[go: up one dir, main page]

CN101939818A - 以干微影或浸润式微影工艺来防止45-纳米特征结构尺寸中光阻材料的崩塌和毒化 - Google Patents

以干微影或浸润式微影工艺来防止45-纳米特征结构尺寸中光阻材料的崩塌和毒化 Download PDF

Info

Publication number
CN101939818A
CN101939818A CN200980104622.6A CN200980104622A CN101939818A CN 101939818 A CN101939818 A CN 101939818A CN 200980104622 A CN200980104622 A CN 200980104622A CN 101939818 A CN101939818 A CN 101939818A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
promoting layer
organic adhesion
deposited
adhesion promoting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200980104622.6A
Other languages
English (en)
Inventor
S·拉斯
E·K·金
B·H·金
M·J·希蒙斯
F·C·斯米特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of CN101939818A publication Critical patent/CN101939818A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/11Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
    • H10P76/204
    • H10P76/2041
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/30Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

在此揭示用来制造具有范围在90纳米以下的特征结构尺寸的半导体组件的方法及结构。在本发明的一实施方式中,揭示一种用来处理基板的方法,包括沉积一抗反射涂层到一基板的一表面上,沉积一促黏层到该抗反射涂层上;及沉积一光阻材料到该促黏层上。在本发明的另一实施方式中,揭示一种半导体基板结构,包括一介电性基板;一非晶型碳层,其沉积在该介电层上;一抗反射涂层,其沉积在该非晶型碳层上;一促黏层,其沉积在该抗反射涂层上;及一光阻材料,其沉积在该促黏层上。

