[發明專利]用于化學輔助圖案化的光可界定的對準層

有效

• 申請號: 201480083740.4
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN107004595B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: T·R·揚金;M·J·利森;J·M·布萊克韋爾;E·S·普特納;M·克雷薩克;R·胡拉尼;E·韓;R·L·布里斯托爾
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L21/308
• 分類號: H01L21/308;H01L21/311
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

描述了用于化學輔助圖案化的光可界定的對準層和用于形成化學輔助圖案化的光可界定的對準層的方案。本發明的實施例可以包括在包括轉換組分的硬掩模之上設置化學增強抗蝕劑(CAR)材料。然后可以曝光所述CAR材料以形成經曝光的抗蝕劑部分。曝光可以在CAR材料的經曝光的部分中產生與轉換組分相互作用的酸，以在經曝光的抗蝕劑部分下方形成硬掩模材料的改性區域。

技術領域

本發明的實施例屬于半導體結構和加工領域，并且具體而言，屬于用于化學輔助圖案化的光可界定的對準層。

背景技術

過去幾十年中，集成電路中對特征的縮放是日益增長的半導體行業背后的驅動力。縮放到越來越小的特征實現了功能單元在半導體芯片的有限基板面上增大的密度。

在第一方面，集成電路通常包括在本領域中被稱為過孔的導電微電子結構，以用以將過孔上方的金屬線或其它互連電連接到過孔下方的金屬線或其它互連。過孔典型地由光刻工藝形成。代表性地，可以將光致抗蝕劑層旋涂在電介質層之上，光致抗蝕劑層可以通過圖案化掩模曝光于圖案化光化輻射，并且隨后可以對經曝光的層進行顯影以便在光致抗蝕劑層中形成開口。接下來，通過使用光致抗蝕劑層中的開口作為蝕刻掩模，可以在電介質層中蝕刻過孔的開口。該開口被稱為過孔開口。最后，過孔開口可以用一種或多種金屬或其它導電材料填充以形成過孔。

過去，過孔的尺寸和間隔逐漸減小，并且預計在未來，至少對于一些類型的集成電路(例如，高級微處理器、芯片組部件、圖形芯片等)，過孔的尺寸和間隔將繼續逐漸減小。過孔尺寸的一個度量是過孔開口的臨界尺寸。過孔的間隔的一個度量是過孔間距。過孔間距表示最接近的相鄰過孔之間的中心到中心的距離。當通過這種光刻工藝對具有極小間距的極小過孔進行圖案化時，其本身存在幾個挑戰，特別是當間距約為70納米(nm)或更小時和/或當過孔開口的臨界尺寸約為35nm或更小時。

一個這樣的挑戰是，過孔和上層互連之間的交疊以及過孔和下層連接互連之間的交疊通常需要被控制為以四分之一過孔間距的數量級的高容差。當過孔間距隨著時間的推移而縮放到越來越小時，交疊容差往往會隨之以比光刻設備能夠跟上的更大速率進行縮放。另一個這樣的挑戰是，過孔開口的臨界尺寸通常傾向于比光刻掃描儀的分辨能力更快地縮放。存在用以縮小過孔開口的臨界尺寸的縮小技術。然而，縮小量往往受限于最小過孔間距以及縮小工藝的足夠光學鄰近校正(OPC)中性，并且不會顯著損害線寬粗糙度(LWR)和/或臨界尺寸均勻度(CDU)的能力。又一個這樣的挑戰是，當過孔開口的臨界尺寸減小時，光致抗蝕劑的LWR和/或CDU特性通常需要改進，以便保持臨界尺寸預算的相同的總體分數。然而，目前大多數光致抗蝕劑的LWR和/或CDU特性的改善并不像過孔開口的臨界尺寸的減小一樣快。再一個這樣的挑戰是，極小的過孔間距通常傾向于低于甚至極紫外線(EUV)光刻掃描儀的分辨能力。因此，通常可以使用兩個、三個或更多個不同的光刻掩模，這往往會增加成本。在某些時候，如果間距持續減小，則即使使用多個掩膜也可能無法使用EUV掃描儀對這些極小間距的過孔開口進行打印。

因此，在過孔及相關互連制造技術的領域中需要改進。

在第二方面，當器件尺寸繼續縮小時，諸如三柵極晶體管之類的多柵極晶體管已經變得越來越普遍。在常規工藝中，三柵極或其它非平面晶體管通常制造在體硅襯底或絕緣體上硅襯底上。在一些實例中，體硅襯底由于其較低的成本和與現有的高產量體硅襯底基礎結構的兼容性而是優選的。然而，縮放多柵極晶體管并不是沒有后果的。由于微電子電路的這些基本構造塊的尺寸減小，并且由于在給定區域中制造的基本構造塊的絕對數量增加，對用于制造這些構造塊的半導體工藝的限制已經變為壓倒性的。

因此，在非平面晶體管制造技術的領域中需要改進。

附圖說明

圖1A-1F示出了根據本發明的實施例的涉及EUVL和BCP光刻兩者的方法中的各種操作的平面視圖和對應的截面視圖，在附圖中：

圖1A是示出在下層或襯底上涂覆或以其它方式設置的硬掩模層的平面視圖和沿著該平面視圖的a-a'軸截取的對應截面視圖；