[发明专利]用于先进图案化的线边缘粗糙度降低的保形可剥离碳膜

说明书

本公开的实施例涉及在形成于光刻胶或硬掩模中的特征上方沉积保形有机材料，以减少临界尺寸及线边缘粗糙度。在各种实施例中，超保形碳基材料沉积在形成于高分辨率光刻胶中的特征上方。形成于光刻胶上方的保形有机层由此缩减特征的临界尺寸及线边缘粗糙度。

背景

技术领域

本实施例总体上涉及集成电路的制造，尤其涉及用于在蚀刻工艺期间改变特征的临界尺寸的方法。

背景技术

缩减集成电路(IC)的大小产生改良的性能、增大的容量和/或降低的成本。每一大小缩减需要更复杂的技术以形成IC。光刻通常用以图案化基板上的IC。IC的示例性特征是材料的线，该材料可以是金属、半导体或绝缘体。线宽是线的宽度，而间隔是相邻线之间的距离。间距定义为两个相邻线上的同一点之间的距离。间距等于线宽与间隔之和。然而，由于诸如光学装置及光或辐射波长的因素，光刻技术具有最小间距，低于此最小间距，特定光刻技术无法可靠地形成特征。由此，光刻技术的最小间距可限制特征大小缩减。类似地，对经设计以产生宽度为100纳米或更大的通孔或线互连件的工具进行图案化通常不能产生更小的通孔。因此，在装置缩减到这些小尺寸时，当前的光刻工艺面临产生具有选定临界尺寸(CD)的图案的挑战。

IC特征沿一个边缘的宽度变化通常被称作线边缘粗糙度(LER)。LER已日益变为先进技术节点中的担忧，如对于100纳米或更小数量级的特征尺寸而言。在一个示例中，考虑小于14纳米技术节点的LER时，未经控制的LER可能在线程前端(Front End-Of-line；FEOL)应用中导致渗漏性晶体管故障，或在线程后端(Back End-Of-line；BEOL)应用中导致互连件级别的可靠性损失。当前的LER在浸没光刻中及EUV光刻中接近4-5纳米。

减少LER的一个方法是通过使用布植或电子束的光刻胶固化实现的。然而，这些方法降低产量及并不具有成本效益。此外，以上列举的光刻胶固化方法不提供临界尺寸(CD)缩小。需要CD缩小以扩展当前的浸没光刻流程，或协助利用EUV获得更窄的尺寸。

在给定当前技术状态的情况下，先进技术节点应用持续需要缩减的CD及LER缩减。

发明内容

本案中揭示的实施例总体上涉及用于减小特征的临界尺寸的方法及设备，该特征形成于光刻胶或硬掩模中。在一个实施例中，一种处理基板的方法可包括：在硬掩模层上的光刻胶层中形成图案，该图案形成一个或更多个特征，这些特征暴露硬掩模层的一部分；直接在光刻胶层上沉积保形有机层，该保形有机层的沉积包括将烃源、等离子体引燃气体，及稀释气体引入处理腔室；在处理腔室中产生等离子体以在图案化的特征及硬掩模的暴露部分上沉积保形有机层；通过蚀刻工艺从底部部分移除保形有机层；蚀刻硬掩模层的暴露部分以在硬掩模层中形成凹槽；及通过等离子体灰化方法同时移除保形有机层及图案化光刻胶层的剩余部分。

在另一实施例中，一种处理基板的方法可包括：向等离子体腔室提供基板，该基板在光刻胶层中包括图案，该光刻胶层沉积在硬掩模层上，该图案形成一个或更多个特征，这些特征暴露硬掩模层的一部分；将烃源、等离子体引燃气体及稀释气体引入处理腔室，其中烃源:等离子体引燃气体:稀释气体的体积流率的比例为1:0.5:20；在约300℃至约500℃的沉积温度下在处理腔室中产生等离子体；及直接在光刻胶及硬掩模的暴露上表面上沉积保形有机层，其中光刻胶及硬掩模的暴露表面各自具有1.6与1.7之间的折射率，并且消光系数在193纳米波长下为0.00与0.12之间，且其中在沉积保形有机层的同时维持基板温度小于100℃。