Description

以干微影或浸润式微影工艺来防止45-纳米特征结构尺寸中光阻材料的崩塌和毒化
技术领域
本发明实施方式大致是关于制造半导体产业用的基板,更具体地说,是有关在光阻图案显影过程中维持光阻黏附在一表面上的方法。
背景技术
图案化及蚀刻技术中常会使用光阻材料在基板(无论此基板及配置于其上的材料是用来制造电路板、平板显示器、太阳能电池或集成电路与否)上的沉积材料中形成结构。
自从数十年前首次引进集成电路之后,其尺寸已大幅缩小。从那时起,集成电路的尺寸一般依循每两年缩减一半的规则发展,此又称为“摩耳定律”,代表芯片上的组件数目每两年即倍增。今天的制造厂已能常规地制造90纳米,甚至65纳米的特征结构,且未来的制造厂将很快就能制造更小尺寸的特征结构,例如45纳米或更小。
随着集成电路特征尺寸缩减,用来将特征结构图案化到集成电路中的光阻材料的特征尺寸也随的缩减。光阻材料可被沉积、曝光、接着显影,而创造出光阻图案。当显影是利用浸润式技术进行时,可以去离子水将显影溶液自集成电路上移除。随着特征尺寸变得愈小,光阻材料对抗反射涂层(antireflective coating,ARC)或甚至是沉积在ARC上的促黏层的黏附力,将会趋近当干燥水的毛细力超过黏附力时的点。当毛细力超过黏附力时,图案就会崩塌。当图案崩塌时,就会破坏集成电路,因为将无法执行使特征结构被有效地蚀刻到集成电路上的操作。
当光阻上已曝光的特定部分无法依需求而完全移除,因而该结构将无法在后续蚀刻过程中被正确地转移到其下的材料中时,显影光阻的进一步问题会发生。光阻无法充分曝光及显影的现象,又被称为“光阻毒化(resist poisoning)”。一般深信光阻敏感度的显著改变可能肇因于堆栈材料中的氮和/或氮化合物所产生的氮及氮自由基与光阻层作用之故,因而在光阻的曝光及曝光后烘烤期间局部阻断光酸产生剂的作用,造成光阻显影后局部改质光阻结构(底脚效应,footing)。
因此,亟需一种能提高光阻对集成电路黏附性及减少集成电路图案崩塌的方法。
发明内容
本发明大致是关于在光阻图案显影过程中维持光阻与一表面间的黏附性的方法。在一实施方式中,提供一种处理基板的方法,包括:沉积一抗反射涂层到一基板的一表面上,沉积一促黏层到该抗反射涂层上;及沉积一光阻材料到该促黏层上。
在本发明另一实施方式中,提供一种半导体基板结构,包括:一介电性基板;一非晶型碳层,其沉积在该介电层上;一抗反射涂层,其沉积在该非晶型碳层上;一促黏层,其沉积在该抗反射涂层上;及一光阻材料,沉积在该促黏层上。
附图说明
可参照附图及上述发明内容与发明详细说明,以更了解本揭示内容所述的发明特征。但是,需知附图仅是为了阐述本发明的一般实施方式之用,并非用以限制本发明范畴,因本发明涵盖其它等效实施方式。
图1为可用来实施本发明的一设备的示意图;
图2A至2D是依据本发明一实施方式的具有光阻材料形成于其上的集成电路200在各阶段时的示意简图。
为助于了解,如可能,使用相同组件符号指定共通于该等图式的相同组件。应考量到,在一实施方式所揭露的组件可有利地利用于其它实施方式而无需特别描述。
具体实施方式
本发明大致是与制造特征尺寸范围在90纳米以下的半导体组件有关。在本发明一实施方式中,提供一种处理基板的方法,包括:沉积一抗反射涂层(ARC)到一基板的一表面上,沉积一有机促黏层到该ARC层上;及沉积一光阻材料到该促黏层上。可使用此方法来改善有机膜层对无机表面的黏附性。
虽然以下说明与光阻材料有关,但本发明也可使用其它的阻剂材料,例如电子束阻剂。下面的说明也是关于特征结构尺寸约为45纳米或更小者,但是,本发明也可用在特征结构尺寸大于45纳米者。
图1是可用来沉积ARC层(如,无氮ARC层)与有机促黏层(如,非晶型碳层)的基板处理系统10的简单示意图。此系统一般包括一处理腔室100,一气体面板130,一控制单元110和其它硬件组件,如电源、真空泵等习知可用来制造集成电路组件的硬件组件。系统10的实例包括CENTURA
Figure BPA00001190604000031
系统、PRECISION 5000
Figure BPA00001190604000032
系统、PRODUCERTM系统,均可购自应用材料公司。
处理腔室100一般包括一支撑底座150,用来支撑一基板,例如,半导体基板190。此支撑底座150一般是通过一位移机构160而能在腔室100内侧的一垂直方向上移动。视特定工艺而定,可利用嵌入在底座150中的加热组件170将基板190加热到欲求的温度。举例来说,可通过从电源106施加电流至加热组件170上,而能电阻式地加热底座150,进而加热基板190。可在支撑底座150嵌埋入温度感应器172(如,热耦),以通过与处理控制系统(未示出)来共同监控底座150上的温度。可将热耦所读到的温度用于回馈循环中来控制用于加热组件170的电源106,使得基板温度可保持或控制在适合该特定工艺的温度下。或者,底座150也可使用习知的其它加热和/或冷却组态,例如,等离子和/或辐射加热装置或冷却通道(未示出)。
可使用真空泵102来将处理腔室100抽空,以维持腔室100内的气流与动态气压在欲求状态下。可通过底座150上方的喷头120将处理气体引入到腔室100内。此喷头120一般是与用来控制及提供处理顺序的不同步骤所用的各种气体的气体面板130连接。
此喷头120和基板支撑底座150也可形成一对彼此隔开的电极。因此,当在此两电极间产生电场时,假设此对彼此隔开的电极之间的电位足以激活并且维持等离子,则经由喷头120而被引入到处理腔室100内的处理气体将可被点燃成为等离子。一般来说,RF电源104主要是经由匹配网络连接到喷头120上,或是视情况任选地,各自经由个别匹配网络(未示出)而连接到喷头120与底座150上。
