[发明专利]无需光刻胶的带电粒子束图案化

说明书

本发明提供了用于制造集成电路的工艺。该工艺包括：提供衬底，通过原子层沉积和分子层沉积的一种沉积在衬底上形成硬掩模，以及将硬掩模暴露于来自一种或多种带电粒子束的带电粒子以在硬掩模中图案化间隙。可选地，该工艺包括将硬掩模暴露于来自一种或多种带电粒子束的带电粒子以在硬掩模上图案化结构。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年1月31日提交的、标题为“Charged-Particle-BeamPatterning Without Resist”的美国临时申请第61/934,418号的权益，该申请结合于此作为参考。

技术领域

本发明总体涉及集成电路领域，更具体地，涉及集成电路的图案化。

背景技术

诸如离子或电子投影光刻的带电粒子光刻具有分辨率非常高的图案化。离子束光刻使用具有能量的轻量级离子的聚焦束或宽束以用于将图案转印至表面。使用离子束光刻(IBL)，纳米级部件可以转印至非平坦表面上。

在传统的带电粒子(例如，电子以及氦离子(He⁺)、氖离子(Ne⁺)和镓离子(Ga⁺))光刻中，基本工艺机制包括在正性光刻胶中使用键解离或者在负性光刻胶中使用键结合以及当使光刻胶显影时曝光和未曝光的区域的产物之间的溶解速率差。这限制了光刻胶材料的选择，该光刻胶材料主要为聚合物基有机材料。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种制造集成电路的工艺，包括：提供衬底；通过原子层沉积和分子层沉积的一种在衬底上形成硬掩模；以及将硬掩模暴露于来自一种或多种带电粒子束的带电粒子以在硬掩模中图案化间隙。

优选地，通过溅射来图案化硬掩模中的间隙，溅射利用带电粒子的能量。

优选地，该工艺还包括：将硬掩模暴露于前体气体，前体气体和带电粒子在硬掩模中蚀刻间隙。

优选地，前体气体是XeF₂、SF₆、氯化亚硝酰(NOCl)、氯气(Cl₂)、三氟化氯(ClF₃)、氧气(O₂)、水(H₂O)、空气和它们的组合中的一种。

优选地，带电粒子是氦、氖、氩、硅、铍、金和镓中的一种。

优选地，硬掩模的厚度小于约5纳米。

优选地，一种或多种带电粒子束的束径小于约1纳米。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造集成电路的工艺，包括：提供衬底；通过原子层沉积和分子层沉积的一种在衬底上形成硬掩模；以及将一种或多种带电粒子束引向硬掩模以图案化硬掩模。

优选地，通过溅射来图案化硬掩模，溅射利用带电粒子束中的图案化粒子的能量。

优选地，该工艺还包括：将硬掩模的表面暴露于前体气体，通过蚀刻来图案化硬掩模。

优选地，前体气体是XeF₂、SF₆、氯化亚硝酰(NOCl)、氯气(Cl₂)、三氟化氯(ClF₃)、氧气(O₂)、水(H₂O)、空气和它们的组合中的一种。

优选地，一种或多种带电粒子束包括氦、氖、氩、硅、铍、金或镓。

优选地，一种或多种带电粒子束的束径小于约1纳米。

优选地，硬掩模的厚度小于约5纳米。

优选地，该工艺还包括：使前体气体在硬掩模的整个表面上方流动，一种或多种带电粒子束和前体气体在硬掩模上形成一个或多个结构。