專利名稱：以干微影或浸潤式微影工藝來防止45-納米特征結(jié)構(gòu)尺寸中光阻材料的崩塌和毒化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施方式大致是關(guān)于制造半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)用的基板，更具體地說，是有關(guān)在光 阻圖案顯影過程中維持光阻黏附在一表面上的方法。
背景技術(shù)：
圖案化及蝕刻技術(shù)中常會使用光阻材料在基板(無論此基板及配置于其上的材 料是用來制造電路板、平板顯示器、太陽能電池或集成電路與否)上的沉積材料中形成結(jié) 構(gòu)。自從數(shù)十年前首次弓I進(jìn)集成電路之后，其尺寸已大幅縮小。從那時(shí)起，集成電路的 尺寸一般依循每兩年縮減一半的規(guī)則發(fā)展，此又稱為“摩耳定律”，代表芯片上的組件數(shù)目 每兩年即倍增。今天的制造廠已能常規(guī)地制造90納米，甚至65納米的特征結(jié)構(gòu)，且未來的 制造廠將很快就能制造更小尺寸的特征結(jié)構(gòu)，例如45納米或更小。隨著集成電路特征尺寸縮減，用來將特征結(jié)構(gòu)圖案化到集成電路中的光阻材料的 特征尺寸也隨的縮減。光阻材料可被沉積、曝光、接著顯影，而創(chuàng)造出光阻圖案。當(dāng)顯影是 利用浸潤式技術(shù)進(jìn)行時(shí)，可以去離子水將顯影溶液自集成電路上移除。隨著特征尺寸變得 愈小，光阻材料對抗反射涂層(antireflective coating,ARC)或甚至是沉積在ARC上的促 黏層的黏附力，將會趨近當(dāng)干燥水的毛細(xì)力超過黏附力時(shí)的點(diǎn)。當(dāng)毛細(xì)力超過黏附力時(shí)，圖 案就會崩塌。當(dāng)圖案崩塌時(shí)，就會破壞集成電路，因?yàn)閷o法執(zhí)行使特征結(jié)構(gòu)被有效地蝕刻 到集成電路上的操作。當(dāng)光阻上已曝光的特定部分無法依需求而完全移除，因而該結(jié)構(gòu)將無法在后續(xù)蝕 刻過程中被正確地轉(zhuǎn)移到其下的材料中時(shí)，顯影光阻的進(jìn)一步問題會發(fā)生。光阻無法充分 曝光及顯影的現(xiàn)象，又被稱為“光阻毒化(resist poisoning)”。一般深信光阻敏感度的顯 著改變可能肇因于堆棧材料中的氮和/或氮化合物所產(chǎn)生的氮及氮自由基與光阻層作用 之故，因而在光阻的曝光及曝光后烘烤期間局部阻斷光酸產(chǎn)生劑的作用，造成光阻顯影后 局部改質(zhì)光阻結(jié)構(gòu)(底腳效應(yīng)，footing)。因此，亟需一種能提高光阻對集成電路黏附性及減少集成電路圖案崩塌的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明大致是關(guān)于在光阻圖案顯影過程中維持光阻與一表面間的黏附性的方法。 在一實(shí)施方式中，提供一種處理基板的方法，包括沉積一抗反射涂層到一基板的一表面 上，沉積一促黏層到該抗反射涂層上；及沉積一光阻材料到該促黏層上。在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，提供一種半導(dǎo)體基板結(jié)構(gòu)，包括一介電性基板；一非 晶型碳層，其沉積在該介電層上；一抗反射涂層，其沉積在該非晶型碳層上；一促黏層，其 沉積在該抗反射涂層上；及一光阻材料，沉積在該促黏層上。


可參照附圖及上述發(fā)明內(nèi)容與發(fā)明詳細(xì)說明，以更了解本揭示內(nèi)容所述的發(fā)明特 征。但是，需知附圖僅是為了闡述本發(fā)明的一般實(shí)施方式之用，并非用以限制本發(fā)明范疇， 因本發(fā)明涵蓋其它等效實(shí)施方式。圖1為可用來實(shí)施本發(fā)明的一設(shè)備的示意圖；圖2A至2D是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的具有光阻材料形成于其上的集成電路200 在各階段時(shí)的示意簡圖。為助于了解，如可能，使用相同組件符號指定共通于該等圖式的相同組件。應(yīng)考量 到，在一實(shí)施方式所揭露的組件可有利地利用于其它實(shí)施方式而無需特別描述。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明大致是與制造特征尺寸范圍在90納米以下的半導(dǎo)體組件有關(guān)。