用于含金属的抗蚀剂层的原位沉积和致密化处理制造技术

本申请涉及用于含金属的抗蚀剂层的原位沉积和致密化处理。本文公开了可以改进光刻分辨率的含金属的抗蚀剂层(例如，金属氧化物抗蚀剂层)、用于形成含金属的抗蚀剂层的方法以及使用含金属的抗蚀剂层的光刻方法。示例性方法包括：通过执行沉积工艺在工件之上形成金属氧化物抗蚀剂层，以在工件之上形成金属氧化物抗蚀剂层的金属氧化物抗蚀剂子层；以及对至少一个金属氧化物抗蚀剂子层执行致密化工艺。每个沉积工艺形成金属氧化物抗蚀剂子层中的相应一个。致密化工艺使至少一个金属氧化物抗蚀剂子层的密度增加。可以调整沉积工艺的参数和/或致密化工艺的参数，以实现不同的密度分布、不同的密度特性、和/或不同的吸收特性，从而优化对金属氧化物抗蚀剂层的图案化。而优化对金属氧化物抗蚀剂层的图案化。而优化对金属氧化物抗蚀剂层的图案化。

【技术实现步骤摘要】
用于含金属的抗蚀剂层的原位沉积和致密化处理


[0001]本公开涉及半导体领域，具体地涉及用于含金属的抗蚀剂层的原位沉积和致密化处理。

技术介绍

[0002]光刻工艺被广泛地用于集成电路(IC)制造中，在光刻工艺中，各种IC图案被转移到工件上以形成IC器件。光刻工艺通常涉及在工件之上形成抗蚀剂层，将抗蚀剂层曝光于经图案化的辐射，以及使曝光的抗蚀剂层显影，从而形成经图案化的抗蚀剂层。在随后的IC处理(例如蚀刻工艺)期间，使用经图案化的抗蚀剂层作为掩蔽元件，其中，经图案化的抗蚀剂层的抗蚀剂图案被转移到工件上。抗蚀剂图案的质量直接影响IC器件的质量。随着IC技术不断朝着更小的技术节点(例如，小到14纳米、10纳米及以下)发展，抗蚀剂图案的线边缘粗糙度(LER)、线宽粗糙度(LWR)和/或临界尺寸均匀性(CDU)变得很关键。抗蚀剂图案的LER、LWR和/或CDU受到多种因素的影响，这些因素中包括抗蚀剂层的吸收特性(例如，吸收辐射的能力)和/或排气特性(例如，释放污染的倾向)。尽管现有的抗蚀剂层和用于形成抗蚀剂层的技术通常已经足以满足其预期目的，但是它们并非在所有方面都是完全令人满意的并且需要改进。

