形成窄槽接触部的方法技术

在将衬底图案化的方法中，基于沉积在衬底上方的第一层形成第一浮雕图案。用反转材料填充第一浮雕图案中的开口。然后从衬底去除第一浮雕图案，并且反转材料保留在衬底上以限定第二浮雕图案。在衬底上方沉积填充材料，该填充材料与第二浮雕图案接触、并且对第二浮雕图案中的光酸产生剂产生的光酸敏感。将第二浮雕图案的所选择部分曝光于第一光化辐射，以在第二浮雕图案的所选择部分中产生光酸。将光酸从第二浮雕图案的所选择部分驱动到填充材料的部分中，使得填充材料的这些部分变得可溶于预先确定的显影剂。确定的显影剂。确定的显影剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成窄槽接触部的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月11日提交的美国临时申请号63/037,798和于2021年4月2日提交的美国非临时申请号17/221,416的权益，这两个美国申请的全部内容通过援引并入本文。


[0003]本专利技术涉及微细加工、包括集成电路的微细加工，并且涉及将半导体衬底图案化所涉及的工艺。

技术介绍

[0004]在材料加工方法(诸如光刻法)中，创建图案化层典型地涉及向衬底的上表面施加辐射敏感材料(诸如光刻胶)薄层。此辐射敏感材料被变换成图案化掩模，该图案化掩模可以用于将图案蚀刻或转印到衬底上的下层中。对辐射敏感材料进行图案化总体上涉及使用例如光刻曝光系统来由辐射源(和相关联的光学器件)通过掩模版曝光到辐射敏感材料上。此曝光在辐射敏感材料内产生潜在图案，随后可以将潜在图案显影。显影指代溶解并去除一部分辐射敏感材料以产生浮雕图案(形貌图案)。取决于所使用的光刻胶色调和/或显影溶剂的类型，所去除的材料部分可以辐射敏感材料的照射区域或非照射区域。浮雕图案然后可以用作限定图案的掩模层。
[0005]用于图案化的各种膜的制备和显影可以包括热处理或烘烤。例如新施用的膜可以接受施用后烘烤(PAB)以蒸发溶剂和/或增加结构刚度或抗蚀刻性。此外，可以执行曝光后烘烤(PEB)来设定给定图案以防止进一步溶解。用于对衬底进行涂覆和显影的加工工具典型地包括一个或多个烘烤模块。一些光刻工艺(接着用抗蚀剂进行涂覆，然后将衬底曝光于光图案)包括用底部抗反射涂层(BARC)的薄膜来涂覆衬底，接着用抗蚀剂进行涂覆，然后将衬底曝光于光图案作为形成微芯片的工艺步骤。然后可以将所形成的浮雕图案用作掩模或模板以进行额外的加工，例如将图案转印到下层中。

