用于减小图案效应的多重化学处理工艺制造技术

本发明专利技术提供了用于减小图案效应的多重化学处理工艺。描述了在具有减小的缺陷的状态下对衬底进行图案化的方法和系统。一旦使用光刻技术在辐射敏感材料的层中形成图案，衬底被清洗以移除剩余的显影溶液和/或其他材料。之后，使用第一化学溶液执行第一化学处理，以及使用第二化学溶液执行第二化学处理，其中，第二化学溶液具有与第一化学溶液不同的化学成分。在一个实施例中，第一化学溶液也被选择来减小图案坍塌，并且第二化学溶液被选择来减小图案变形，诸如线边缘粗糙度(LER)和/或线宽粗糙度(LWR)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于对衬底进行图案化的方法和系统，并且更具体地涉及用于在衬底上的层中制备图案的方法和系统。
技术介绍
在材料处理方法中，图案蚀刻包括将辐射敏感材料层(诸如光刻胶)涂布到衬·底的上表面上，在辐射敏感材料的层中使用光刻形成图案，以及使用蚀刻工艺将形成在辐射敏感材料的层中的图案转移到衬底上的下层薄膜。辐射敏感材料的图案化通常涉及例如使用光刻系统将辐射敏感材料曝光到电磁照射(EM)的图案中，以及之后使用显影溶液移除辐射敏感材料的受照射区域(在正性抗蚀剂的情况下)或未照射区域(在负性抗蚀剂的情况下)。随着临界尺寸(CD)减小和形成在辐射敏感材料的层中的图案的高宽比增加，图案缺陷(例如但不局限于图案坍塌、线边缘粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR))的可能变得越来越大。在大部分情况中，过度的图案缺陷是不可接受的，并且在一些情况下是灾难性的。
技术实现思路
本专利技术涉及用于在衬底上的层中制备图案的方法和系统，并且更具体地涉及用于制备在衬底上的层中形成的图案并具有减小的图案缺陷的方法和系统。本专利技术还涉及用于对形成在衬底上的层中的图案进行处理以减小图案坍塌和图案变形(诸如线边缘粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR))的方法和系统。根据一个实施例，描述了一种用于对衬底进行图案化的方法。该方法包括在衬底上形成辐射敏感材料的层；将辐射敏感材料的层暴露到与图像图案相对应的电磁(EM)辐射；以及对辐射敏感材料的层进行显影以在其中形成来自图像图案的图案。该方法还包括用清洗溶液清洗衬底；执行在清洗之后的第一化学处理，其中，第一化学处理包括第一化学溶液；以及执行在清洗之后的第二化学处理，其中，第二化学处理包括第二一化学溶液，第二化学溶液具有与第一化学溶液不同的化学成分。根据另一个实施例，描述了一种用于对衬底进行图案化的系统。该系统包括衬底台，其用于支撑和旋转安装到其上的衬底；清洗溶液提供喷嘴，其用于将清洗溶液散布到衬底上；以及清洗溶液提供系统，其用于将清洗溶液提供给第一喷嘴。该系统还包括第一化学处理溶液提供喷嘴，其用于将第一化学溶液散布到衬底上；第一化学处理溶液提供系统，其用于将第一化学溶液提供给第一化学处理溶液提供喷嘴；第二化学处理溶液提供喷嘴，其用于将第二化学溶液散布到衬底上；以及第二化学处理溶液提供系统，其用于将第二化学溶液提供给第二化学处理溶液提供喷嘴。根据一个实施例，描述了一种用于对衬底进行图案化的匀胶显影系统。匀胶显影系统包括涂布模块和处理模块。处理模块具有衬底台，其用于支撑和旋转安装到其上的衬底；清洗溶液提供喷嘴，其用于将清洗溶液散布到衬底上；以及清洗溶液提供系统，其用于将清洗溶液提供给第一喷嘴。处理模块还包括第一化学处理溶液提供喷嘴，其用于将第一化学溶液散布到衬底上；第一化学处理溶液提供系统，其用于将第一化学溶液提供给第一化学处理溶液提供喷嘴；第二化学处理溶液提供喷嘴，其用于将第二化学溶液散布到衬底上；以及第二化学处理溶液提供系统，其用于将第二化学溶液提供给第二化学处理溶液提供喷嘴。附图说明在附图中 图I示出了根据实施例的对衬底进行图案化的方法；图2A到图2C示出了根据另外的实施例的用于对衬底进行图案化的其它方法；图3A和图3B提供了用于对衬底进行图案化的方法的示例数据；图4A到图4C提供了用于对衬底进行图案化的方法的另外的示例数据；图5A和图5B提供了表示根据实施例的用于对衬底进行图案化的系统的示例说明图；以及图6提供了表示根据另一个实施例的用于对衬底进行图案化的系统的示例说明图。具体实施例方式将会在各种实施例中公开了用于对衬底进行图案化的方法和系统。