[发明专利]采用ALD填隙间隔物掩模的自对准多重图案化处理流程

说明书

本发明涉及一种采用ALD填隙间隔物掩模的自对准多重图案化处理流程。本文描述了一种形成用于自对准多重图案化工艺的对称间隔物的方法和装置。方法包括通过原子层沉积在包括核心材料和目标层的图案化衬底上沉积填隙材料、平坦化衬底以及蚀刻核心材料以形成对称的间隔物。填隙材料可沉积持续时间不足以完全填充特征，使得特征被欠填充。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地涉及一种采用ALD填隙间隔物掩模

的自对准多重图案化处理流程。

背景技术

先进集成电路的制造通常涉及半导体大批量制造中的小特征的图案化。多重图案化技术可以基于诸如193nm浸没式光刻之类的光刻技术来实现特征尺寸缩放。自对准双重图案化是多重图案化技术的一个例子。

发明内容

本文提供了处理衬底诸如半导体衬底的方法。一个方面涉及处理衬底的方法，所述方法包括：提供具有被图案化以形成间隙的核心材料和目标层的衬底；将填隙材料保形地沉积在核心材料上，使得填隙材料沉积在衬底上的间隙中；平坦化所述衬底以形成包括所述填隙材料和所述核心材料的平坦表面；和选择性蚀刻核心材料以形成用作掩模来蚀刻目标层的对称形状的间隔物。

在各种实施方式中，通过原子层沉积来沉积填隙材料。在一些实施方式中，填隙材料通过原子层沉积沉积持续不足以完全填充间隙的持续时间。

在一些实施方式中，间隙具有小于约x nm的开口，并且填隙材料被沉积持续足以将填隙材料沉积到介于约0.4×x nm和约0.5×x nm之间的厚度的持续时间。在一些实施方式中，x是50。在一些实施方式中，x小于50。

在一些实施方式中，填隙材料是氧化硅、氮化硅、碳化硅和氧化钛中的任何一种。

在一些实施方式中，掩模中对称形状的间隔物之间的关键尺寸小于约50nm。对称形状的间隔物可用于多重图案化技术。在一些实施方式中，沉积填隙材料并平坦化衬底减少距变(pitch walking)。在各种实施方式中，对称形状的间隔物包括填隙材料。

该方法还可以包括在沉积填隙材料之前在衬底上沉积另一个保形膜并定向蚀刻另一个保形膜以在核心材料的侧壁上形成侧壁间隔物。在各种实施方式中，选择性蚀刻衬底以形成对称形状的间隔物包括去除对侧壁间隔物有选择性的核心材料和填隙材料。选择性地蚀刻衬底以形成对称形状的间隔物可包括去除对填隙材料有选择性的核心材料。

在各种实施方式中，核心材料包括碳。核心材料可以是旋涂碳、类金刚石碳和/或填隙可灰化硬掩模中的任何一种。

在各种实施方式中，沉积填隙材料包括将衬底暴露于含硅前体和氧化等离子体的交替脉冲。

另一方面涉及一种方法，该方法包括：提供包括形成掩模的间隔物的衬底，每个间隔物包括与间隔物的顶表面垂直的侧壁，通过在核心材料的间隙中保形地沉积填隙材料形成间隔物，平坦化填隙材料和核心材料以形成平坦表面，并选择性地去除核心材料；以及使用间隔物作为掩模来蚀刻目标层。在各种实施方式中，掩模具有小于约50nm的间距。

在各种实施方式中，通过原子层沉积来沉积填隙材料。在一些实施方式中，填隙材料通过原子层沉积沉积持续不足以完全填充间隙的持续时间。

在一些实施方式中，填隙材料选自由氧化硅、氮化硅、碳化硅和氧化钛组成的组。

对称形状的间隔物可以用于多重图案化技术。在一些实施方式中，沉积填隙材料并平坦化衬底减少距变。在各种实施方式中，对称形状的间隔物包括填隙材料。

在各种实施方式中，核心材料包括碳。核心材料可以是旋涂碳、类金刚石碳和/或填隙可灰化硬掩模中的任何一种。

在各种实施方式中，沉积填隙材料包括将衬底暴露于含硅前体和氧化等离子体的交替脉冲。