等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术一般是通过施加电场至靠近基板表面上的反应区,而能促进反应气体的激发和/或解离,因而可在基板表面上方立即创造出反应物种的等离子。等离子中物种的反应性可降低欲发生的化学反应所需的能量,进而能有效地降低这类PECVD工艺的温度要求。
在本发明的实施方式中,可利用PECVD技术来沉积ARC层与有机促黏层。此述欲沉积的层的沉积气体可在气体面板130的控制下被引进到处理腔室100中。也可以一具有调控流速的气体经由喷头120而将沉积气体引入到处理腔室内。
可通过一或多个质流控制器(未示出)和诸如计算机的类的控制单元110,来执行经由气体面板130以适当地控制及调节气体流速的步骤。喷头120让来自气体面板130的处理气体可均匀地分布并被引入到处理腔室100中的基板190表面附近。所绘出的控制单元110包含中央处理器(CPU)112、支持电路114、和各种内存单元(包含相关控制软件116与处理所需的相关资料)。控制单元110负责自动化控制基板处理时所需的各种步骤,例如基板传送、气流控制、温度控制、抽空腔室、和此领域中所知可被电子控制器加以控制的其它步骤。可经由各种讯号线(如,讯号总线118,部分绘示于图1中)来达成控制单元110与设备10的各组件间的双向联通。
可由氮化铝或铝来制造本发明中的加热底座150,其包括一内嵌式的加热组件170,嵌埋在底座150的基板支撑表面192下方一段距离处。加热组件170是由封埋在INCOLOY
Figure BPA00001190604000041
鞘管中的镍-铬线制成。通过适当调整提供到加热组件170上的电流,可使基板190与底座150在基板制备与膜层沉积期间维持在相对稳定的温度范围。可通过回馈控制循环(其通过嵌埋在底座150中的温度感应器172来持续监控底座150的温度)来适当地调整电流。经由讯号总线118将信息传送到控制单元110,并通过传送必须的讯号到电源106以做为响应。接着也可对电源106进行调整,以维持及控制底座150在适当的温度下(即,适合特定处理所需的温度)。因此,当处理气体混合物从基板190上方的喷头120离开时,可在基板190表面191发生碳氢化合物的PECVD,导致非晶型碳层沉积在基板190表面上。或者,也可通过热化学气相沉积来沉积此非晶型碳材料。
图2A-2D是依据本发明在各处理阶段中,具有光阻材料形成于其上的集成电路200的简单示意图。图2A-2D标出一基板处理的实施方式,包括沉积一抗反射涂层(ARC)到一基板的一表面上,沉积一有机促黏层到该ARC层上;及沉积一光阻材料到该促黏层上。
如图2A所示,集成电路200可包含基板202。一般来说,此基板202指的是任何可于其上实施处理的工件。此基板202也可以是一大型结构(如,浅沟槽隔离(STI)结构、晶体管的栅极、DRAM组件、或是双镶嵌结构)的一部分。视特定阶段之处理而定,此基板202可对应至一硅基板或已形成在基板上的其它材料层。举例来说,图2A绘示出集成电路200的截面示图,且此集成电路200上具有以习知方式形成的材料层204。此材料层204可以是一种氧化物(如,SiO2)。一般来说,基板202可包括一层的硅、硅化物、金属或其它材料。图2A标出一硅基板202,具有一层二氧化硅的材料层204形成于其上。
可在材料层204上沉积一层非晶型碳层206。在非晶型碳层的一实施方式中,层206是由碳氢化物与惰性气体所组成的气体混合物,在适当反应条件下所生成的。可利用化学气相沉积法或等离子增强化学气相沉积法来沉积出此非晶型碳层206。可用的非晶型碳层的实例是美商应用材料公司所提供的APFTM膜。
在非晶型碳层沉积处理的一实例中,碳氢化物通式CxHy中,x一般是在1与10之间,且y是在2与22之间。举例来说,可使用甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丙炔(C3H4)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)、丁二烯(C4H6)、乙炔(C2H2)、戊烷、戊烯、戊二烯、环戊烷、环戊二烯、苯、甲苯、α-萜烯、苯酚、异丙基甲苯(cymene)、二环庚二烯(norbornadiene)以及其组合。可使用液态前体来沉积非晶型碳层。如果想要控制非晶型碳层中的氢比例,也可在气体混合物中加入各种气体,例如氢气、和氨气或其组合等等。可使用适当的惰性气体(如,Ar、He及N2)来控制有机促黏层的密度与沉积速率。
一般来说,可使用以下的沉积处理参数来形成此非晶型碳层206。这些处理参数包括:约100℃至约700℃的基板温度、约0.5torr至约20torr的腔室压力、约50sccm至约50,000sccm的碳氢化物气体(CxHy)流速(对12英吋的基板来说)、约0.5W/in2(0.07W/cm2)至约10W/in2(1.6W/cm2)的RF电力、约200mil至约1200mil的基板间距。视特定处理阶段,而可改变此非晶型碳层206的厚度。此非晶型碳层206的厚度可沉积至约
Figure BPA00001190604000061
至约
Figure BPA00001190604000062
间,例如约
Figure BPA00001190604000063
至约
Figure BPA00001190604000064
间。上述的处理参数可提供约
Figure BPA00001190604000065
至约
Figure BPA00001190604000066
的沉积速率,且可在应用材料公司所提供的沉积腔室中的300mm基板上实施。
