[发明专利]光阻材料及硬掩模前驱物的原子层沉积

说明书

技术领域

本发明的实施例大体涉及辐射敏感的光阻材料以及制造与图案化此类光阻的方法。

背景技术

在集成电路(IC)或芯片的制造中，使用图案化的光暴露在诸如半导体晶圆的基板表面上(典型地是在光敏性光阻材料中)定义出有用的形状或特征结构。芯片上的特征结构尺寸持续地变得更小，从而需要更复杂更短波长的微影技术。下一代微影技术(NGL)被期待可取代目前的光学微影方法，例如在20nm技术节点及20nm以下技术节点中。超紫外线(EUV)微影技术(EUVL)，同时还有远UV、x射线微影技术与电子束(e-beam)微影技术显示了作为下一代微影技术的可能。

超紫外线微影技术(「EUVL」)应用大致在10纳米(nm)至15nm范围中的短波长辐射(「光」)来图案化尺寸小于100nm的特征结构。因为超紫外线(EUV)辐射会被几乎所有的材料吸收，所以在EUVL中所使用的掩模是反射型掩模。反射型掩模反射在掩模的一些区域中的辐射，并吸收在该掩模的其它区域中的辐射。自掩模反射的光在沉积于晶圆基板(例如硅)上的光阻(或「阻剂」)上重制掩模的图像。当照射辐射或暴露于辐射时，光阻发生化学反应，然后显影以于晶圆上产生掩模的复制图案。

对EUV、远UV、电子束与x射线辐射敏感的阻剂材料的理想特质包括坚固黏着、热与机械稳定性，以及可利用等离子体蚀刻或清除(例如氧等离子体蚀刻)的移除能力中的一种或多种。由于EUV与其它类型的下一代微影技术曝光(例如远UV与电子束)是在真空下进行，因此应使会污染昂贵的反射型多层光学元件的挥发性成分的除气最低或排除。也会需要阻剂呈现足够的传导性，以使得与暴露于辐射期间产生的二次电子相关的邻近效应达到最小。

发明内容

本发明的一个实施例涉及在基板上形成辐射敏感的光阻的方法，该方法包括：使基板相继暴露至第一前驱物与第二前驱物的交替脉冲，该第一前驱物含有具可交联单体的取代基以及选自臭氧、H₂O、H₂O₂、NH₃、反应性氧、反应性氮及反应性氢的反应物，该第二前驱物含有反应性单体，所述反应性单体可与该第一前驱物中的取代基交联形成沉积层，使得在该沉积层中该第一前驱物与该第二前驱物中的可交联的反应性单体部分保持不反应且可溶于显影剂溶液；以及选择性地使部分的该沉积层暴露于辐射以产生图案，在该图案中，该沉积层的暴露部分含有交联的单体，所述交联的单体于该基板上形成薄膜，该薄膜比该沉积层的未暴露部分对显影剂溶液的溶解性更差。该辐射可选自超紫外线(EUV)、远紫外线、X射线与电子束。在一实施例中，该方法还包括使该沉积层的未暴露部分与显影剂溶液接触，并自基板移除所述未暴露部分。在一特定实施例中，辐射暴露包含暴露于电子束。在其它实施例中，辐射暴露是在真空中实施。

在特定实施例中，前驱物是金属或金属氧化物前驱物。在其它特定实施例中，辐射可为EUV、远紫外线(远UV、200nm及更短)、X射线以及电子束，所述辐射可用于图案化光阻。根据一个或多个实施例，也可形成对其它辐射类型(例如，X射线、离子束以及其它辐射源)敏感的光阻材料。