技术实现思路

[0006]持续的微缩化需要提高的图案化分辨率。一种方法是通过ALD(原子层沉积)限定亚分辨率线特征的间隔技术。然而，一个挑战是，如果需要相反的色调特征，则使用间隔技术可能会很复杂，包括对另一种材料进行外涂、化学机械平面化(CMP)和反应离子蚀刻(RIE)以挖掘间隔材料，留下狭窄的沟槽，这可能是昂贵的。
[0007]防间隔是一种自对准技术，它使用反应性物质的扩散长度来限定临界尺寸(CD)，从而产生狭窄的沟槽。使用通过掩模曝光在空间上控制反应性物质，然后可以形成窄槽接触部而不是窄沟槽。可以通过反应性物质的分子量改性、反应性物质的分子结构、以及烘烤温度和烘烤时间来调整相应的CD。这些技术能够以超出先进光刻能力范围的尺寸获得窄槽接触部特征。但是处理需要“冻结”步骤，即中和具有光酸产生剂的层的溶解度变化势的处
理。然而，冻结处理并不完美，并且会降低产量。本文中的技术提供了“无冻结”防间隔的方法，该方法使得能够获得由扩散长度限定的窄槽接触部。这些技术包括将图案反转并且使用抗溶解度变化的组合物。
[0008]当然，本文所披露的制造步骤的顺序是为了清楚起见而呈现的。通常，这些制造步骤可以以任何合适的顺序执行。另外地，尽管可能在本披露内容的不同地方讨论了本文中的不同特征、技术、配置等中的每一个，但是应当注意，可以彼此独立地或彼此组合地执行每个概念。相应地，可以以许多不同的方式来实施和查看本披露内容。
[0009]应当注意，本
技术实现思路
部分未指定本披露内容或所要求保护的专利技术的每个实施例和/或递增的新颖方面。而是，本
技术实现思路
仅提供了对不同实施例以及胜过常规技术的对应新颖性点的初步讨论。对于本专利技术和实施例的附加细节和/或可能的观点而言，读者应查阅如以下进一步讨论的本披露内容的具体实施方式部分和相应附图。
[0010]根据本披露内容的一方面，提供了一种用于将衬底图案化的方法。在该方法中，可以基于沉积在衬底上方的第一层形成第一浮雕图案，该第一浮雕图案包括开口。第一浮雕图案中的开口可以填充有反转材料，其中反转材料可以包含树脂和光酸产生剂。树脂可以不可溶于预先确定的显影剂，并且树脂可以进一步对光酸产生剂所产生的光酸不敏感，使得当树脂与光酸接触时，树脂保持不可溶于预先确定的显影剂。然后可以从衬底去除第一浮雕图案，使得反转材料保留在衬底上以限定第二浮雕图案，该第二浮雕图案是第一浮雕图案的反转图案。随后可以在衬底上方沉积填充材料。填充材料可以与第二浮雕图案接触、并且对光酸产生剂所产生的光酸敏感，使得填充材料的与光酸接触的部分变得可溶于预先确定的显影剂。可以将第二浮雕图案的所选择部分曝光于第一光化辐射，使得第二浮雕图案的所选择部分内的光酸产生剂的一部分在第二浮雕图案的所选择部分中产生光酸。可以进一步通过第二浮雕图案的所选择部分与填充材料之间的界面将第二浮雕图案的所选择部分中产生的光酸从第二浮雕图案的所选择部分驱动到填充材料的部分中。相应地，光酸可以使得填充材料的部分变得可溶于预先确定的显影剂。
[0011]在该方法中，可以使用预先确定的显影剂去除填充材料的可溶部分，以便形成第三浮雕图案。第三浮雕图案可以使定位在衬底与填充材料之间的下层露出。
[0012]在该方法中，第三浮雕图案可以通过蚀刻工艺进一步转印到下层中。
[0013]在一些实施例中，为了将第二浮雕图案的所选择部分中产生的光酸从第二浮雕图案的所选择部分驱动到填充材料的部分中，光酸可以通过扩散工艺通过第二浮雕图案的所选择部分与填充材料之间的界面扩散到填充材料中预先确定的距离。
[0014]在一些实施例中，为了形成第一浮雕图案，第一层可以曝光于形成潜在图案的第二光化辐射，并且可以通过显影剂显影潜在图案以形成第一浮雕图案。
[0015]在一些实施例中，第一层可以是光刻胶层。
[0016]为了填充第一浮雕图案中的开口，可以沉积反转材料的过剩部分，并且可以进一步去除反转材料的过剩部分。
[0017]在一些实施例中，填充材料可以不含光酸产生剂。
[0018]在该方法中，为了将第二浮雕图案的所选择部分中产生的光酸从第二浮雕图案的所选择部分驱动到填充材料中，可以应用热激活扩散工艺以驱动光酸。
[0019]在一些实施例中，热激活扩散工艺可以包括在预先确定的温度下将衬底加热预先
确定的持续时间。
[0020]在一些实施例中，填充材料可以包括去保护基团，该去保护基团在存在光酸的情况下使填充材料变得可溶。
[0021]根据本披露内容的另一方面，提供了一种用于将衬底图案化的方法。在该方法中，可以基于沉积在衬底上方的第一层形成第一浮雕图案，该第一浮雕图案包括开口。第一浮雕图案中的开口可以填充有反转材料，其中反转材料可以包含树脂和产生剂化合物，该产生剂化合物响应于曝光于光化辐射而产生溶解度改变剂。树脂可以不可溶于预先确定的显影剂、并且进一步对溶解度改变剂不敏感，使得当树脂与溶解度改变剂接触时，树脂保持不可溶于预先确定的显影剂。然后可以从衬底去除第一浮雕图案，使得反转材料保留在衬底上以限定第二浮雕图案，该第二浮雕图案可以是第一浮雕图案的反转图案。可以在衬底上沉积填充材料，其中填充材料可以与第二浮雕图案接触、并且对产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种图案化衬底的方法，该方法包括：基于沉积在衬底上的第一层形成第一浮雕图案，该第一浮雕图案包括开口；用反转材料填充该第一浮雕图案中的这些开口，该反转材料包含树脂和光酸产生剂，该树脂不可溶于预先确定的显影剂，并且该树脂进一步对该光酸产生剂所产生的光酸不敏感，使得当该树脂与该光酸接触时，该树脂保持不可溶于该预先确定的显影剂；从该衬底去除该第一浮雕图案，使得该反转材料保留在该衬底上以限定第二浮雕图案，该第二浮雕图案是该第一浮雕图案的反转图案；在该衬底上方沉积填充材料，该填充材料与该第二浮雕图案接触、并且对该光酸产生剂所产生的该光酸敏感，使得该填充材料的与该光酸接触的部分变得可溶于该预先确定的显影剂；将该第二浮雕图案的所选择部分曝光于第一光化辐射，使得该第二浮雕图案的所选择部分内的该光酸产生剂的一部分在该第二浮雕图案的所选择部分中产生该光酸；以及通过该第二浮雕图案的所选择部分与该填充材料之间的界面将该第二浮雕图案的所选择部分中产生的该光酸从该第二浮雕图案的所选择部分驱动到该填充材料的部分中，该光酸使得该填充材料的这些部分变得可溶于该预先确定的显影剂。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：使用该预先确定的显影剂来去除该填充材料的这些部分，以便形成第三浮雕图案，该第三浮雕图案使定位在该衬底与该填充材料之间的下层露出。3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：通过蚀刻工艺将该第三浮雕图案转印到该下层中。4.如权利要求1所述的方法，其中，将该第二浮雕图案的所选择部分中产生的该光酸从该第二浮雕图案的所选择部分驱动到该填充材料的这些部分中包括通过扩散工艺通过该第二浮雕图案的所选择部分与该填充材料之间的该界面使该光酸扩散到该填充材料中预先确定的距离。5.如权利要求1所述的方法，其中，形成该第一浮雕图案包括将该第一层曝光于形成潜在图案的第二光化辐射，并且通过显影剂显影该潜在图案以形成该第一浮雕图案。6.如权利要求1所述的方法，其中，该第一层是光刻胶层。7.如权利要求1所述的方法，其中，填充该第一浮雕图案中的这些开口包括沉积该反转材料的过剩部分并且去除该反转材料的过剩部分。8.如权利要求1所述的方法，其中，该填充材料不含该光酸产生剂。9.如权利要求1所述的方法，其中，将该第二浮雕图案的所选择部分中产生的该光酸从该第二浮雕图案的所选择部分驱动到该填充材料中包括应用热激活扩散工艺以驱动该光酸。10.如权利要求9所述的方法，其中，该热激活扩散工艺包括在预先确定的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：