【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文中的实现方案是关于光致抗蚀剂材料的处理，具体而言，涉及在半导体制造中、在暴露之后的含金属的光致抗蚀剂材料的处理。
技术介绍
1、半导体器件(例如集成电路)的制造是一种涉及光刻的多步骤工艺。通常，该工艺包括在晶片上沉积材料并通过光刻技术对材料进行图案化以形成半导体器件的结构特征(例如晶体管和电路)。本领域已知的典型光刻工艺的步骤包括：准备衬底；涂敷光致抗蚀剂，例如通过旋涂进行；将光致抗蚀剂以所需图案暴露，使光致抗蚀剂的暴露区域或多或少地溶于显影液；通过应用显影剂溶液去除光致抗蚀剂的经暴露或未暴露区域进行显影；以及随后处理以在衬底的已去除光致抗蚀剂的区域上产生特征，例如通过蚀刻或材料沉积来产生特征。
2、半导体设计的发展创造了对在半导体衬底材料上创造更小的特征的需求，并受到能力的推动。这种技术进步在“摩尔定律”中被表征为密集集成电路中晶体管的密度每两年翻一番。事实上，芯片设计和制造已经取得了进步，使得现代微处理器可能在单个芯片上包含数十亿个晶体管和其他电路特征。此类芯片上的单个特征可能为约22纳米(nm)或更小，在某些情况下小于10nm。
3、制造具有如此小的特征的设备的一个挑战是能否可靠且可重复地创建具有足够分辨率的光刻掩模。当前的光刻工艺通常使用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期望尺寸这一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复杂的分辨率增强技术，例如多图案化。因此，在开发使用具有从10nm至15nm(例如13.5nm)的波长的更短波
4、然而，euv光刻工艺可能会带来挑战，包括低功率输出和图案化过程中的光损失。与193nm uv光刻中使用的那些类似的传统有机化学放大抗蚀剂(car)在用于euv光刻时具有潜在的缺点，特别是当它们在euv区域具有低吸收系数，并且光活化化学品的扩散会导致模糊或线条边缘粗糙时。此外，为了提供图案化下伏器件层所需的抗蚀刻性，在传统car材料中图案化的小特征可能会导致存在图案崩塌的风险的高深宽比。因此，仍然需要改进的euv光致抗蚀剂材料，其具有诸如减小的厚度、更大的吸光度和更大的抗蚀刻性等特性。
5、这里提供的
技术介绍
是为了总体呈现本公开内容的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
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公开内容的现有技术。
技术实现思路
1、本文提供了一种处理含金属极紫外线(euv)光致抗蚀剂的方法。所述方法包括：在处理室中提供衬底，其中所述衬底是半导体衬底，所述半导体衬底包括衬底层和位于所述衬底层上方的含金属euv光致抗蚀剂；在所述处理室中，使所述含金属euv光致抗蚀剂在含氧环境中暴露于第一升高的温度；以及使所述含金属euv光致抗蚀剂在惰性气体环境中暴露于第二升高的温度，其中所述第二升高的温度大于所述第一升高的温度。
2、在一些实现方案中，所述含金属euv光致抗蚀剂包括多个euv暴露部分和多个euv未暴露部分，其中在所述含氧环境中暴露于所述第一升高的温度和在所述惰性气体环境中暴露于所述第二升高的温度增大在后续干式显影处理中在所述euv暴露部分与所述euv未暴露部分之间的蚀刻选择性。在一些实现方案中，在所述含氧环境中暴露于所述第一升高的温度和在所述惰性气体环境中暴露于所述第二升高的温度在所述后续干式显影处理中减小线边缘粗糙度(ler)并且减小剂量比尺寸(dts)。在一些实现方案中，所述方法还包括：在所述处理室中提供所述衬底之前，使所述含金属euv光致抗蚀剂暴露于euv辐射，以便形成所述euv暴露部分和所述euv未暴露部分。在一些实现方案中，在暴露于euv辐射与暴露于所述第一升高的温度之间的第一等候时间小于约20分钟，以及在暴露于所述第一升高的温度与暴露于所述第二升高的温度之间的第二等候时间小于约1小时。在一些实现方案中，所述第一升高的温度介于约150℃与约220℃之间，并且所述第二升高的温度介于约220℃与约250℃之间。在一些实现方案中，所述含氧环境包括含氧物质，其中在所述含氧环境中的所述含氧物质的分压为至少约100托。在一些实现方案中，所述含氧环境包括氧(o2)、臭氧(o3)、水(h2o)、过氧化氢(h2o2)、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)或其组合。在一些实现方案中，所述惰性气体环境包括氮(n2)、氦(he)、氖(ne)、氩(ar)、氙(xe)或其组合。在一些实现方案中，所述含氧环境和所述惰性气体环境中的每一者不含或基本上不含水分。在一些实现方案中，所述含金属euv光致抗蚀剂是含金属氧化物euv光致抗蚀剂。在一些实现方案中，所述含氧环境包括由远程等离子体源所产生的氧自由基和离子，以使所述含金属euv光致抗蚀剂暴露于所述氧自由基和离子。在一些实现方案中，使所述含金属euv光致抗蚀剂在所述惰性气体环境中暴露于所述第二升高的温度与使所述含金属euv光致抗蚀剂在所述含氧环境中暴露于所述第一升高的温度在相同的处理室发生。在一些实现方案中，所述方法还包括：使所述含金属euv光致抗蚀剂暴露于所述含氧环境以及使所述含金属euv光致抗蚀剂暴露于所述惰性气体环境的步骤重复一或多次。在一些实现方案中，所述方法还包括：使所述含金属euv光致抗蚀剂进行干式显影，以选择性地去除所述含金属euv光致抗蚀剂的部分，其中在所述含氧环境中暴露于所述第一升高的温度以及在所述惰性气体环境中暴露于所述第二升高的温度是在干式显影之前所执行的暴露后烘烤(peb)操作。
3、本文还提供了一种用于处理含金属euv光致抗蚀剂的装置。所述装置包括：处理室，其包括衬底支撑件，其中所述衬底支撑件被配置为支撑半导体衬底，所述半导体衬底包括衬底层和位于所述衬底层上方的含金属euv光致抗蚀剂；工艺气体源，其与所述处理室及相关的气体流动控制硬件连接；衬底热控制硬件；以及控制器。所述控制器被配置有用于执行下列操作的指令：在所述处理室中，使所述含金属euv光致抗蚀剂在含氧环境中暴露于第一升高的温度；以及使所述含金属euv光致抗蚀剂在惰性气体环境中暴露于第二升高的温度，其中所述第二升高的温度大于所述第一升高的温度。
4、在一些实现方案中，所述第一升高的温度介于约150℃与约220℃之间，而所述第二升高的温度介于约220℃与约250℃之间。在一些实现方案中，所述含氧环境和所述惰性气体环境其中每一者不含或基本上不含水分。在一些实现方案中，在所述含氧环境中的含氧物质的分压为至少约100托。在一些实现方案中，所述含氧环境包括含氧物质，其中在所述含氧环境中的所述含氧物质的浓度为至少20体积％，其中所述含氧物质包括氧(o2)、臭氧(o3)、水(h2o)、过氧化氢(h2o2)、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)或其组合。
