[发明专利]用于对基底进行多重图案化的方法

说明书

本发明涉及用于对基底进行多图案多重图案化的方法。公开了用于提供基底处理中的蚀刻选择性的方法。更具体地，提供了对包含不同材料的多种暴露结构的等离子体处理。所述等离子体处理将优先提高暴露结构中的至少两种之间的蚀刻选择性。在一个实施方案中，将多种暴露结构用作多重图案化基底工艺的一部分。在一个实施方案中，暴露结构可以包括有机平坦化层和旋涂金属层。等离子体处理可以包括使用氮气和氢气形成的等离子体以及由这种等离子体发射真空紫外(VUV)波长辐射。

技术领域

本公开涉及基底例如半导体基底的处理。具体地，提供了改善基底的多重图案化处理的新方法。

背景技术

随着基底处理的几何形状持续变小，在基底上形成结构的技术挑战增大。这些挑战特别是见于光刻和蚀刻工艺领域。一种用于实现用于越来越小的临界尺寸的合适光刻的技术涉及用以提供间距分裂的多重图案化技术。这种多重图案化技术包括例如自对准双图案化、自对准三图案化和自对准四图案化。这些多重图案化技术可以涉及利用侧壁间隔件、填充层和选择性蚀刻，用于以小于原始光刻间距的间距限定结构。

例如，在自对准双图案化技术中，利用侧壁间隔件来增大基底表面上的结构密度。可以通过已知的光刻技术在基底上形成芯轴结构(mandrel structure)。然后可以在芯轴附近形成侧壁间隔件。原始图案化的芯轴的去除留下两个侧壁间隔件，从而对于每个芯轴形成两个结构。类似地，已知其中可以在第一侧壁间隔件附近形成不同材料的另外的侧壁间隔件的自对准三图案化技术和四图案化技术。多重图案化技术通常包括使用多重掩蔽的步骤。第一步可以称为芯轴掩蔽，并且另外的掩蔽步骤可以称为阻挡掩蔽(block mask)。在多重图案化工艺流程中的各个点处，已知可以将各种暴露结构(芯轴、第一侧壁间隔件、第二侧壁间隔件、平坦化层，旋涂层等)相对于其他暴露结构进行选择性地蚀刻。具有在多重图案化工艺的多种材料中的高蚀刻选择性的能力是实现多重图案化工艺的重要方面。

因此，例如，如图1A所示，示出了在基底处理制造工艺流程期间的多重图案化工艺期间可能遇到的示例性结构100。如图所示，提供基底105并提供硬掩模层110。在硬掩模层110上方，形成复数个多重图案化工艺结构。例如，提供侧壁间隔件115、有机平坦化层120和旋涂金属层125。如本领域技术人员将认识到的，在多重图案化工艺期间，可能期望将多重图案化结构中的一者相对于多重图案化结构中的其他一者或更多者进行选择性蚀刻。因此，例如，多重图案化工艺可以是期望在相对于侧壁间隔件115和旋涂金属层125具有选择性的情况下对有机平坦化层120进行蚀刻的工艺。然而，已经发现，有机平坦化层120的蚀刻相对于旋涂金属层125的蚀刻通常具有低选择性。具体地，尽管旋涂金属材料中存在金属可以使有机平坦化层与旋涂金属层之间的选择性增大，但是旋涂金属材料中包含有机物质会使选择性降低。具体地，为旋转金属层125提供良好填充和平坦化性能的通常所需的有机物质的量将导致不令人满意的蚀刻选择性。例如，图1B示出了在对有机平坦化层120进行蚀刻之后可以看到的示例性结果。如图1B所示，有机平坦化层120已被完全蚀刻，然而，如旋涂金属层125的剩余部分125A所示，旋涂金属层的大部分也已被蚀刻。因此，如图1C所示，在开口区域130(其中有机平坦化层120被去除)中对硬掩模层110进行蚀刻之后硬掩模层110被去除。然而，旋涂金属层125的显著变薄可以导致硬掩模层110也被蚀刻，如变薄的硬掩模区域140所示。硬掩模的变薄可能太多以至于使硬掩模在硬掩模的蚀刻期间或在硬掩模下面的层的后续蚀刻期间被完全去除，在多重图案化工艺中导致诸如图案失效和/或穿通的缺陷。

期望提供提高暴露结构(例如，多重图案化工艺的暴露结构)之间的蚀刻选择性的基底处理技术。

发明内容