可利用包括美国专利第6,573,030号(2006年6月13日提申的美国专利公开案第11/451,916号,标题为“METHODS FOR LOW TEMPERATURE DEPOSITION OF AN AMORPHOUS CARBON LAYER”)、2006年6月28日提申的美国专利公开案第11/427,324号,标题为“METHODS FOR DEPOSITING AN AMORPHOUS CARBON FILM WITH IMPROVED DENSITY AND STEP COVERAGE”中所述的非晶型碳沉积处理的额外处理来沉积此非晶型碳层,其内容在此并入做为参考。适当的非晶型碳材料揭示在2003年4月1日核准的美国专利第6,541,397号中,其内容在此并入做为参考,其内文与此述的说明书及请求所述的态样无不一致之处。
可在非晶型碳层206上方沉积一层ARC层208,以抑制下方膜层的反射以及精确复制光阻层图案。可使用习知的各种化学气相沉积法(如,PECVD)来将此ARC层208形成在非晶型碳层206上。在一实施方式中,此ARC层208可为递变型式。此ARC层208可以是无机、不含有氮的抗反射涂层。此抗反射涂层208可以是不含氮的材料,例如碳化硅、富含硅的氧化物(SixOy)或是氧碳化硅(SiOxHy:C),或是含氮的材料,例如氮化硅(SixNy)、氧氮化硅(SiNxOy)、氢化的氧氮化硅、掺杂有氮的碳化硅或掺杂有氮的氧碳化硅。可组合使用不含氮的材料与含氮的材料两者来制造包括双层ARC层的ARC层。适当的ARC层208的实例为美商应用材料公司所提供的DARC
Figure BPA00001190604000071
膜与DARC 193膜。
以一硅源与至少以下一来源物,包括碳源、硅源、氧源、氮源或其组合,以及视情况任选的一惰性气体,共同组成一气体混合物,并由此气体混合物产生等离子来形成此ARC层208。此硅源包括硅烷、二硅烷、氯化硅烷、二氯硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、及其组合。此硅源也可包括有机硅化合物,例如四乙氧硅烷(tetraethoxysilane,TEOS)、三乙氧氟化硅烷(triethoxyfluorosilane,TEFS)、二乙氧甲基硅烷(diethoxymethylsilane,DEMS)、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane,TMCTS)、二甲基二乙氧硅烷(dimethyldiethoxy silane,DMDE)、八甲基环四硅氧烷(octamethylcyclotetrasiloxane,OMCTS)及其组合。碳源可以是具有CxHy通式的碳氢化物,其中x在约2至10之间且y在约2至22之间。适当的碳氢化物可选自乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丙炔(C3H4)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)、丁二烯(C4H6)、乙炔(C2H2)、戊烷、戊烯、戊二烯、环戊烷、环戊二烯、苯、甲苯、α-萜烯、苯酚、异丙基甲苯(cymene)、二环庚二烯(norbornadiene)以及其组合。或者,此碳氢化物可包含甲烷,其可与此所述的一或多个碳氢化物组合后使用。氮源可包括氨、氮以及其组合。使用时,可组合氮与氧源,例如将一氧化二氮(nitrous oxide)用在沉积气体中。惰性气体可选自氩、氦、氖、氪、氙以及其组合。
在一实施方式中,该气体混合物包含流速在约10sccm至约2,000sccm的硅烷、流速在约100sccm至约30,000sccm的二氧化碳、流速在约1sccm至约10,000sccm的氦。通过调整上述气体的流速,可达成此ARC层208的各种光学性质。此ARC层208的折射率可在约1.0至约2.2间;且于波长小于约250nm时,其的吸收常数(k)在约0至约1.0间,使得其适合做为深UV光范围下的ARC层。此ARC层208可使用单一个13.56MHz的RF电源或一双频RF电源,来产生等离子,其中此双频包括一约13.56MHz高频与一介于约200KHz至约600KHz间的低频(例如,约350KHz)。
可将此ARC层208沉积至约
Figure BPA00001190604000081
至约
Figure BPA00001190604000082
的厚度,包括约
Figure BPA00001190604000083
至约
Figure BPA00001190604000084
的厚度,例如,约
Figure BPA00001190604000085
在一实施方式中,非晶型碳层206与ARC层208可在一相同的系统或相同的处理腔室中原位形成,而无需打断真空状态。
除了在氧前体之后加入诸如三甲基硅烷或硅烷做为硅源的外,此原位形成的ARC层208是在与沉积非晶型碳层206时相同的条件下形成。
在沉积促黏层210之前,可先沉积一视情况任选的氧化物帽盖层至ARC层208上(图中未示)。此氧化物帽盖层的厚度可在约
Figure BPA00001190604000086
至约
Figure BPA00001190604000087
间,例如约
Figure BPA00001190604000088
厚。此氧化物帽盖层可以是氧化硅,其可由硅源(如,硅烷(SiH4))、氧源(如,二氧化碳(CO2))、或是一氧化二氮(N2O)及一视情况任选的惰性气体(如,He)所组成的处理气体,在单一频率的等离子沉积处理中形成。
为了减少或防止光阻材料崩塌,可在ARC层208上沉积一层有机促黏层(APL)210。
