[發(fā)明專利]利用離子植入的極紫外光光致抗蝕劑的效能改善

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880048752.1
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN110945431A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔斯坦·馬;戴輝雄;安東尼·雷諾;約翰·哈塔拉;約瑟·歐爾森
• 申請（專利權(quán)）人: 瓦里安半導(dǎo)體設(shè)備公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F1/74;H01L21/027
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 楊文娟;臧建明

一種對襯底進(jìn)行圖案化的方法可包括：在所述襯底上提供毯覆式光致抗蝕劑層；向所述毯覆式光致抗蝕劑層中執(zhí)行植入物質(zhì)的離子植入程序，所述植入物質(zhì)在極紫外光(EUV)范圍中的波長下包括增強(qiáng)的吸收效率；以及在所述執(zhí)行所述離子植入程序之后，執(zhí)行圖案化曝光，以將所述毯覆式光致抗蝕劑層曝光于極紫外光輻射。

[相關(guān)申請]

本申請主張于2017年8月18日提出申請的美國臨時(shí)申請案第62/547,418號的優(yōu)先權(quán)，所述美國臨時(shí)申請案全文并入本申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造裝置的技術(shù)，尤其涉及一種用于改善襯底圖案化光致抗蝕劑的技術(shù)。

背景技術(shù)

包括化學(xué)增幅光致抗蝕劑(chemically amplified photoresist，CAR)在內(nèi)的已知光致抗蝕劑材料對于在極紫外光(Extreme Ultraviolet，EUV)微影中應(yīng)用來說面臨許多挑戰(zhàn)。為實(shí)現(xiàn)較高解析度和/或較低線邊緣粗糙度及線寬度粗糙度(line-edge and line-width roughness，LER/LWR)，化學(xué)增幅光致抗蝕劑材料需用量要求使用高的極紫外光劑量，鑒于極紫外光功率的高成本，此高的劑量可能是不經(jīng)濟(jì)的。舉例來說，在極紫外光輻射到達(dá)待曝光襯底之前，多達(dá)96％的極紫外光功率損失在極紫外光系統(tǒng)的光學(xué)器件中。在過去的幾年中，一直在探索例如金屬氧化物光致抗蝕劑及含金屬光致抗蝕劑等替代性光致抗蝕劑系統(tǒng)。此類替代性光致抗蝕劑系統(tǒng)所提供的優(yōu)點(diǎn)包括對入射極紫外光光子的吸收增加以及蝕刻選擇性更佳，從而使得能夠使用較薄光致抗蝕劑層來對襯底進(jìn)行圖案化。

關(guān)于已知金屬氧化物光致抗蝕劑架構(gòu)或金屬系光致抗蝕劑架構(gòu)的使用也存在數(shù)種限制。一種限制是將金屬氧化物納米顆粒納入光致抗蝕劑基質(zhì)中的光致抗蝕劑材料的有限壽命。為提供可接受的保質(zhì)期，這些光致抗蝕劑材料可采用穩(wěn)定劑來使納米顆粒懸浮液穩(wěn)定，從而增加了成本且降低了光致抗蝕劑材料的敏感度。

此外，將納米顆粒懸浮液施配在光致抗蝕劑內(nèi)并在納米長度尺度下維持納米顆粒懸浮液在光致抗蝕劑內(nèi)的可接受均勻度可特別具有挑戰(zhàn)性。可在光致抗蝕劑調(diào)配中使用的敏化劑中的許多敏化劑也容易在軟烘烤操作期間發(fā)生升化，從而引起額外的不均勻度。此種不均質(zhì)性可使得難以控制線寬度粗糙度并且難以控制臨界尺寸(critical dimension，CD)。

由于金屬系光致抗蝕劑是高度抗蝕的，因此與傳統(tǒng)的化學(xué)增幅光致抗蝕劑材料相比，可施加更薄層的金屬系光致抗蝕劑來對襯底進(jìn)行圖案化，例如薄至～15nm。較薄的膜賦予不太容易發(fā)生圖案塌縮的優(yōu)點(diǎn)，而且要求使用較小的光致抗蝕劑體積并因此使得較少光子被吸收。因此，此類薄光致抗蝕劑可能會引起較多的噪聲以及較糟的線邊緣粗糙度及線寬度粗糙度。增加膜厚度存在產(chǎn)生具有“T形頂(T-topping)”結(jié)構(gòu)的經(jīng)圖案化光致抗蝕劑特征的風(fēng)險(xiǎn)，其中光致抗蝕劑特征在圖案化及顯影之后可在橫截面中展現(xiàn)出“T”形狀。也就是說，因金屬敏化劑的強(qiáng)吸收，光子可用性隨著光致抗蝕劑的厚度而衰減。由于光致抗蝕劑特征的頂部處的光子密度較大，且由于大多數(shù)現(xiàn)有的金屬系光致抗蝕劑是負(fù)色調(diào)，因此此種光子衰減會得到類似于“T”或顛倒的金字塔的光致抗蝕劑輪廓。盡管負(fù)色調(diào)光致抗蝕劑對于改善小間距解析度來說通常是較佳的，然而此種優(yōu)點(diǎn)被T形頂問題所抵消。

采用含有金屬氧化物顆粒或金屬顆粒的光致抗蝕劑的另一問題在于，因光致抗蝕劑與在極紫外光微影工具的掃描器中所使用的氫之間的反應(yīng)，在所述掃描器中可形成金屬氫化物。金屬氫化物可沉積在極紫外光鏡表面上，從而縮短了光學(xué)器件的壽命。

關(guān)于這些及其他考慮，提供本發(fā)明實(shí)施例。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，一種對襯底進(jìn)行圖案化的方法可包括：在所述襯底上提供毯覆式光致抗蝕劑層；向所述毯覆式光致抗蝕劑層中執(zhí)行植入物質(zhì)的離子植入程序，所述植入物質(zhì)在極紫外光(EUV)范圍中的波長下包括增強(qiáng)的吸收效率。所述方法可進(jìn)一步包括：在所述執(zhí)行所述離子植入程序之后，執(zhí)行圖案化曝光，以將所述毯覆式光致抗蝕劑層曝光于極紫外光輻射。