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1.一种处理含金属极紫外线(EUV)光致抗蚀剂的方法，其包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含金属EUV光致抗蚀剂包括多个EUV暴露部分和多个EUV未暴露部分，其中在所述含氧环境中暴露于所述第一升高的温度和在所述惰性气体环境中暴露于所述第二升高的温度增大在后续干式显影处理中在所述EUV暴露部分与所述EUV未暴露部分之间的蚀刻选择性。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述含氧环境中暴露于所述第一升高的温度和在所述惰性气体环境中暴露于所述第二升高的温度在所述后续干式显影处理中减小线边缘粗糙度(LER)并且减小剂量比尺寸(DtS)。
4.根据权利要求2所述的方法，其还包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中在暴露于EUV辐射与暴露于所述第一升高的温度之间的第一等候时间小于约20分钟，以及其中在暴露于所述第一升高的温度与暴露于所述第二升高的温度之间的第二等候时间小于约1小时。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一升高的温度介于约150℃与约220℃之间，并且所述第二升高的温度介于约220℃与约250℃之间。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧环境包括含氧物质，其中在所述含氧环境中的所述含氧物质的分压为至少约100托。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧环境包括氧(O2)、臭氧(O3)、水(H2O)、过氧化氢(H2O2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)或其组合。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述惰性气体环境包括氮(N2)、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氙(Xe)或其组合。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧环境和所述惰性气体环境中的每一者不含或基本上不含水分。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述含金属EUV光致抗蚀剂是含金属氧化物EUV光致抗蚀剂。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧环境包括由远程等离子体源所产生的氧自由基和离子，以使所述含金属EUV光致抗蚀剂暴露于所述氧自由基和离子。
13.根据权利要求1所述的方法，其中使所述含金属EUV光致抗蚀剂在所述惰性气体环境中暴露于所述第二升高的温度与使所述含金属EUV光致抗蚀剂在所述含氧环境中暴露于所述第一升高的温度在相同的处理室发生。
14.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
15.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
16.一种用于处理含金属EUV光致抗蚀剂的装置，其包括：
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述第一升高的温度介于约150℃与约220℃之间，而所述第二升高的温度介于约220℃与约250℃之间。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述含氧环境和所述惰性气体环境其中每一者不含或基本上不含水分。
19.根据权利要求16所述的装置，其中在所述含氧环境中的含氧物质的分压为至少约100托。
20.根据权利要求16所述的装置，其中所述含氧环境包括含氧物质，其中在所述含氧环境中的所述含氧物质的浓度为至少20体积％，其中所述含氧物质包括氧(O2)、臭氧(O3)、水(H2O)、过氧化氢(H2O2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)或其组合。
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【国外来华专利技术】
1.一种处理含金属极紫外线(euv)光致抗蚀剂的方法，其包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含金属euv光致抗蚀剂包括多个euv暴露部分和多个euv未暴露部分，其中在所述含氧环境中暴露于所述第一升高的温度和在所述惰性气体环境中暴露于所述第二升高的温度增大在后续干式显影处理中在所述euv暴露部分与所述euv未暴露部分之间的蚀刻选择性。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述含氧环境中暴露于所述第一升高的温度和在所述惰性气体环境中暴露于所述第二升高的温度在所述后续干式显影处理中减小线边缘粗糙度(ler)并且减小剂量比尺寸(dts)。
4.根据权利要求2所述的方法，其还包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中在暴露于euv辐射与暴露于所述第一升高的温度之间的第一等候时间小于约20分钟，以及其中在暴露于所述第一升高的温度与暴露于所述第二升高的温度之间的第二等候时间小于约1小时。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一升高的温度介于约150℃与约220℃之间，并且所述第二升高的温度介于约220℃与约250℃之间。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧环境包括含氧物质，其中在所述含氧环境中的所述含氧物质的分压为至少约100托。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氧环境包括氧(o2)、臭氧(o3)、水(h2o)、过氧化氢(h2o2)、一氧化碳(co)、二氧化碳(co2)或其组合。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述惰性气体环境包括氮(n2)、氦(he)、氖(ne)、氩(ar)、氙(xe...
【专利技术属性】
技术研发人员：萨曼莎·西亚姆华·坦，李达，游正义，金志妍，潘阳，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：
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