然而，本领域技术人员将会认识到各种实施例可以在不具有一个或多个具体细节的状态下实施，或者可以由其他代替和/或附加方法、材料或组件来实施。在其他情况中，已知的结构、材料或组件没有具体描述或示出，以避免方案本专利技术的各个实施例的方面。类似地，为了解释的目的，陈述了具体的数字材料和构造，以提供本专利技术的透彻理解。本专利技术仍然可以在不具有具体细节的状态下实施本专利技术。此外，理解附图中示出的各个实施例是示意性表示并且不需要按比例绘制。在本说明书前后文中提到的“一个实施例”或“实施例”及其变化形式表示结合实施例描述的具体特征、结构、材料或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中，但是并不表示它们存在于每个实施例中。因此，在各个位置处的诸如“在一个实施例中”或“在实施例中”的短语的出现不一定指的是本专利技术的相同实施例。此外，具体的特征、结构、材料或特性可以以任何合适的方式结合到一个或多个实施例中。注意，应当理解尽管解释了一般概念的专利技术性质，在本说明书中的特征也具有专利技术性质。用在这里的“衬底” 一般是指根据本专利技术的实施例处理的对象。衬底可以包括器件的任何材料部分或器件(特别是半导体或其他电子器件)的结构，并且例如可以是基体衬底结构(诸如半导体晶片)或在基体衬底结构上或上方的层(诸如薄膜)。因此，衬底不意图限于任何具体的基体结构、下层或上层、图案化的或未图案化的，而是预料到包括任何这种层或基体结构，以及层和/或基体结构的任何组合。下文的描述可以参照具体类型的衬底，但是这仅为示意性目的并且不是限制性的。为了增加用于半导体制造的光刻图案化的生产率，例如，描述了解决一些或全部上述情况的方法和系统。具体地，以下内容是很重要的在图案显影之后冲洗衬底中的图案，并且在不使得图案坍塌以及具有图案边缘和/或宽度过度改变的图案变形的状态下干燥衬底，以及减小残余的基于沉淀的缺陷。现在参照附图，其中类似的附图标记表示在附图中相同或相应的部分，图I示出了根据实施例的对衬底进行图案化的方法。该方法在流程图100中示出，并且在110处以在衬底上形成辐射敏感材料的层开始。辐射敏感材料的层包括光刻胶。例如，辐射敏感材料的层可以包括248nm(纳米)抗蚀剂、193nm抗蚀剂、157nm抗蚀剂、EUV (超紫外线)抗蚀剂或电子束敏感抗蚀剂。此外，例如辐射敏感材料的层可以包括热冻结光刻胶、电磁(EM)辐射冻结光刻胶或化学冻结光刻胶。辐射敏感材料的层可以通过将材料旋涂到衬底上来形成。辐射敏感材料的层可以使用勻胶显影系统(track system)形成。例如，勻胶显影系统可以包括能够从TokyoElectron Limited(TEL)买到的Clean Track ACT 8、ACT 12、LITHIUS 、LITHIUS Pro 或LITHIUS Pro V 抗蚀剂涂布和显影系统。对于旋涂抗蚀剂领域的技术人员来说用于在衬底上形成光刻胶膜的其他系统和方法是已知的。这些涂布工艺可以之后接着用来加热衬底的一个或多个涂布后烘烤(PAB)以及在一个或多个PAB之后用来冷却衬底的一个或多个冷却循环。在120中，辐射敏感材料的层被暴露到与图像图案相对应的电磁(EM)辐射。辐射曝光系统可以包括干法或湿法光刻系统。图像图案可以使用任何合适的传统步进光刻系统或扫描光刻系统来形成。例如，光刻系统可以从ASML Netherlands B. V. (De Run 6501,5504DR Veldhoven, Netherlands)或者 Canon USA, Inc. , Semiconductor Equipment Division(33本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对衬底进行图案化的方法，包括：在所述衬底上形成辐射敏感材料的层；将所述辐射敏感材料的层暴露到与图像图案相对应的电磁(EM)辐射；对所述辐射敏感材料的层进行显影以在其中形成来自所述图像图案的图案；用清洗溶液清洗所述衬底；执行在所述清洗之后的第一化学处理，其中，所述第一化学处理包括第一化学溶液；以及执行在所述清洗之后的第二化学处理，其中，所述第二化学处理包括第二化学溶液，所述第二化学溶液具有与所述第一化学溶液不同的化学成分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川上真一路，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：