使用獨立多通道噴頭的光刻膠沉積制造技術

一些實施方式包括在處理腔室中沉積光刻膠至基板上的方法。在一個實施方式中，該方法包含使氧化劑經由噴頭中的第一路徑流入處理腔室，并且使有機金屬經由噴頭中的第二路徑流入處理腔室。在一個實施方式中，第一路徑與第二路徑隔離，以便氧化劑與有機金屬不會在噴頭內混合。在一個實施方式中，該方法進一步包含氧化劑與有機金屬在處理腔室中反應以在基板上沉積光刻膠。上沉積光刻膠。上沉積光刻膠。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】使用獨立多通道噴頭的光刻膠沉積
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請主張申請于2021年10月22日的美國申請案第17/508,291號的權益，美國申請案第17/508,291號主張申請于2020年11月17日的美國臨時申請案第63/114,940號的權益，這些申請案的全部內容在此借由引用的方式并入本文。


[0003]本公開內容的實施方式涉及半導體處理的領域，并且尤其是涉及用于利用氣相工藝將光刻膠沉積至基板上的處理工具。

技術介紹

[0004]數十年來，已在半導體工業中使用平版印刷術以在微電子裝置中建立二維(two
?
dimension；2D)圖案和三維(three
?
dimension；3D)圖案。平版印刷工藝涉及旋涂沉積膜(光刻膠)、借由能量源以經選擇圖案照射膜(暴露)，和借由溶解在溶劑中來移除(蝕刻)膜的暴露(正色調)或非暴露(負色調)區域。將執行烘烤(bake)以去除殘留的溶劑。
[0005]光刻膠應是輻射敏感材料，并且在照射之后，在膜的暴露部分中發生化學轉化，如此使得暴露區域與非暴露區域之間的溶解度發生變化。使用此溶解度變化，光刻膠的暴露區域或非暴露區域得以移除(蝕刻)。現在光刻膠被顯影，并且該圖案可借由蝕刻轉移至下層薄膜或基板。在圖案轉移之后，殘留的光刻膠被移除，且多次重復此工藝可得到用于微電子裝置的二維和三維結構。
[0006]平版印刷工藝中的若干性質是重要的。這些重要的性質包括靈敏度、分辨率、較低的線邊緣粗糙度(line
?
edge roughness；LER)、耐蝕刻性和形成更薄層的能力。當靈敏度越高時，改變沉積膜溶解度所需的能量就越低。這使得平版印刷工藝的效率更高。分辨率和LER決定了平版印刷工藝可達成多窄的特征結構。圖案轉移以形成深結構需要更高的耐蝕刻材料。更高的耐蝕刻材料亦達成更薄的膜。更薄的膜增加了平版印刷工藝的效率。