在本發(fā)明 一實(shí)施方式中，提供一種處理基板的方法，包括沉積一抗反射涂層(ARC)到一基板的一表 面上，沉積一有機(jī)促黏層到該ARC層上；及沉積一光阻材料到該促黏層上。可使用此方法來 改善有機(jī)膜層對無機(jī)表面的黏附性。雖然以下說明與光阻材料有關(guān)，但本發(fā)明也可使用其它的阻劑材料，例如電子束 阻劑。下面的說明也是關(guān)于特征結(jié)構(gòu)尺寸約為45納米或更小者，但是，本發(fā)明也可用在特 征結(jié)構(gòu)尺寸大于45納米者。圖1是可用來沉積ARC層(如，無氮ARC層)與有機(jī)促黏層(如，非晶型碳層)的 基板處理系統(tǒng)10的簡單示意圖。此系統(tǒng)一般包括一處理腔室100，一氣體面板130，一控制 單元110和其它硬件組件，如電源、真空泵等習(xí)知可用來制造集成電路組件的硬件組件。系 統(tǒng)10的實(shí)例包括CENTURA 系統(tǒng)、PRECISION 5000 系統(tǒng)、PRODUCER 系統(tǒng)，均可購自應(yīng)用材 料公司。處理腔室100 —般包括一支撐底座150，用來支撐一基板，例如，半導(dǎo)體基板190。 此支撐底座150 —般是通過一位移機(jī)構(gòu)160而能在腔室100內(nèi)側(cè)的一垂直方向上移動。視 特定工藝而定，可利用嵌入在底座150中的加熱組件170將基板190加熱到欲求的溫度。舉 例來說，可通過從電源106施加電流至加熱組件170上，而能電阻式地加熱底座150，進(jìn)而 加熱基板190。可在支撐底座150嵌埋入溫度感應(yīng)器172 (如，熱耦)，以通過與處理控制系 統(tǒng)(未示出)來共同監(jiān)控底座150上的溫度?？蓪狁钏x到的溫度用于回饋循環(huán)中來控 制用于加熱組件170的電源106，使得基板溫度可保持或控制在適合該特定工藝的溫度下。 或者，底座150也可使用習(xí)知的其它加熱和/或冷卻組態(tài)，例如，等離子和/或輻射加熱裝 置或冷卻通道(未示出)?？墒褂谜婵毡?02來將處理腔室100抽空，以維持腔室100內(nèi)的氣流與動態(tài)氣壓 在欲求狀態(tài)下?？赏ㄟ^底座150上方的噴頭120將處理氣體引入到腔室100內(nèi)。此噴頭 120 一般是與用來控制及提供處理順序的不同步驟所用的各種氣體的氣體面板130連接。此噴頭120和基板支撐底座150也可形成一對彼此隔開的電極。因此，當(dāng)在此兩 電極間產(chǎn)生電場時(shí)，假設(shè)此對彼此隔開的電極之間的電位足以激活并且維持等離子，則經(jīng) 由噴頭120而被引入到處理腔室100內(nèi)的處理氣體將可被點(diǎn)燃成為等離子。一般來說，RF 電源104主要是經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)連接到噴頭120上，或是視情況任選地，各自經(jīng)由個(gè)別匹配網(wǎng)
4絡(luò)(未示出)而連接到噴頭120與底座150上。等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù)一般是通過施加電場至靠近基板表面上 的反應(yīng)區(qū)，而能促進(jìn)反應(yīng)氣體的激發(fā)和/或解離，因而可在基板表面上方立即創(chuàng)造出反應(yīng) 物種的等離子。等離子中物種的反應(yīng)性可降低欲發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)所需的能量，進(jìn)而能有效 地降低這類PECVD工藝的溫度要求。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，可利用PECVD技術(shù)來沉積ARC層與有機(jī)促黏層。此述欲 沉積的層的沉積氣體可在氣體面板130的控制下被引進(jìn)到處理腔室100中。也可以一具有 調(diào)控流速的氣體經(jīng)由噴頭120而將沉積氣體引入到處理腔室內(nèi)?？赏ㄟ^一或多個(gè)質(zhì)流控制器(未示出)和諸如計(jì)算機(jī)的類的控制單元110，來執(zhí)行 經(jīng)由氣體面板130以適當(dāng)?shù)乜刂萍罢{(diào)節(jié)氣體流速的步驟。噴頭120讓來自氣體面板130的 處理氣體可均勻地分布并被引入到處理腔室100中的基板190表面附近。