此有机促黏层210可包括一种湿润角大于45°的材料,例如约45°至70°之间,例如约60°。此有机促黏材料的一实施方式可具有与光阻材料相同或类似(即,加或减10°)的湿润角。湿润角是表面与一液滴间的接触角,该角位于水平的基板表面以及液滴边缘处沿液滴曲线画出的切线之间。
此外,有机促黏层210可以是一种非极性材料,且在一实施方式中,可具有与光阻材料相同或类似的非极性性质。此外,有机促黏层210的功用有如阻障材料,可减少或消除经由介电材料堆栈而迁移的氮与氮自由基,因而可限制光阻暴露在氮与氮自由基下的机会,进而减少或消除光阻毒化的现象。
有机促黏层210较佳是包含具有一或多个碳-碳单键(C-C)、一或多个碳-碳双键(C=C)或其组合的材料。一般认为碳-碳单键(C-C)、一或多个碳-碳双键(C=C)可与光阻材料反应而形成介于光阻材料与有机促黏层210之间的碳-碳化学键,因而可提高两种材料间的黏附性。此反应可为碱(OH-)催化反应,例如来自光阻显影剂中的(CH3)4N+OH-
在一种实施方式中,此有机促黏层210可包含非晶型碳。有机促黏层210可由上述关于非晶型碳层206的非晶型碳沉积处理来形成。在此非晶型碳沉积处理的一实例中,利用在处理腔室中引入碳氢化合物与惰性气体来形成此有机促黏层210。此碳氢化合物的通式为CxHy,其中x是介于约2至10间,且y是介于约2至22间,适当的碳氢化物可例如乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丙炔(C3H4)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)、丁二烯(C4H6)、乙炔(C2H2)、戊烷、戊烯、戊二烯、环戊烷、环戊二烯、苯、甲苯、α-萜烯、苯酚、异丙基甲苯(cymene)、二环庚二烯(norbornadiene)以及其组合;且此惰性气体可包括氩、氦、氮以及其组合。或者,此碳氢化物可包含甲烷,其可与此所述的一或多个碳氢化物组合后使用。此碳氢化物被引入至腔室的流速可在约100sccm至约5,000sccm间,且惰性气体被引入至腔室的流速可在约100sccm至约10,000sccm间。
可在喷头上施加单频RF偏压或是对喷头及基板支架施加双频偏压来沉积此有机促黏层210。在单频处理中,所施加的RF电流约为13.56MHz,且电力在约100瓦至约2000瓦间。此有机促黏层210的厚度在约
Figure BPA00001190604000091
至约
Figure BPA00001190604000092
间,包括介于约
Figure BPA00001190604000093
至约
Figure BPA00001190604000094
间,例如约至约
Figure BPA00001190604000096
间。
有机促黏层210可与ARC层208、非晶型碳层206或层206及208两者一样于同一腔室或同一处理系统中原位沉积。此原位沉积的有机促黏层210也可在关闭ARC层208的硅源后,以与ARC层208相同的条件进行沉积。
此外,此有机促黏层可包括旋涂有机介电材料,例如聚合材料,如氟化的或非氟化的聚(亚芳基)醚(一般习称为FLARE 1.0和2.0,可购自Allied Signal Company)、聚(亚芳基)醚(一般习称为PAE 2-3,可购自Schumacher Company)、二乙烯硅氧苯并环丁烷(divinyl siloxane benzocyclobutane,DVS-BCB)或是其它类似的产品和气雾凝胶(aero-gel)。
在本发明一实施方式中,可在ARC层208上,而非有机促黏层210上,沉积一层非晶硅材料。此非晶硅层也可与ARC层208于相同腔室内原位沉积。
待沉积完有机促黏层210之后,可将此有机促黏层210暴露在视情况任选的促黏材料中,例如六甲基二硅氮烷(hexamethyldisilizane,HMDS),此为一种可将光阻材料212与有机促黏层210彼此黏合的材料。光阻材料212可以是能在一显影就移除的光阻材料的图案区中产生酸的化学增幅式正型光阻材料。光阻材料可包含具有碳-碳键的聚合型材料,且可经由旋涂工艺而沉积。此促黏层可与以下材料一起使用:光阻材料、电子束阻挡材料、或其它可用来改善有机膜层与无机材料或表面间的黏附性的材料。
如图2B-2C所示,光阻材料212可被图案化曝光以创造出如图2B所示的多个曝光区216与多个未曝光区214,这些区域之后可被显影移除,如图2C所示。图标中所例举的光阻为曝光部份被移除的正型光阻,但需知本发明也可使用未曝光部份可被移除的负型光阻来实施。显影后,可利用去离子水220来移除显影溶液并形成如图2D所示的结构。之后,可于一或多个蚀刻步骤中,经由有机促黏层210、ARC层208与非晶型碳层206来移转由特征结构218所界定的图案。
“原位(in situ)”在此应广义地解释成包括,但不限于,在不使材料曝露在任何可能介入的污染环境下(例如,打断一工具内各处理步骤间或腔室间的真空状态)的一特定腔室(如,等离子腔室)或一系统内(如,整合型群集工具配置)。相较于将基板转移到其它处理腔室或区域而言,原位处理一般可使处理时间及可能污染变得最小或最少。
实施例1
将非晶型碳促黏层沉积在具有由一材料层、一非晶型碳层和一ARC层组成的堆栈膜层的基板上。在促黏层沉积处理的一实施方式中,包括引入流速在约100sccm的丙烯及流速在约2000sccm的氦气到温度维持在约350℃至约400℃且压力在约5torr的处理腔室内,并施加约250瓦的频率为13.56MHz的RF偏压电力到离基板表面约300mil的喷头上。所沉积的非晶型碳促黏层的厚度约在至约
Figure BPA00001190604000102
间。
虽然本发明已参照实施方式揭示于上,但在不悖离本发明精神范畴下,仍可对本发明实施方式进行各种改良与修饰,这些改良与修饰仍为本发明权利要求的范畴。