技術實現思路

[0007]本公開內容的實施方式包括使用多通道噴頭利用氣相工藝在基板上沉積光刻膠的方法，和用于該方法的裝置。
[0008]一些實施方式包括在處理腔室中沉積光刻膠至基板上的方法。在一個實施方式中，該方法包含使氧化劑經由噴頭中的第一路徑流入處理腔室，并且使有機金屬經由噴頭中的第二路徑流入處理腔室。在一個實施方式中，第一路徑與第二路徑隔離(isolate)，以便氧化劑與有機金屬不會在噴頭內混合。在一個實施方式中，該方法進一步包含氧化劑與有機金屬在處理腔室中反應以在基板上沉積光刻膠。
[0009]一些實施方式包括在處理腔室中沉積金屬氧代光刻膠(metal oxo photoresist)于基板上的方法。在一個實施方式中，該方法包含：a)使有機金屬和第一惰性載氣經由噴頭中的第一路徑流入處理腔室，并且使第二惰性載氣經由噴頭中的第二路徑流入處理腔室。
在一個實施方式中，第一路徑與第二路徑隔離，以防止在噴頭內混合。該方法可進一步包含：b)使第一惰性載氣經由噴頭中的第一路徑流入處理腔室，并且使第二惰性載氣經由噴頭中的第二路徑流入處理腔室。該方法可進一步包含：c)使氧化劑和第二惰性載氣經由噴頭中的第二路徑流入處理腔室，并且使第一惰性載氣經由噴頭中的第一路徑流入處理腔室。該方法可進一步包含：d)使第一惰性載氣經由噴頭中的第一路徑流入處理腔室，并且使第二惰性載氣經由噴頭中的第二路徑流入處理腔室。
[0010]一些實施方式包括用于在腔室之內的基板上沉積光刻膠的處理工具。在一個實施方式中，處理工具包含用于支撐基板的基座、圍繞基座周邊的遮蔽環和與基座相對的噴頭。在一個實施方式中，噴頭包括第一流體路徑和第二流體路徑。在一個實施方式中，第一流體路徑與第二流體路徑隔離，以便噴頭內的第一流體路徑中的氣體不與第二流體路徑中的氣體混合。
附圖說明
[0011]圖1是根據一個實施方式的，雙通道噴頭的橫截面圖。
[0012]圖2是根據一個實施方式的，用于使用多通道噴頭以將氧化劑與有機金屬分離而在基板上沉積光刻膠的工藝的工藝流程圖，其中氧化劑與有機金屬在不同的時間流入腔室。
[0013]圖3是根據一個實施方式的，用于使用多通道噴頭以將氧化劑與有機金屬分離而在基板上沉積光刻膠的工藝的工藝流程圖，其中氧化劑與有機金屬在相同的時間流入腔室。
[0014]圖4是根據一個實施方式的，用于使用多通道噴頭以將氧化劑與有機金屬分離而在基板上沉積光刻膠的工藝的工藝流程圖，其中氧化劑連續流入腔室而有機金屬不連續流入腔室。
[0015]圖5是根據一個實施方式的，用于使用多通道噴頭以將氧化劑與有機金屬分離而在基板上沉積光刻膠的工藝的工藝流程圖，其中有機金屬連續流入腔室而氧化劑不連續流入腔室。
[0016]圖6是根據一個實施方式的，用于沉積光刻膠至基板上的工藝工具的橫截面圖。
[0017]圖7是根據本公開內容的一個實施方式的，用于利用氣相工藝在基板之上沉積光刻膠層的處理工具中的可置換柱的邊緣的放大示圖。
[0018]圖8圖示根據本公開內容的一個實施方式的，示例性計算機系統的框圖。
具體實施方式
[0019]本文描述了用于利用氣相工藝沉積光刻膠至基板上的處理工具和方法。在以下描述中，闡述了用于實施氣相沉積的處理工具的眾多特定細節以提供對本公開內容的實施方式的透徹理解。將對本領域技術人員顯而易見的是，本公開內容的實施方式可在無這些特定細節的情況下實踐。在其他情況下，并未詳細描述眾所熟知的方面(諸如集成電路制造)以免不必要地混淆本公開內容的實施方式。此外，應將理解，附圖中所示的各個實施方式是說明性表示并且不必按比例繪制。
[0020]作為背景，用于極紫外(extreme ultraviolet；EUV)平版印刷和電子束(E
?
beam)
平版印刷的光刻膠系統效率低下。亦即，用于EUV平版印刷的現有光刻膠材料系統需要高劑量，以提供允許顯影光刻膠材料所需的溶解度轉換。歸因于對EUV輻射的敏感性增加，有機
?
無機混成材料(例如，金屬氧代材料系統)已經提出作為EUV平版印刷的材料系統。這些材料系統典型地包含金屬(例如，Sn、Hf、Zr等)、氧和碳。金屬氧代基有機無機混成材料亦已經展示以提供更低的LER和更高的分辨率，上述兩者是形成窄特征結構所需的特性。
[0021]金屬氧代材料系統當前是使用濕式工藝設置在基板之上。金屬氧代材料系統使用濕式化學沉積工藝(諸如旋涂工藝)溶解在溶劑中并且分布在基板(例如，晶片)之上。光刻膠的濕式化學沉積具有若干缺點。濕式化學沉積的一個負面方面是產生了大量的濕副產物。濕副產物是不需要的，并且半導體行業正在積極致力于盡可能減少濕副產物。另外，濕式化學沉積可產生非均勻性問題。例如，旋涂沉積可提供具有金屬氧代分子的非均勻厚度或非均勻分布的光刻膠層。另外，已經表明，金屬氧代光刻膠材料系統在旋涂/濕式化學光刻膠系統中暴露后會出現厚度減小的問題，此問題在平版印刷工藝中很麻煩。本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種在處理腔室中沉積光刻膠至基板上的方法，包含以下操作：使氧化劑經由噴頭中的第一路徑流入所述處理腔室；使有機金屬經由所述噴頭中的第二路徑流入所述處理腔室，其中所述第一路徑與所述第二路徑隔離，以便所述氧化劑與所述有機金屬不會在所述噴頭內混合；和其中所述氧化劑與所述有機金屬在所述處理腔室中反應以在所述基板上沉積所述光刻膠。2.如權利要求1所述的方法，其中所述氧化劑與所述有機金屬在相同的時間流入所述處理腔室。3.如權利要求2所述的方法，進一步包含以下操作：在第一時間段之后停止所述有機金屬到所述處理腔室的流動，其中在所述第一時間段之后所述氧化劑繼續流入所述處理腔室。4.如權利要求3所述的方法，其中所述第一時間段在大約0秒與大約60秒之間。5.如權利要求3所述的方法，進一步包含以下操作：在第二時間段后重新開始所述有機金屬到所述處理腔室的所述流動，以便所述氧化劑和所述有機金屬皆流入所述處理腔室，其中所述第二時間段在大約0秒與大約60秒之間。6.如權利要求2所述的方法，進一步包含以下操作：在第一時間段之后停止所述氧化劑到所述處理腔室的流動，其中在所述第一時間段之后所述有機金屬繼續流入所述處理腔室。7.如權利要求6所述的方法，其中所述第一時間段在大約0秒與大約60秒之間。8.如權利要求6所述的方法，進一步包含以下操作：在第二時間段后重新開始所述氧化劑到所述處理腔室的所述流動，以便所述氧化劑和所述有機金屬皆流入所述處理腔室，其中所述第二時間段在大約0秒與大約60秒之間。9.如權利要求1所述的方法，其中流動所述有機金屬與流動所述氧化劑交替進行。10.如權利要求9所述的方法，進一步包含以下操作：在流動所述有機金屬與流動所述氧化劑的重復之間凈化所述處理腔室。11.如權利要求1所述的方法，進一步包含以下操作：使第一惰性載氣與所述氧化劑一起流過所述噴頭中的所述第一路徑；和使第二惰性載氣與所述有機金屬一起流過所述噴頭中的所述第二路徑。12.如權利要求11所述的方法，其中所述第一惰性載氣與所述第二惰性載氣的流動速率在大約0.1slm與大約20slm之間，并且其中所述氧化劑與所述有機金屬的流動速率在大約0.01克...

【專利技術屬性】
技術研發人員：法扎德，
申請(專利權)人：應用材料公司，
類型：發明
國別省市：