰性气体等离子体。在一些实现方案中，该方法还包括：在该半导体衬底上沉积含金属EUV抗蚀剂膜；以及在提供该经光图案化的含金属抗蚀剂之前，在不移除该衬底层的情况下将该含金属EUV抗蚀剂膜从该半导体衬底进行非选择性移除。
[0010]在本文中所公开的是将抗蚀剂显影的装置。该装置包括具有衬底支撑件的处理室；耦合至该处理室的真空管线；以及耦合至该处理室的显影化学品管线。该装置还包括控制器，其被配置有用于处理半导体衬底的指令，所述指令包括代码，以用于：在处理室中，在该半导体衬底的衬底层上提供经光图案化的含金属抗蚀剂；以及通过以下方式将该经光图案化的含金属抗蚀剂进行显影：通过将该抗蚀剂暴露于包括卤化物的显影化学品而选择性地移除该抗蚀剂的一部分，以形成抗蚀剂掩模。
[0011]在一些实现方案中，该经光图案化的含金属抗蚀剂是经光图案化的含金属EUV抗蚀剂，且其中该控制器包括代码以用于利用该显影化学品将该EUV抗蚀剂的未EUV暴露部分相对于经EUV暴露部分进行选择性地移除而形成该抗蚀剂掩模，其中该控制器被配置有指令。所述指令包括用于将该经光图案化的含金属EUV抗蚀剂显影的代码。在一些实现方案
中，该装置还包括耦合至该衬底支撑件的一或多个加热器，其中该一或多个加热器包括多个可独立控制的温度控制区域。在一些实现方案中，该处理室的内部涂覆有腐蚀抑制剂。在一些实现方案中，该装置还包括耦合至该处理室的冷凝阱，其中该冷凝阱被配置成将水从该处理室移除。在一些实现方案中，该装置还包括耦合至该处理室的UV灯或IR灯，其中该UV灯或IR灯被配置成将该经光图案化的含金属抗蚀剂固化、或者将过量卤化物从该处理室移除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理半导体衬底的方法，其包括：在处理室中，在半导体衬底的衬底层上提供经光图案化的含金属抗蚀剂；以及通过暴露于包括卤化物的显影化学品而选择性地移除所述经光图案化的含金属抗蚀剂的一部分，以将所述经光图案化的含金属抗蚀剂进行显影，从而形成抗蚀剂掩模。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述经光图案化的含金属抗蚀剂是经光图案化的含金属EUV抗蚀剂。3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述经光图案化的含金属EUV抗蚀剂进行显影包括：利用所述显影化学品将所述经光图案化的含金属EUV抗蚀剂的未EUV暴露部分相对于经EUV暴露部分选择性地移除，以形成所述光致抗蚀剂掩模。4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：在不移除所述衬底层的情况下，将所述经光图案化的含金属抗蚀剂的所述未EUV暴露部分与所述经EUV暴露部分非选择性地移除。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述显影化学品包括卤化氢、氢气与卤素气体、有机卤化物、酰基卤化物、羰基卤化物、亚硫酰基卤化物、或其混合物。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述显影化学品包括氟化氢(HF)、氯化氢(HCl)、溴化氢(HBr)、或碘化氢(HI)。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述显影化学品包括氢气(H2)与氟气(F2)、氯气(Cl2)、溴气(Br2)、或碘气(I2)。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述卤化物与载体气体一起流入所述处理室中，所述载体气体包括氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氙(Xe)、或氮(N2)。9.根据权利要求1所述的方法，其中通过暴露于所述显影化学品以将所述经光图案化的含金属抗蚀剂进行显影包括：通过暴露于干式显影化学品以将所述经光图案化的含金属抗蚀剂进行干式显影。10.根据权利要求9所述的方法，其中将所述经光图案化的含金属抗蚀剂进行干式显影包括：将包括所述卤化物的自由基的远程等离子体施加至所述经光图案化的含金属抗蚀剂。11.根据权利要求9所述的方法，其中将所述经光图案化的含金属抗蚀剂进行干式显影包括：在无等离子体的热处理中至少暴露于所述卤化物。12.根据权利要求9所述的方法，其中将所述经光图案化的含金属抗蚀剂进行干式显影在介于约
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60℃与约120℃之间的温度下、介于约0.1mTorr与约760Torr之间的室压强下、介于约100sccm与约2000sccm之间的所述卤化物的气体流率下进行，所述抗蚀剂掩模的蚀刻选择性至少能部分地基于所述温度、所述室压强、所述气体流率、或其组合而进行调整。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述温度介于约
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20℃与约20℃之间。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述抗蚀剂掩模的轮廓至少能部分地基于所述温度、所述室压强、所述气体流率、或其组合而进行控制。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述经光图案化的含金属抗蚀剂是含有机金属氧化物薄膜或者含有机金属薄膜。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述经光图案化的含金属抗蚀剂包括有机锡氧化物。
17.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述经光图案化的含金属抗蚀剂包括元素，所述元素选自于由：锡、铪、碲、铋、铟、锑、碘以及锗所构成的群组。18.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中提供所述经光图案化的含金属抗蚀剂包括在所述衬底层上将含金属抗蚀剂膜进行气相沉积。19.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中提供所述经光图案化的含金属抗蚀剂包括：将含金属抗蚀剂膜旋转涂布在所述衬底层上。20.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述经光图案化的含金属抗蚀剂的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨曼莎，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：