所繪出的控制單 元110包含中央處理器(CPU) 112、支持電路114、和各種內(nèi)存單元(包含相關(guān)控制軟件116 與處理所需的相關(guān)資料)?？刂茊卧?10負(fù)責(zé)自動化控制基板處理時(shí)所需的各種步驟，例如 基板傳送、氣流控制、溫度控制、抽空腔室、和此領(lǐng)域中所知可被電子控制器加以控制的其 它步驟。可經(jīng)由各種訊號線(如，訊號總線118，部分繪示于圖1中)來達(dá)成控制單元110 與設(shè)備10的各組件間的雙向聯(lián)通?？捎傻X或鋁來制造本發(fā)明中的加熱底座150，其包括一內(nèi)嵌式的加熱組件 170，嵌埋在底座150的基板支撐表面192下方一段距離處。加熱組件170是由封埋在 INC0L0Y 鞘管中的鎳-鉻線制成。通過適當(dāng)調(diào)整提供到加熱組件170上的電流，可使基板 190與底座150在基板制備與膜層沉積期間維持在相對穩(wěn)定的溫度范圍?？赏ㄟ^回饋控制 循環(huán)(其通過嵌埋在底座150中的溫度感應(yīng)器172來持續(xù)監(jiān)控底座150的溫度)來適當(dāng)?shù)?調(diào)整電流。經(jīng)由訊號總線118將信息傳送到控制單元110，并通過傳送必須的訊號到電源 106以做為響應(yīng)。接著也可對電源106進(jìn)行調(diào)整，以維持及控制底座150在適當(dāng)?shù)臏囟认?(即，適合特定處理所需的溫度)。因此，當(dāng)處理氣體混合物從基板190上方的噴頭120離 開時(shí)，可在基板190表面191發(fā)生碳?xì)浠衔锏腜ECVD，導(dǎo)致非晶型碳層沉積在基板190表 面上。或者，也可通過熱化學(xué)氣相沉積來沉積此非晶型碳材料。圖2A-2D是依據(jù)本發(fā)明在各處理階段中，具有光阻材料形成于其上的集成電路 200的簡單示意圖。圖2A-2D標(biāo)出一基板處理的實(shí)施方式，包括沉積一抗反射涂層(ARC)到 一基板的一表面上，沉積一有機(jī)促黏層到該ARC層上；及沉積一光阻材料到該促黏層上。如圖2A所示，集成電路200可包含基板202。一般來說，此基板202指的是任何可 于其上實(shí)施處理的工件。此基板202也可以是一大型結(jié)構(gòu)(如，淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)、晶 體管的柵極、DRAM組件、或是雙鑲嵌結(jié)構(gòu))的一部分。視特定階段之處理而定，此基板202 可對應(yīng)至一硅基板或已形成在基板上的其它材料層。舉例來說，圖2A繪示出集成電路200 的截面示圖，且此集成電路200上具有以習(xí)知方式形成的材料層204。此材料層204可以 是一種氧化物(如，SiO2)。一般來說，基板202可包括一層的硅、硅化物、金屬或其它材料。 圖2A標(biāo)出一硅基板202，具有一層二氧化硅的材料層204形成于其上?？稍诓牧蠈?04上沉積一層非晶型碳層206。在非晶型碳層的一實(shí)施方式中，層 206是由碳?xì)浠锱c惰性氣體所組成的氣體混合物，在適當(dāng)反應(yīng)條件下所生成的?？衫没?學(xué)氣相沉積法或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法來沉積出此非晶型碳層206?？捎玫姆蔷吞紝拥膶?shí)例是美商應(yīng)用材料公司所提供的APF 膜。在非晶型碳層沉積處理的一實(shí)例中，碳?xì)浠锿ㄊ紺xHy中，χ —般是在1與10之 間，且y是在2與22之間。舉例來說，可使用甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、丙烯 (C3H6)、丙炔(C3H4)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)、丁二烯(C4H6)、乙炔(C2H2)、戊烷、 戊烯、戊二烯、環(huán)戊烷、環(huán)戊二烯、苯、甲苯、α-萜烯、苯酚、異丙基甲苯(cymene)、二環(huán)庚二 烯(norbornadiene)以及其組合。可使用液態(tài)前體來沉積非晶型碳層。如果想要控制非晶 型碳層中的氫比例，也可在氣體混合物中加入各種氣體，例如氫氣、和氨氣或其組合等等。 可使用適當(dāng)?shù)亩栊詺怏w(如，Ar、He及N2)來控制有機(jī)促黏層的密度與沉積速率。