用于增强EUV光刻性能的暴露前光致抗蚀剂固化制造技术

本文公开了用于在光刻图案化操作之前将有机金属氧化物膜暴露于全面性UV处理的方法和装置。全面性UV处理可以用来推移膜的溶解度曲线，从而可以使用较低的EUV剂量来对膜进行图案化。此外，全面性UV处理可以在显影之后使用，以进一步固化膜。以进一步固化膜。以进一步固化膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强EUV光刻性能的暴露前光致抗蚀剂固化
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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]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。
[0003]半导体设备(例如集成电路)的制造是一种涉及光刻的多步骤处理。通常，该处理包含在晶片上沉积材料，以及通过光刻技术图案化材料以形成半导体设备的结构特征(例如晶体管和电路)。本领域已知的典型光刻处理的步骤包含：准备衬底；例如通过旋涂来施加光致抗蚀剂；将光致抗蚀剂以所需图案暴露于光，使光致抗蚀剂的暴露区域或多或少可溶于显影液；施加显影液进行显影，以移除光致抗蚀剂的暴露或未暴露区域；以及进行随后的处理，例如通过蚀刻或材料沉积，以在已移除光致抗蚀剂的衬底区域上产生特征。
[0004]半导体设计的发展产生了在半导体衬底材料上创造更小特征的需求，并受到这种能力的推动。这种技术的进步在“摩尔定律”被描述为在密集集成电路中的晶体管密度每两年会加倍一次。事实上，芯片设计和制造已经进步到使得现代微处理器可以在单一芯片上包含数十亿个晶体管和其他电路特征。此类芯片上的单个的特征可以是约22纳米(nm)或更小的数量级，在某些情况下小于10nm。
[0005]制造具有如此小特征的设备的一个挑战是能够可靠且可重复地产生具有足够分辨率的光刻掩模。当前的光刻处理通常使用193nm紫外(UV)光来暴露光致抗蚀剂。光的波长明显大于要在半导体衬底上产生的特征的所需尺寸的这个事实产生了固有问题。实现小于光波长的特征尺寸需要使用例如多重图案化之类的复杂分辨率增强技术。因此，在开发使用例如极紫外辐射(EUV)的较短波长光(具有10nm至15nm的波长，例如具有13.5nm的波长)的光刻技术方面存在显著的兴趣和研究努力。
[0006]然而，EUV光刻处理可能会带来挑战，包含低功率输出和光子吸收随机性。类似于193nm UV光刻中使用的那些传统有机化学增幅光致抗蚀剂(CAR)在用于EUV光刻时具有潜在的缺点，尤其是因为它们在EUV区域具有低吸收系数，且光活化的化学物质的扩散会导致模糊或线边缘粗糙度。此外，为了提供对下层设备层进行图案化所需的抗蚀刻性，在传统CAR材料中图案化的小特征可能会导致高深宽比，进而出现图案坍塌的风险。因此，仍然需要有改善的EUV光致抗蚀剂材料，其具有例如减小的厚度、更大的吸旋光性和更大的抗蚀刻性等特性。

