[发明专利]顺序渗透合成设备

说明书

一种顺序渗透合成设备包括：反应室(2)，其被构造和布置成保持至少第一衬底(12)；前体分配和移除系统(3,5)，用于向该反应室提供气化的第一前体或第二前体以及从该反应室移除该气化的第一前体或第二前体；以及顺序控制器(40)，其可操作地连接到该前体分配和移除系统并且包括存储器M，该存储器M设置有程序，当在该顺序控制器(40)上运行该程序时，通过以下方式执行设置在该衬底(12)上的可渗透材料的渗透：激活该前体分配和移除系统以在该反应室中提供并保持该第一前体持续第一时间段T1；激活该前体分配和移除系统以从该反应室中移除该第一前体的一部分持续第二时间段T2；并且激活该前体分配和移除系统以在该反应室中提供并保持该第二前体持续第三时间段T3。

技术领域

本公开整体涉及用于制造电子装置的设备和方法。更具体地，本公开涉及利用渗透设备在衬底上形成结构或层。

背景技术

随着半导体装置的尺寸变得越来越小的趋势，不同图案化技术已经出现。这些技术包括间隔件界定四重图案化、极紫外光刻(EUV)和EUV组合间隔件界定双重图案化。另外，定向自组装(DSA)已经被视为未来光刻应用的选项。DSA涉及使用嵌段共聚物界定用于自组装的图案。所使用的嵌段共聚物可包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚苯乙烯或聚(苯乙烯-嵌段-甲基丙烯酸甲酯)(PS-b-PMMA)。其他嵌段共聚物可包括新兴的“高χ”聚合物，其可能可实现小尺寸。

上文所描述的图案化技术可利用安置于衬底上的可渗透材料诸如EUV聚合物或DSA嵌段共聚物抗蚀剂以实现对衬底的高分辨率图案化。为了满足高分辨率和线边缘粗糙度两方面的要求，聚合物抗蚀剂通常可以是薄层。然而，此类薄聚合物抗蚀剂可能具有若干缺点。具体地讲，高分辨率聚合物抗蚀剂可具有低耐蚀刻性，并且可能遭受高线边缘粗糙度。这种低耐蚀刻性和高线边缘粗糙度可能使向下面层的转移更加困难。

因此，对可渗透材料例如图案化材料抗蚀剂进行渗透以改变可渗透材料的属性可能是有利的。为了执行渗透，可以有利地具有可以调节渗透过程的渗透设备。

发明内容

根据本发明的至少一个实施方案，提供了一种顺序渗透设备，其包括顺序渗透合成设备，所述顺序渗透合成设备包括：

反应室，其被构造和布置成保持至少第一衬底；

前体分配和移除系统，用于向反应室提供气态第一前体或第二前体以及从反应室移除气态第一前体或第二前体；以及

顺序控制器，其可操作地连接到前体分配和移除系统，并且包括存储器，该存储器设置有程序，当在顺序控制器上运行该程序时，通过以下方式执行设置在衬底上的可渗透材料的渗透：

激活前体分配和移除系统以在反应室中提供并保持第一前体持续第一时间段T1；

激活前体分配和移除系统以从反应室中移除第一前体的一部分持续第二时间段T2；并且

激活前体分配和移除系统以在反应室中提供并保持第二前体持续第三时间段T3。存储器中的程序可被编程为使得第一时间段T1长于第二时间段T2。提供第一前体的第一时间段T1可以被编程为比移除第一前体的一部分的第二时间段T2更长，使得第一前体获得足够的时间来深度渗透到可渗透材料。

第二时间段T2可以被编程为足够长以从反应室中移除第一前体并且还从可渗透材料的表面移除第一前体，以确保在可渗透材料中仅存在第一前体的渗透并且在可渗透材料上没有显著沉积。

第二时间段T2可以被编程为足够长以从反应室、可渗透材料的表面以及部分地从可渗透材料的孔中移除第一前体。这样，可以调节渗透的深度。

根据另一个实施方案，提供了一种顺序渗透合成设备，其包括：

反应室，其被构造和布置成保持至少第一衬底；

前体分配和移除系统，用于向反应室提供气化的第一前体或第二前体以及从反应室移除气化的第一前体或第二前体；以及