Claims (15)

1.一种处理一基板的方法,包含:
沉积一抗反射涂层到该基板的一表面上;
沉积一有机促黏层到该抗反射涂层上;及
沉积一光阻材料到该有机促黏层上。
2.如权利要求1所述的方法,其中该抗反射涂层包含一介电性抗反射材料,其是选自由富含硅的氧化物、氮化硅、氧氮化硅、碳化硅、氧碳化硅、掺杂有氮的碳化硅、掺杂有氮的氧碳化硅及其组合所组成的群组中。
3.如权利要求1所述的方法,其中该有机促黏层包含一种非晶型碳材料。
4.如权利要求1所述的方法,其中该基板表面更包含一非晶型碳层且该抗反射涂层是沉积在该非晶型碳层上。
5.如权利要求1所述的方法,更包含在沉积该有机促黏层之前,先沉积一层氧化物帽盖层到该抗反射涂层上。
6.如权利要求1所述的方法,其中该有机促黏层是以等离子增强化学气相沉积法沉积一种碳氢化物前体而沉积的。
7.如权利要求1所述的方法,更包含在沉积该光阻材料前,先将该有机促黏层暴露到六甲基二硅氮烷下。
8.如权利要求1所述的方法,其中该有机促黏层具有一碳-碳单键、一碳-碳双键、或其组合。
9.如权利要求1所述的方法,其中该抗反射涂层与该有机促黏层是原位沉积在相同的处理腔室或处理系统内。
10.如权利要求1所述的方法,更包含在在沉积该光阻材料前,先将该有机促黏层暴露到六甲基二硅氮烷下。
11.一种半导体基板结构,包含:
一介电性基板;
一非晶型碳层,其沉积在该介电性层上;
一抗反射涂层,其沉积在该非晶型碳层上:
一有机促黏层,其沉积在该抗反射涂层上;及
一光阻材料,其沉积在该有机促黏层上。
12.如权利要求11所述的半导体基板结构,更包含一种六甲基二硅氮烷材料,形成在该有机促黏层与该光阻材料之间。
13.如权利要求11所述的半导体基板结构,其中该有机促黏层包含一种非晶型碳材料。
14.如权利要求11所述的半导体基板结构,更包含一层配置在该抗反射性涂层与该有机促黏层之间的氧化物帽盖层。
15.如权利要求11所述的半导体基板结构,其中该有机促黏层具有一碳-碳单键、一碳-碳双键、或其组合。
CN200980104622.6A 2008-02-04 2009-01-12 以干微影或浸润式微影工艺来防止45-纳米特征结构尺寸中光阻材料的崩塌和毒化 Pending CN101939818A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/025,615 US20090197086A1 (en) 2008-02-04 2008-02-04 Elimination of photoresist material collapse and poisoning in 45-nm feature size using dry or immersion lithography
US12/025,615 2008-02-04
PCT/US2009/030709 WO2009099713A2 (en) 2008-02-04 2009-01-12 Elimination of photoresist material collapse and poisoning in 45-nm feature size using dry or immersion lithography