—般來說，可使用以下的沉積處理參數(shù)來形成此非晶型碳層206。這些處理參數(shù) 包括約100°C至約700°C的基板溫度、約0. 5torr至約20torr的腔室壓力、約50sccm至 約50，OOOsccm的碳?xì)浠餁怏w(CxHy)流速(對12英吋的基板來說)、約0. 5ff/in2(0. 07W/ cm2)至約1 Off/in2(1. 6ff/cm2)的RF電力、約200mil至約1200mil的基板間距。視特定處 理階段，而可改變此非晶型碳層206的厚度。此非晶型碳層206的厚度可沉積至約10OA 至約20,000/\間，例如約400厶至約10，00(^間。上述的處理參數(shù)可提供約lOOA/min至 約20,ΟΟΟΑ/min的沉積速率，且可在應(yīng)用材料公司所提供的沉積腔室中的300mm基板上實(shí) 施。可利用包括美國專利第6，573，030號(2006年6月13日提申的美國專利公開案 第 11/451，916 號，標(biāo)題為 “METHODS FOR LOW TEMPERATURE DEPOSITION OF AN AMORPHOUS CARBON LAYER”)、2006年6月28日提申的美國專利公開案第11/427，324號，標(biāo)題為 "METHODS FOR DEPOSITING AN AMORPHOUS CARBON FILM WITH IMPROVED DENSITY AND STEP COVERAGE”中所述的非晶型碳沉積處理的額外處理來沉積此非晶型碳層，其內(nèi)容在此并入 做為參考。適當(dāng)?shù)姆蔷吞疾牧辖沂驹?003年4月1日核準(zhǔn)的美國專利第6，541，397號 中，其內(nèi)容在此并入做為參考，其內(nèi)文與此述的說明書及請求所述的態(tài)樣無不一致之處。可在非晶型碳層206上方沉積一層ARC層208，以抑制下方膜層的反射以及精確復(fù) 制光阻層圖案。可使用習(xí)知的各種化學(xué)氣相沉積法(如，PECVD)來將此ARC層208形成在 非晶型碳層206上。在一實(shí)施方式中，此ARC層208可為遞變型式。此ARC層208可以是 無機(jī)、不含有氮的抗反射涂層。此抗反射涂層208可以是不含氮的材料，例如碳化硅、富含 硅的氧化物(SixOy)或是氧碳化硅(Si0xHy:C)，或是含氮的材料，例如氮化硅(SixNy)、氧氮 化硅(SiNxOy)、氫化的氧氮化硅、摻雜有氮的碳化硅或摻雜有氮的氧碳化硅?？山M合使用不 含氮的材料與含氮的材料兩者來制造包括雙層ARC層的ARC層。適當(dāng)?shù)腁RC層208的實(shí)例 為美商應(yīng)用材料公司所提供的DARC 膜與DARC 193 膜。以一硅源與至少以下一來源物，包括碳源、硅源、氧源、氮源或其組合，以及視情況 任選的一惰性氣體，共同組成一氣體混合物，并由此氣體混合物產(chǎn)生等離子來形成此ARC 層208。此硅源包括硅烷、二硅烷、氯化硅烷、二氯硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、及其組 合。此硅源也可包括有機(jī)硅化合物，例如四乙氧硅烷(tetraethoxysilane，TE0S)、三乙 氧氟化娃燒(triethoxyfluorosilane, TEFS)、二乙氧甲基娃燒(diethoxymethylsilane, DEMS)、1，3，5，7-四甲基環(huán)四硅氧燒(1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, TMCTS)、二甲基二乙氧硅烷(dimethyldiethoxy si lane，DMDE)、八甲基環(huán)四硅氧烷 (octamethylcyclotetrasiloxane, 0MCTS)及其組合。碳源可以是具有CxHy通式的碳?xì)浠?，其中χ在約2至10之間且y在約2至22之間。適當(dāng)?shù)奶細(xì)浠锟蛇x自乙烷(C2H6)、 乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丙炔(C3H4)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4Hltl)、丁烯(C4H8)、丁二烯(C4H6)、 乙炔(C2H2)、戊烷、戊烯、戊二烯、環(huán)戊烷、環(huán)戊二烯、苯、甲苯、α-萜烯、苯酚、異丙基甲苯 (cymene)、二環(huán)庚二烯(norbornadiene)以及其組合?；蛘撸颂?xì)浠锟砂淄?，其?