[發明專利]用于沉積阻擋層以防止光致抗蝕劑中毒的襯底處理方法

有效

• 申請號: 201710532189.2
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107578982B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 大衛·張;伊利亞·卡利諾夫斯基
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/027
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠;張華

本發明涉及用于沉積阻擋層以防止光致抗蝕劑中毒的襯底處理方法。具體而言，一種用于沉積阻擋層的方法包括：a)將包含氮化物層的襯底布置在處理室中；b)將所述處理室中的工藝溫度設定到預定的工藝溫度范圍；c)將所述處理室中的工藝壓強設定到預定的工藝壓強范圍；d)提供包括有機硅烷前體物質的氣體和蒸氣中的至少一種；以及e)在所述氮化物層上沉積阻擋層。所述阻擋層減少所述氮化物層中的擴散到隨后沉積在所述氮化物層上的光致抗蝕劑層中的含氮基團。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年7月1日提交的美國臨時申請No.62/357,619的權益。上述申請的全部公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及襯底處理方法，更具體地涉及用于在氮化物層上沉積阻擋層以防止光致抗蝕劑層中毒的襯底處理方法。

背景技術

這里提供的背景描述是為了總體呈現本公開的背景的目的。在此背景技術部分以及在提交申請時不能確定為現有技術的描述的各方面中描述的范圍內的當前指定的發明人的工作既不明確也不暗示地承認是針對本公開的現有技術。

襯底處理系統可以用于在諸如半導體晶片之類的襯底上沉積、蝕刻或處理膜。襯底處理系統通常包括處理室、氣體分配裝置(諸如噴頭之類)和襯底支撐件。在處理期間，襯底被布置在襯底支撐件上。可以將不同的氣體混合物引入到處理室中，并且在一些處理中可以使用熱或射頻(RF)等離子體來激活化學反應。

在襯底處理期間，光致抗蝕劑層可用于將下伏層進行圖案化。例如，如圖1所示，襯底30可以包括沉積在一個或多個下伏層40上的諸如氮化硅(SiN)或碳氮化硅(SiCN)之類的氮化物層36。光致抗蝕劑層34可以沉積在氮化物層36上以圖案化氮化物層36。然而，來自氮化物層36的含氮基團會擴散到光致抗蝕劑層34中并使光致抗蝕劑層34中毒。

在一些工藝中，可以在氮化物層36的頂部上形成薄的氧化物層，以防止含氮基團擴散到光致抗蝕劑層34中。可以通過將氮化物層36暴露于氧化性等離子體來沉積薄氧化物層。然而，這種方法通常通過消耗氮化物而形成薄氧化物層。在一些工藝中，由于這些工藝的較嚴格的材料損耗要求，因而氮化物的損失可能是不可接受的。

發明內容

一種用于沉積阻擋層的方法包括：a)將包含氮化物層的襯底布置在處理室中；b)將所述處理室中的工藝溫度設定到預定的工藝溫度范圍；c)將所述處理室中的工藝壓強設定到預定的工藝壓強范圍；d)提供包括有機硅烷前體物質的氣體和蒸氣中的至少一種；以及e)在所述氮化物層上沉積阻擋層。所述阻擋層減少所述氮化物層中的擴散到隨后沉積在所述氮化物層上的光致抗蝕劑層中的含氮基團。在其他特征中，所述有機硅烷物質包括一個或多個SiCH₃官能團。所述有機硅烷物質具有通式R_nSiX_m，其中R包括一個或多個有機官能團，而X包括與所述襯底的表面上的-OH或-H活性位點反應的一個或多個可水解的官能團。所述一個或多個可水解的官能團選自伯胺基、仲胺基、叔胺基、烷氧基(-OR)、酰氧基(-O(CO)R)、和鹵素原子。

在其他特征中，所述方法包括在e)之前在所述氮化物層上執行等離子體預處理。

在其他特征中，所述方法包括在e)之后在所述阻擋層上執行等離子體后處理。

在其他特征中，所述方法包括：f)在所述阻擋層上沉積光致抗蝕劑層。在其他特征中，所述方法包括在e)之后且在f)之前在所述阻擋層上執行等離子體后處理工藝。在其他特征中，所述有機硅烷物質與SiOH和SiH懸掛鍵鍵合。在其他特征中，所述有機硅烷物質選自二甲基氨基三甲基硅烷(DMATMS)、二(仲-丁基氨基)硅烷(DSBAS)和雙(叔-丁基氨基)硅烷(BTBAS)。