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101939818A true CN101939818A (zh) 2011-01-05

Family

ID=40931981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980104622.6A Pending CN101939818A (zh) 2008-02-04 2009-01-12 以干微影或浸润式微影工艺来防止45-纳米特征结构尺寸中光阻材料的崩塌和毒化

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090197086A1 (zh)
JP (1) JP2011511476A (zh)
KR (1) KR20100124265A (zh)
CN (1) CN101939818A (zh)
TW (1) TW200939346A (zh)
WO (1) WO2009099713A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103794485A (zh) * 2012-11-02 2014-05-14 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 多晶硅结构的形成方法

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090104541A1 (en) * 2007-10-23 2009-04-23 Eui Kyoon Kim Plasma surface treatment to prevent pattern collapse in immersion lithography
US9136126B2 (en) 2009-02-11 2015-09-15 Newsouth Innovations Pty Limited Method of forming doped regions in a photovoltaic device
EP2315234A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-27 Applied Materials, Inc. Method and installation for producing an anti-reflection and/or passivation coating for semiconductor devices
CN102543715A (zh) * 2012-02-28 2012-07-04 上海华力微电子有限公司 无氮介电抗反射薄膜的制作方法
JP2014202969A (ja) * 2013-04-05 2014-10-27 富士フイルム株式会社 パターン形成方法、電子デバイス及びその製造方法
US9224783B2 (en) * 2013-12-23 2015-12-29 Intermolecular, Inc. Plasma densification of dielectrics for improved dielectric loss tangent
US10796912B2 (en) 2017-05-16 2020-10-06 Lam Research Corporation Eliminating yield impact of stochastics in lithography
DE102017122708A1 (de) * 2017-09-29 2019-04-04 Psc Technologies Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Siliciumcarbid aufweisenden stickstofffreien Schicht
KR102632799B1 (ko) 2017-12-18 2024-02-01 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 리소그래피를 위한 표면 접착력을 강화하기 위한 플라즈마 처리 방법
US11972948B2 (en) * 2018-06-13 2024-04-30 Brewer Science, Inc. Adhesion layers for EUV lithography
CN113039486B (zh) 2018-11-14 2024-11-12 朗姆研究公司 可用于下一代光刻法中的硬掩模制作方法
CN120762258A (zh) 2018-12-20 2025-10-10 朗姆研究公司 抗蚀剂的干式显影
TWI849083B (zh) 2019-03-18 2024-07-21 美商蘭姆研究公司 基板處理方法與設備
KR20210149893A (ko) 2019-04-30 2021-12-09 램 리써치 코포레이션 극자외선 리소그래피 레지스트 개선을 위한 원자 층 에칭 및 선택적인 증착 프로세스
TWI869221B (zh) 2019-06-26 2025-01-01 美商蘭姆研究公司 利用鹵化物化學品的光阻顯影
US11314168B2 (en) 2020-01-15 2022-04-26 Lam Research Corporation Underlayer for photoresist adhesion and dose reduction
KR20220148249A (ko) 2020-02-28 2022-11-04 램 리써치 코포레이션 EUV 패터닝의 결함 감소를 위한 다층 하드마스크 (multi-layer hardmask)
TWI876020B (zh) 2020-04-03 2025-03-11 美商蘭姆研究公司 處理光阻的方法、以及用於沉積薄膜的設備
CN115702475A (zh) * 2020-06-22 2023-02-14 朗姆研究公司 用于含金属光致抗蚀剂沉积的表面改性
KR102781895B1 (ko) 2020-07-07 2025-03-18 램 리써치 코포레이션 방사선 포토레지스트 패터닝을 패터닝하기 위한 통합된 건식 프로세스
KR102673863B1 (ko) 2020-11-13 2024-06-11 램 리써치 코포레이션 포토레지스트의 건식 제거를 위한 프로세스 툴
CN118159914A (zh) 2022-07-01 2024-06-07 朗姆研究公司 用于阻止蚀刻停止的金属氧化物基光致抗蚀剂的循环显影
CN120958566A (zh) 2023-03-17 2025-11-14 朗姆研究公司 用于单一处理室中euv图案化的干法显影与蚀刻工艺的集成