與此所述的一或多個(gè)碳?xì)浠锝M合后使用。氮源可包括氨、氮以及其組合。使用時(shí)，可組合 氮與氧源，例如將一氧化二氮(nitrous oxide)用在沉積氣體中。惰性氣體可選自氬、氦、 氖、氪、氙以及其組合。在一實(shí)施方式中，該氣體混合物包含流速在約IOsccm至約2，OOOsccm的硅烷、流 速在約IOOsccm至約30，OOOsccm的二氧化碳、流速在約Isccm至約10，OOOsccm的氦。通 過調(diào)整上述氣體的流速，可達(dá)成此ARC層208的各種光學(xué)性質(zhì)。此ARC層208的折射率可 在約1. 0至約2. 2間；且于波長小于約250nm時(shí)，其的吸收常數(shù)(k)在約0至約1. 0間，使 得其適合做為深UV光范圍下的ARC層。此ARC層208可使用單一個(gè)13. 56MHz的RF電源 或一雙頻RF電源，來產(chǎn)生等離子，其中此雙頻包括一約13. 56MHz高頻與一介于約200KHz 至約600KHz間的低頻(例如，約350KHz)。可將此ARC層208沉積至約1A至約3000A的厚度，包括約50A至約800A的厚度， 例如，約250A。在一實(shí)施方式中，非晶型碳層206與ARC層208可在一相同的系統(tǒng)或相同的處理 腔室中原位形成，而無需打斷真空狀態(tài)。除了在氧前體之后加入諸如三甲基硅烷或硅烷做為硅源的外，此原位形成的ARC 層208是在與沉積非晶型碳層206時(shí)相同的條件下形成。在沉積促黏層210之前，可先沉積一視情況任選的氧化物帽蓋層至ARC層208上 (圖中未示)。此氧化物帽蓋層的厚度可在約10A至約1，000A間，例如約50A厚。此氧化 物帽蓋層可以是氧化硅，其可由硅源(如，硅烷(SiH4))、氧源(如，二氧化碳(co2))、或是一 氧化二氮(N2O)及一視情況任選的惰性氣體(如，He)所組成的處理氣體，在單一頻率的等 離子沉積處理中形成。為了減少或防止光阻材料崩塌，可在ARC層208上沉積一層有機(jī)促黏層(APL) 210。此有機(jī)促黏層210可包括一種濕潤角大于45°的材料，例如約45°至70°之間， 例如約60°。此有機(jī)促黏材料的一實(shí)施方式可具有與光阻材料相同或類似(即，加或減 10° )的濕潤角。濕潤角是表面與一液滴間的接觸角，該角位于水平的基板表面以及液滴 邊緣處沿液滴曲線畫出的切線之間。此外，有機(jī)促黏層210可以是一種非極性材料，且在一實(shí)施方式中，可具有與光阻 材料相同或類似的非極性性質(zhì)。此外，有機(jī)促黏層210的功用有如阻障材料，可減少或消 除經(jīng)由介電材料堆棧而遷移的氮與氮自由基，因而可限制光阻暴露在氮與氮自由基下的機(jī) 會，進(jìn)而減少或消除光阻毒化的現(xiàn)象。有機(jī)促黏層210較佳是包含具有一或多個(gè)碳_碳單鍵(C-C)、一或多個(gè)碳_碳雙鍵 (C = C)或其組合的材料。一般認(rèn)為碳-碳單鍵(C-C)、一或多個(gè)碳-碳雙鍵(C = C)可與 光阻材料反應(yīng)而形成介于光阻材料與有機(jī)促黏層210之間的碳-碳化學(xué)鍵，因而可提高兩 種材料間的黏附性。此反應(yīng)可為堿(0H-)催化反應(yīng)，例如來自光阻顯影劑中的(CH3)4N+0H_。在一種實(shí)施方式中，此有機(jī)促黏層210可包含非晶型碳。有機(jī)促黏層210可由上述關(guān)于非晶型碳層206的非晶型碳沉積處理來形成。在此非晶型碳沉積處理的一實(shí)例中， 利用在處理腔室中引入碳?xì)浠衔锱c惰性氣體來形成此有機(jī)促黏層210。此碳?xì)浠衔锏?通式為CxHy，其中χ是介于約2至10間，且y是介于約2至22間，適當(dāng)?shù)奶細(xì)浠锟衫缫?烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丙炔(C3H4)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4Hltl)、丁烯(C4H8)、丁二 烯(C4H6)、乙炔(C2H2)、戊烷、戊烯、戊二烯、環(huán)戊烷、環(huán)戊二烯、苯、甲苯、α -萜烯、苯酚、異丙 基甲苯(cymene)、二環(huán)庚二烯(norbornadiene)以及其組合；且此惰性氣體可包括氬、氦、 氮以及其組合。或者，此碳?xì)浠锟砂淄椋淇膳c此所述的一或多個(gè)碳?xì)浠锝M合后使 用。