技术实现思路

[0003]根据本公开的第一方面，提供了一种用于形成半导体结构的方法，包括：通过以下操作在工件之上形成金属氧化物抗蚀剂层：执行沉积工艺，以在所述工件之上形成所述金属氧化物抗蚀剂层的金属氧化物抗蚀剂子层，其中，每个沉积工艺形成所述金属氧化物抗蚀剂子层中的相应一个金属氧化物抗蚀剂子层；以及对所述金属氧化物抗蚀剂子层中的至少一个金属氧化物抗蚀剂子层执行致密化工艺，其中，所述致密化工艺使所述金属氧化物抗蚀剂子层中的所述至少一个金属氧化物抗蚀剂子层的密度增加。
[0004]根据本公开的第二方面，提供了一种用于形成半导体结构的方法，包括：在工艺室中接收工件；在所述工艺室中执行至少两个沉积工艺，以在所述工件之上形成金属氧化物抗蚀剂层；以及在所述工艺室中执行处理工艺，以修改所述金属氧化物抗蚀剂层的密度分布。
[0005]根据本公开的第三方面，提供了一种金属氧化物抗蚀剂层，包括：第一金属氧化物抗蚀剂子层，所述第一金属氧化物抗蚀剂子层具有第一密度；第二金属氧化物抗蚀剂子层，所述第二金属氧化物抗蚀剂子层设置在所述第一金属氧化物抗蚀剂子层之上，其中，所述第二金属氧化物抗蚀剂子层具有第二密度；以及第三金属氧化物抗蚀剂子层，所述第三金属氧化物抗蚀剂子层设置在所述第二金属氧化物抗蚀剂子层之上，其中，所述第三金属氧化物抗蚀剂子层具有第三密度。
附图说明
[0006]在结合附图阅读时，通过以下具体实施方式可以最好地理解本公开。要强调的是，根据工业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制，并且仅用于说明目的。事实上，为了讨论的清楚，各种特征的尺寸可能被任意地增大或缩小。
[0007]图1A示出了根据本公开的各个方面的使用金属氧化物抗蚀剂层来改进光刻图案保真度的光刻工艺。
[0008]图1B示出了根据本公开的各个方面的用于形成图1A的金属氧化物抗蚀剂层的循环金属抗蚀剂沉积工艺。
[0009]图1C示出了根据本专利技术的各种方面的在沉积之后且在图案化之后的图1A的金属氧化物抗蚀剂层的俯视图。
[0010]图2A示出了根据本公开的各个方面的使用金属氧化物抗蚀剂层来改进光刻图案保真度的不同光刻工艺。
[0011]图2B示出了根据本公开的各个方面的用于形成图2A的金属氧化物抗蚀剂层的循环金属抗蚀剂沉积工艺。
[0012]图3A示出了根据本公开的各个方面的使用金属氧化物抗蚀剂层来改进光刻图案保真度的不同光刻工艺。
[0013]图3B示出了根据本公开的各个方面的用于形成图3A的金属氧化物抗蚀剂层的循环金属抗蚀剂沉积工艺。
[0014]图4示出了根据本公开的各个方面的用于形成金属氧化物抗蚀剂层的循环金属抗蚀剂沉积工艺。
[0015]图5示出了根据本公开的各个方面的用于形成金属氧化物抗蚀剂层的循环金属抗蚀剂沉积工艺。
具体实施方式
[0016]本公开总体上涉及用于制造集成电路(IC)器件的方法，并且更具体地涉及在IC器件的制造期间实施的光刻技术和/或光刻材料。
[0017]下面的公开内容提供了用于实现所提供的主题的不同特征的许多不同的实施例或示例。以下描述了组件和布置的特定示例以简化本公开。当然，这些只是示例，并不旨在进行限制。例如，在下面的描述中在第二特征之上或上形成第一特征可以包括其中第一特征和第二特征以直接接触方式形成的实施例，还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。此外，使用空间相关术语，例如“较低”、“较高”、“水平”、“竖直”、“高于”、“之上”、“低于”、“之下”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”等及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)，以易于描述本公开的一个特征相对于另一特征的关系。空间相关术语旨在涵盖包括特征的器件的不同朝向。此外，当用“基本上”、“约”或“近似”等来描述数字或数字范围时，该术语旨在涵盖合理范围内的数字，这些合理范围内的数字考虑了如本领域普通技术人员所理解的在制造期间固有地出现的变化。例如，基于与制造具有与数字相关联的特性的特征相关联的已知制造公差，数字或数字范围涵盖包括所述数字的合理范围，例如在所述数字的+/
‑
10％以内。例如，具有“约5nm”厚度的材料层可以包括4.5nm至5.5nm的尺寸范围，其中本领域普通技术人员已知
与沉积材料层相关联的制造公差为+/
‑
10％。此外，本公开可以在各种示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，本身并不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0018]光刻工艺被广泛地用于IC制造中，在光刻工艺中，各种IC图案被转移到工件上以形成IC器件。光刻工艺涉及在工件之上形成抗蚀剂层并将抗蚀剂层曝光于经图案化的辐射。在将抗蚀剂层曝光于经图案化的辐射之后，抗蚀剂层在显影剂(换言之，化学溶液)中显影。显影剂去除抗蚀剂层的一些部分(例如，正性抗蚀剂层的曝光部分或负性抗蚀剂层的未曝光部分)，从而形成经图案化的抗蚀剂层。然后，经图案化的抗蚀剂层通常在随后的工艺(例如蚀刻工艺或注入工艺)期间被用作掩蔽元件，以将经图案化的抗蚀剂层中的图案(在本文中被称为抗蚀剂图案)转移到工件上。已引入了先进的光刻材料(例如化学放大抗蚀剂(CAR)材料)，以用于改进抗蚀剂层对辐射的敏感度(S)，从而使辐射的利用率最大化。敏感度总体上与产生足以限定抗蚀剂层中的图案的化学反应所需的入射辐射量(每单位面积的能量的量)相对应。例如，CAR材料在曝光于辐射之后能够产生多种化学反应，从而化学地放大了对辐射的响应，这降低了敏感度并因此降低了限定抗蚀剂图案所需的曝光剂量。CAR材料通常包括对IC工艺(例如蚀刻工艺)有抗性的聚合物、产酸成分(例如光产酸剂(PAG))、以及溶剂成分。该PAG在曝光于辐射时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于形成半导体结构的方法，包括：通过以下操作在工件之上形成金属氧化物抗蚀剂层：执行沉积工艺，以在所述工件之上形成所述金属氧化物抗蚀剂层的金属氧化物抗蚀剂子层，其中，每个沉积工艺形成所述金属氧化物抗蚀剂子层中的相应一个金属氧化物抗蚀剂子层；以及对所述金属氧化物抗蚀剂子层中的至少一个金属氧化物抗蚀剂子层执行致密化工艺，其中，所述致密化工艺使所述金属氧化物抗蚀剂子层中的所述至少一个金属氧化物抗蚀剂子层的密度增加。2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述金属氧化物抗蚀剂层的还包括：在执行所述致密化工艺之后，执行清除工艺。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述沉积工艺和所述致密化工艺是在同一工艺室中执行的。4.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述致密化工艺包括：使所述金属氧化物抗蚀剂子层中的所述至少一个金属氧化物抗蚀剂子层曝光于等离子体。5.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述致密化工艺包括：对所述金属氧化物抗蚀剂子层中的所述至少一个金属氧化物抗蚀剂子层的软烘烤。6.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述致密化工艺包括：使所述金属氧化物抗蚀剂子层中...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭怡辰，刘之诚，陈彦儒，李志鸿，杨棋铭，李资良，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：