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2694097B2 (ja) * 1992-03-03 1997-12-24 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 反射防止コーティング組成物
JP3128335B2 (ja) * 1992-07-17 2001-01-29 株式会社東芝 パターン形成方法
JP3392231B2 (ja) * 1994-09-09 2003-03-31 沖電気工業株式会社 パターン形成方法
JP3422580B2 (ja) * 1994-12-16 2003-06-30 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
US6030541A (en) * 1998-06-19 2000-02-29 International Business Machines Corporation Process for defining a pattern using an anti-reflective coating and structure therefor
US6440878B1 (en) * 2000-04-03 2002-08-27 Sharp Laboratories Of America, Inc. Method to enhance the adhesion of silicon nitride to low-k fluorinated amorphous carbon using a silicon carbide adhesion promoter layer
JP2002194547A (ja) * 2000-06-08 2002-07-10 Applied Materials Inc アモルファスカーボン層の堆積方法
US6580170B2 (en) * 2000-06-22 2003-06-17 Texas Instruments Incorporated Semiconductor device protective overcoat with enhanced adhesion to polymeric materials
US6368924B1 (en) * 2000-10-31 2002-04-09 Motorola, Inc. Amorphous carbon layer for improved adhesion of photoresist and method of fabrication
JP3871029B2 (ja) * 2001-10-18 2007-01-24 信越化学工業株式会社 化学増幅型レジストパターン用表面処理剤及びパターン形成方法
US7226853B2 (en) * 2001-12-26 2007-06-05 Applied Materials, Inc. Method of forming a dual damascene structure utilizing a three layer hard mask structure
US6803313B2 (en) * 2002-09-27 2004-10-12 Advanced Micro Devices, Inc. Method for forming a hardmask employing multiple independently formed layers of a pecvd material to reduce pinholes
TW200503066A (en) * 2003-07-07 2005-01-16 Macronix Int Co Ltd Process for reworking semiconductor patterned photoresist layer
US6972255B2 (en) * 2003-07-28 2005-12-06 Freescale Semiconductor, Inc. Semiconductor device having an organic anti-reflective coating (ARC) and method therefor
US6872014B1 (en) * 2003-11-21 2005-03-29 Asml Netherlands B.V. Method for developing a photoresist pattern
US20050118541A1 (en) * 2003-11-28 2005-06-02 Applied Materials, Inc. Maintenance of photoresist adhesion and activity on the surface of dielectric ARCS for 90 nm feature sizes
US7285853B2 (en) * 2005-02-17 2007-10-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Multilayer anti-reflective coating for semiconductor lithography and the method for forming the same
US7253118B2 (en) * 2005-03-15 2007-08-07 Micron Technology, Inc. Pitch reduced patterns relative to photolithography features
DE102006046364A1 (de) * 2006-09-29 2008-04-03 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale ARC-Schicht mit geringerer Neigung zum Ablösen und Verfahren zur Herstellung derselben
US20090104541A1 (en) * 2007-10-23 2009-04-23 Eui Kyoon Kim Plasma surface treatment to prevent pattern collapse in immersion lithography

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103794485A (zh) * 2012-11-02 2014-05-14 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 多晶硅结构的形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100124265A (ko) 2010-11-26
US20090197086A1 (en) 2009-08-06
WO2009099713A2 (en) 2009-08-13
JP2011511476A (ja) 2011-04-07
WO2009099713A3 (en) 2009-10-08
TW200939346A (en) 2009-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101939818A (zh) 以干微影或浸润式微影工艺来防止45-纳米特征结构尺寸中光阻材料的崩塌和毒化
KR101046506B1 (ko) 이머전 리소그라피에서 패턴 붕괴를 방지하기 위한 플라즈마 표면처리
CN101480110B (zh) 具有改进的密度和阶梯覆盖率的无定形碳膜的沉积方法
CN101981659B (zh) 沉积具有改进密度与阶梯覆盖的非晶碳膜的方法
TWI781368B (zh) 處理基板的方法
US20120088193A1 (en) Radiation Patternable CVD Film
US6537733B2 (en) Method of depositing low dielectric constant silicon carbide layers
US6764958B1 (en) Method of depositing dielectric films
CN101312126B (zh) 形成非晶碳膜的方法和使用该方法制造半导体装置的方法
US20040087139A1 (en) Nitrogen-free antireflective coating for use with photolithographic patterning
EP1209728A2 (en) Method of depositing organosilicate layers
US20020155386A1 (en) Fluorine-containing layers for damascene structures
CN101174099A (zh) 用于高数值孔径和浸润式光刻的分级式抗反射涂层
KR101003475B1 (ko) 포토레지스트 접착 및 재생 일관성을 개선하기 위한 수소처리
WO2010024037A1 (ja) アモルファスカーボンナイトライド膜の形成方法、アモルファスカーボンナイトライド膜、多層レジスト膜、半導体装置の製造方法および制御プログラムが記憶された記憶媒体
US12455504B2 (en) Metalorganic films for extreme ultraviolet patterning
US20040185674A1 (en) Nitrogen-free hard mask over low K dielectric
KR100477386B1 (ko) 심층 자외선 노출용 개선된 건식 사진평판 공정 처리방법
KR20250016340A (ko) Dram 커패시터 몰드 패터닝을 위한 탄화루테늄

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: American California

Applicant after: Applied Materials Inc.

Address before: American California

Applicant before: Applied Materials Inc.

C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110105