此碳?xì)浠锉灰胫燎皇业牧魉倏稍诩slOOsccm至約5，OOOsccm間，且惰性氣體被引 入至腔室的流速可在約IOOsccm至約10，OOOsccm間?？稍趪婎^上施加單頻RF偏壓或是對噴頭及基板支架施加雙頻偏壓來沉積此有機(jī) 促黏層210。在單頻處理中，所施加的RF電流約為13. 56MHz，且電力在約100瓦至約2000 瓦間。此有機(jī)促黏層210的厚度在約1A至約3000A間，包括介于約5 A至約100A間，例如 約10 A至約20A間。有機(jī)促黏層210可與ARC層208、非晶型碳層206或?qū)?06及208兩者一樣于同一 腔室或同一處理系統(tǒng)中原位沉積。此原位沉積的有機(jī)促黏層210也可在關(guān)閉ARC層208的 硅源后，以與ARC層208相同的條件進(jìn)行沉積。此外，此有機(jī)促黏層可包括旋涂有機(jī)介電材料，例如聚合材料，如氟化的或非氟 化的聚(亞芳基)醚(一般習(xí)稱為FLARE 1. 0和2. 0，可購自Allied Signal Company)、 聚(亞芳基)醚(一般習(xí)稱為PAE 2-3，可購自Schumacher Company)、二乙烯硅氧苯并環(huán) 丁烷(divinyl siloxane benzocyclobutane, DVS-BCB)或是其它類似的產(chǎn)品和氣霧凝膠 (aero-gel)。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，可在ARC層208上，而非有機(jī)促黏層210上，沉積一層非 晶硅材料。此非晶硅層也可與ARC層208于相同腔室內(nèi)原位沉積。待沉積完有機(jī)促黏層210之后，可將此有機(jī)促黏層210暴露在視情況任選的促黏 材料中，例如六甲基二硅氮烷(hexamethyldisilizane，HMDS)，此為一種可將光阻材料212 與有機(jī)促黏層210彼此黏合的材料。光阻材料212可以是能在一顯影就移除的光阻材料的 圖案區(qū)中產(chǎn)生酸的化學(xué)增幅式正型光阻材料。光阻材料可包含具有碳_碳鍵的聚合型材 料，且可經(jīng)由旋涂工藝而沉積。此促黏層可與以下材料一起使用光阻材料、電子束阻擋材 料、或其它可用來改善有機(jī)膜層與無機(jī)材料或表面間的黏附性的材料。如圖2B-2C所示，光阻材料212可被圖案化曝光以創(chuàng)造出如圖2B所示的多個(gè)曝光 區(qū)216與多個(gè)未曝光區(qū)214，這些區(qū)域之后可被顯影移除，如圖2C所示。圖標(biāo)中所例舉的光 阻為曝光部份被移除的正型光阻，但需知本發(fā)明也可使用未曝光部份可被移除的負(fù)型光阻 來實(shí)施。顯影后，可利用去離子水220來移除顯影溶液并形成如圖2D所示的結(jié)構(gòu)。之后， 可于一或多個(gè)蝕刻步驟中，經(jīng)由有機(jī)促黏層210、ARC層208與非晶型碳層206來移轉(zhuǎn)由特 征結(jié)構(gòu)218所界定的圖案?！霸?in situ)”在此應(yīng)廣義地解釋成包括，但不限于，在不使材料曝露在任何可 能介入的污染環(huán)境下(例如，打斷一工具內(nèi)各處理步驟間或腔室間的真空狀態(tài))的一特定 腔室(如，等離子腔室)或一系統(tǒng)內(nèi)(如，整合型群集工具配置)。相較于將基板轉(zhuǎn)移到其 它處理腔室或區(qū)域而言，原位處理一般可使處理時(shí)間及可能污染變得最小或最少。
實(shí)施例1將非晶型碳促黏層沉積在具有由一材料層、一非晶型碳層和一 ARC層組成的堆棧 膜層的基板上。在促黏層沉積處理的一實(shí)施方式中，包括引入流速在約IOOsccm的丙烯及 流速在約2000SCCm的氦氣到溫度維持在約350°C至約400°C且壓力在約5torr的處理腔室 內(nèi)，并施加約250瓦的頻率為13. 56MHz的RF偏壓電力到離基板表面約300mil的噴頭上。 所沉積的非晶型碳促黏層的厚度約在10A至約20A間。雖然本發(fā)明已參照實(shí)施方式揭示于上，但在不悖離本發(fā)明精神范疇下，仍可對本 發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行各種改良與修飾，這些改良與修飾仍為本發(fā)明權(quán)利要求的范疇。
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權(quán)利要求