技术实现思路

[0007]本文公开了处理光致抗蚀剂的方法和系统，所述方法包含：在处理室中的衬底上
接收含金属光致抗蚀剂；以及通过将所述含金属光致抗蚀剂暴露于全面性UV来进行处理，以修正所述含金属光致抗蚀剂的材料特性，以使所述含金属光致抗蚀剂的辐射敏感度增加。在多种实施方案中，所述全面性UV的波长为小于300nm，为约248nm，为约193nm，或者为DUV。在一些实施方案中，所述全面性UV的强度为介于1到100mJ/cm2之间。在一些实施方案中，对所述含金属光致抗蚀剂的所述处理增加了所述含金属光致抗蚀剂对EUV辐射的敏感度。在多种实施方案中，对所述含金属光致抗蚀剂的所述处理增加了所述含金属光致抗蚀剂对所述衬底的粘附性。在一些实施方案中，对所述含金属光致抗蚀剂的所述处理在将所述含金属光致抗蚀剂暴露于EUV光刻之前进行。在多种实施方案中，所述含金属光致抗蚀剂的溶解度在不超过约2mJ/cm2的剂量范围内突然改变。在一些实施方案中，对所述含金属光致抗蚀剂的所述处理还包含在控制温度、压力、环境气体化学物质、气流/比率和湿度的情况下进行的热处理。
[0008]在多种实施方案中，所述方法还包含：将所述含金属光致抗蚀剂暴露于图案化EUV光，以及使所述含金属光致抗蚀剂显影，以移除部分的所述含金属光致抗蚀剂。在一些实施方案中，所述EUV光的强度介于约20至100mJ/cm2之间。在一些实施方案中，使所述含金属光致抗蚀剂显影是干式处理。在一些实施方案中，使所述含金属光致抗蚀剂显影是湿式处理。在多种实施方案中，使所述含金属光致抗蚀剂显影是正型处理。在一些实施方案中，使所述含金属光致抗蚀剂显影是负型处理。在一些实施方案中，所述方法还包含在使所述含金属光致抗蚀剂显影之后，清洗所述含金属光致抗蚀剂以移除残渣。在多种实施方案中，所述方法还包含在使所述含金属光致抗蚀剂显影之后，将所述含金属光致抗蚀剂暴露于额外的全面性UV，以改善所述含金属光致抗蚀剂的蚀刻选择性。在多种实施方案中，将所述含金属光致抗蚀剂暴露于额外的全面性UV是在氧存在的情况下执行的。在一些实施方案中，所述氧的分压为至少10Torr。
[0009]下面将参考相关附图详细描述所公开的实施方案的这些和其他特征。
附图说明
[0010]图1显示了负型光致抗蚀剂的溶解度曲线。
[0011]图2显示了一示例性实施方案的操作的流程图。
[0012]图3显示了一光致抗蚀剂的吸收光谱示例。
[0013]图4显示了使用本文讨论的技术生产的薄膜线的示例。
[0014]图5A和5B为示意图，其说明了用于执行根据公开的实施方案的方法的处理室的示例。
具体实施方式
[0015]本公开内容大致涉及半导体处理领域。在特定的方面中，本公开内容涉及用于在EUV图案化和EUV图案化膜显影的背景下处理EUV光致抗蚀剂(例如对EUV
‑
敏感的金属和/或含金属氧化物的光致抗蚀剂膜)以形成图案化掩模的方法和装置。
[0016]本文详细参照本公开内容的特定实施方案。特定实施方案的示例由附图说明。虽然将结合特定实施方案来描述本公开内容，但应当理解，其并非旨在限制将本公开内容限制于这些特定实施方案。相反，其意图使替代方案、修改方案和等同方案可以包含在本公开
内容的精神和范围内。在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对所呈现公开内容的透彻理解。可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本公开内容。在其他情况下，不详细描述公知的处理操作，以免不必要地模糊本公开内容。
[0017]半导体处理中的薄膜的图案化通常是半导体制造中的一个重要步骤。图案化涉及光刻。在例如193nm光刻的传统光刻技术中，通过以下方式来印刷图案：将光子从光子源发射到掩模上并将图案印刷到光敏感光致抗蚀剂上，从而在光致抗蚀剂中引起化学反应，并在显影之后移除光致抗蚀剂的某些部分来形成图案。
[0018]先进技术节点(如国际半导体技术路线图所定义)包含22nm、16nm及以上的节点。例如在16nm节点中，镶嵌结构中的典型通孔或线的宽度通常不大于约30nm。先进半导体集成电路(IC)和其他设备上的特征缩放正在推动光刻技术以提高分辨率。
[0019]极紫外(EUV)光刻可以通过使用比传统光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其包含：在处理室中的衬底上接收含金属光致抗蚀剂；以及通过将所述含金属光致抗蚀剂暴露于全面性UV来进行处理，以修正所述含金属光致抗蚀剂的材料特性，以使所述含金属光致抗蚀剂的辐射敏感度增加。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述全面性UV的波长为DUV。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述全面性UV的波长为小于300nm。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述全面性UV的波长为约248nm。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述全面性UV的波长为约193nm。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述全面性UV的强度为介于1到100mJ/cm2之间。7.根据权利要求1所述的方法，其中对所述含金属光致抗蚀剂的所述处理增加了所述含金属光致抗蚀剂对EUV辐射的敏感度。8.根据权利要求1所述的方法，其中对所述含金属光致抗蚀剂的所述处理增加了所述含金属光致抗蚀剂对所述衬底的粘附性。9.根据权利要求1所述的方法，其中对所述含金属光致抗蚀剂的所述处理减少了来自所述含金属光致抗蚀剂的排气。10.根据权利要求1所述的方法，其中对所述含金属光致抗蚀剂的所述处理在将所述含金属光致抗蚀剂暴露于EUV光刻之前进行。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述含金属光致抗蚀剂的溶解度在不超过约2mJ/cm2的EUV剂量范围内突然改变。12.根据权利要求1所述的方法，其中对所述含金属光致抗蚀剂的所述处理还包含在控制温度、压力、环境气体化学物质、气流/比率和湿度进行的热处理。13.根据权利要求1到12中任一项所述的方法，其还包含：将所述含金属光致抗蚀剂暴露于图案化EUV光，以及使所述含金属光致抗蚀剂显影，以移除部分的所述含金属光致抗蚀剂。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述EUV光的强度介于约20至100mJ/cm2之间。15.根据权利要求13所述的方法，其中使所述含金属光致抗蚀剂显影是干式处理。16.根据权利要求13所述的方法，其中使所述含金属光致...

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