[发明专利]气泡缺陷减少

说明书

在一些示例中，一种处理衬底的方法包括：在衬底的表面上施加光致抗蚀剂(PR)，在PR上沉积或蚀刻金属氧化物(MO)层之前，将PR预先暴露于紫外线(UV)光，然后在将PR预先暴露于UV光之后，在PR上沉积或蚀刻MO层。

优先权主张

本申请要求于2018年11月16日申请的美国专利申请No.62/768,641的优先权，其全部内容都通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及在衬底上的光致抗蚀剂上沉积和/或蚀刻金属氧化物(MO)层中的气泡缺陷减少。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

原子层沉积(ALD)是一种沉积方法，其具有将形成在半导体衬底上的薄膜的厚度控制在一个原子单层的数量级的能力。等离子体增强ALD(PEALD)是进一步的增强，其使得能在较低的温度下改善膜性能。PEALD在RF感应的等离子体中使用化学前体(如ALD)来产生必要的化学反应，从而以高度可控的方式形成薄膜。PEALD具有许多优势，包括低温处理、出色的沉积层保形性和厚度控制以及预沉积、以及后沉积原位处理的能力。

多重图案化是一种技术，其用于提高集成电路(IC)的特征密度，使其超出光刻技术的限制。这样的多图案化技术包括例如节距分割、侧壁图像转印、自对准接触、通孔图案化、布局分割以及自对准双或四重图案化。预期，对于10nm和7nm节点半导体工艺及以后的工艺，必须进行多重图案化。

自对准四重图案化(SAQP)本质上是双重图案化技术的两个循环，双重图案化技术通常称为自对准双重图案化(SADP)。SAQP和SADP都需要上面形成有多层的衬底。例如，衬底上的各层可以从底层开始向上包括被称为可灰化硬掩模(AHM)或旋涂碳层(SOC)的第一碳膜、氧化硅(SiO₂)层、第二碳(AHM/SOC)层和抗反射层(ARL)。

SADP使用光刻步骤和额外的蚀刻步骤来在衬底上限定类似间隔物的特征。在SADP工艺中，第一步是沉积抗蚀剂材料(也称为光致抗蚀剂或光致抗蚀剂层，在本文中称为PR)，然后使用光刻法将“芯轴”在衬底上的顶部ARL层上图案化。芯轴通常具有等于或接近光刻极限的间距。接下来，芯轴上覆盖有沉积层，例如氧化硅(SiO₂)。随后执行“间隔物蚀刻”，从而去除(a)SiO₂层的水平表面和(b)PR。结果，仅SiO₂的竖直表面保留在ARL层上。这些竖直表面限定了“间隔物”，其间距比常规光刻法可以实现的间距更精细。

SAQP是双重图案化工艺的延续。使用SAQP，SiO₂间隔物在蚀刻步骤中用作掩模，以除去下伏的ARL层和第二AHM层，但被掩盖的区域除外。之后，去除SiO₂间隔物，在AHM层中形成第二芯轴。然后沉积另一SiO₂层，然后进行另一个“间隔物蚀刻”，以去除(a)SiO₂层的水平部分和(b)第二芯轴。结果是具有在下伏的SiO₂层上形成的SiO₂间隔物的结构。通过SAQP工艺，第二SiO₂间隔物的间距比第一间隔物更精细，并且大大超出了传统光刻的极限。

虽然多重图案化提供了显著的益处并且有助于将常规光刻技术的用途扩展到下一代集成电路，但是各种工艺都有其局限性。特别地，多重图案化需要大量的沉积、光刻和蚀刻步骤以形成间隔物。间隔物的间距越精细，通常涉及的光刻蚀刻循环就越多。这些额外的步骤显著增加了半导体制造的成本和复杂性。