一種處理一基板的方法，包含沉積一抗反射涂層到該基板的一表面上；沉積一有機(jī)促黏層到該抗反射涂層上；及沉積一光阻材料到該有機(jī)促黏層上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該抗反射涂層包含一介電性抗反射材料，其是選自 由富含硅的氧化物、氮化硅、氧氮化硅、碳化硅、氧碳化硅、摻雜有氮的碳化硅、摻雜有氮的 氧碳化硅及其組合所組成的群組中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該有機(jī)促黏層包含一種非晶型碳材料。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該基板表面更包含一非晶型碳層且該抗反射涂層是 沉積在該非晶型碳層上。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，更包含在沉積該有機(jī)促黏層之前，先沉積一層氧化物帽 蓋層到該抗反射涂層上。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該有機(jī)促黏層是以等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法沉積 一種碳?xì)浠锴绑w而沉積的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，更包含在沉積該光阻材料前，先將該有機(jī)促黏層暴露到 六甲基二硅氮烷下。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該有機(jī)促黏層具有一碳_碳單鍵、一碳_碳雙鍵、或其組合。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該抗反射涂層與該有機(jī)促黏層是原位沉積在相同的 處理腔室或處理系統(tǒng)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，更包含在在沉積該光阻材料前，先將該有機(jī)促黏層暴露 到六甲基二硅氮烷下。
11.一種半導(dǎo)體基板結(jié)構(gòu)，包含 一介電性基板；一非晶型碳層，其沉積在該介電性層上； 一抗反射涂層，其沉積在該非晶型碳層上 一有機(jī)促黏層，其沉積在該抗反射涂層上；及 一光阻材料，其沉積在該有機(jī)促黏層上。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體基板結(jié)構(gòu)，更包含一種六甲基二硅氮烷材料，形成在 該有機(jī)促黏層與該光阻材料之間。
13.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體基板結(jié)構(gòu)，其中該有機(jī)促黏層包含一種非晶型碳材料。
14.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體基板結(jié)構(gòu)，更包含一層配置在該抗反射性涂層與該有 機(jī)促黏層之間的氧化物帽蓋層。
15.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體基板結(jié)構(gòu)，其中該有機(jī)促黏層具有一碳-碳單鍵、一 碳-碳雙鍵、或其組合。
全文摘要
在此揭示用來制造具有范圍在90納米以下的特征結(jié)構(gòu)尺寸的半導(dǎo)體組件的方法及結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，揭示一種用來處理基板的方法，包括沉積一抗反射涂層到一基板的一表面上，沉積一促黏層到該抗反射涂層上；及沉積一光阻材料到該促黏層上。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，揭示一種半導(dǎo)體基板結(jié)構(gòu)，包括一介電性基板；一非晶型碳層，其沉積在該介電層上；一抗反射涂層，其沉積在該非晶型碳層上；一促黏層，其沉積在該抗反射涂層上；及一光阻材料，其沉積在該促黏層上。
文檔編號G03F7/00GK101939818SQ200980104622
公開日2011年1月5日 申請日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者B·H·金, E·K·金, F·C·斯米特, M·J·希蒙斯, S·拉斯 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司