CN111005006A 通过peald使用氮气沉积氧化物膜的方法 （Asm Ip控股有限公司）

本申请公开了一种通过PEALD使用氮气沉积层沉积(PEALD)将氧化物膜沉积在所述模板上，2(ii)使用氮气作为运载气体并且还作为稀释气体，通过等离子体增强原子层沉积(PEALD)将氧化物膜沉积在所述模板上，由此用所述氧化物膜完全覆盖所述模板和所述图(iii)蚀刻所述氧化物膜覆盖的模板以去除所述氧化物膜和所述图案化结构的非所需4.根据权利要求3所述的方法，其中所述运载气体和所述稀释气体各自在整个步骤6.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(ii)中使用的氧化气体是选自由以下组成。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述氧化气体在整个步骤(ii)中以10sccm至8.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(ii)中使用的氧化气体的流动速率与步骤9.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(ii)中12.根据权利要求11所述的方法，其中步骤(ii)中形成的所述氧化物膜由氧化硅或金13.根据权利要求1所述的方法，其中所述图案化结构由聚合物抗蚀剂和/或碳硬掩模3[0001]本发明大体上涉及一种通过等离子体增强原子层沉积(PEALD)在底层上沉积氧法应用于图案化工艺，例如通过间隔物界定双重图案化(SDDP)或间隔物界定四重图案化2膜的常规PEALD使用Ar[0003]对与相关技术有关的问题和解决方案的任何论述都只是出于提供本发明背景的[0004]本发明的一些实施例提供了一种通过减少沉积工艺的不良影响(例如蚀刻有机材料)来抑制用有机材料(例如光致抗蚀剂)形成的图案的尺寸减小，同时在所述有机材料合物的等离子体已用于沉积绝缘膜。一些实施例的特征在于使用N2代替Ar(其中所有Ar气过添加O2至N2以同时产生N2等离子体和O2等离子体(N2/O2等离子体)，且将暴露于等离子体所述持续时间足够长以致使氧化形成氧化物膜但足够短而不致使氮化形成氮化物膜的方[0006]一些实施例提供在通过用于SDxP图案化的PEALD形成绝缘膜的工艺中形成氧化物4[0010]D)RF功率低至100W或更低(当使用电极用于导电耦合等离子体CCP时就300mm晶片[0016]图1A是可用于本发明的一个实施例中的用于沉积电介质膜的PEALD(等离子体增[0017]图1B示出了可用于本发明的一个实施例中的使用流通系统(FPS)的前体供应系[0018]图2示出了间隔物界定双重图案化(SDDP)的理想步骤的示意图，其中模板在(a1)[0020]图4是根据参考实例1示出等离子体气体类型与光致抗蚀剂蚀刻量之间的关系的[0021]图5是示出通过在比较实例1中使用Ar/O2等离子体获得的SiO膜的特性和通过在[0022]图6是示出参考实例2中的光致抗蚀剂损坏与用于在光致抗蚀剂上沉积SiO膜的等5[0024]图8是根据本发明的一个实施例的使用间隔界定双重图案化(SDDP)的图案转移本公开中，通过喷头引入反应室中的工艺气体可以包含含硅和/或粗粉的前体和添加剂气气体可作为运载气体和/或稀释气体馈送到反应室。前体和添加剂气体可作为混合气体或有某些特征的离散单个膜或层构成或由多个膜或层构成，并且相邻膜或层之间的边界可以因此变量的任何两个数字可构成变量的可工作范围，且所指示的任何范围可包括或排除端必排除普通和惯用含义。6有气体(如Ar)被用作或添加到运载气体和/或稀释气体，则底层可能通过Ar等离子体的溅222[0034]在一些实施例中，氧化气体在整个步骤(ii)中以10sccm至1000sccm、优选地隔物可使用光致抗蚀剂图案或使用光致抗蚀剂图案化的硬掩模作为预图案化特征(心轴)的美国申请第15/489,660号、2017年12月5日提交的美国申请第15/832,188号和美国专利[0042]图2示出了间隔物界定双重图案化(SDDP)的理想步骤的示意图，其中模板在(a1)7剂35和旋涂硬掩模34的材料(芯部分中的材料)，由此从保形氧化物膜33形成竖直间隔物合作为运载气体(和/或稀释气体)，即使在通过PEALD沉积氧化物膜时也可使CD变化最小[0045]运载气体的连续流动可以使用流通系统(FPS)实现，其中运载气体管线具备具有1B示出了根据本发明一个实施例的使用流通系统(FPS)的前体供应系统(黑色阀指示阀是8[0050]在本公开中，用于300mm晶片的任何指示的RF功率可以被转换为W/9厚度在约100nm至约500nm、优选地约100nm至约200nm范围内，图案化结构之间的距离(间[0054]在本公开中，用于300mm晶片的任何指示的RF功率可以被转换为W/[0055]图8是根据本发明的一个实施例的使用间隔界定双重图案化(SDDP)的图案转移和目标蚀刻的示意图，其中硅/金属氧化物膜用作竖直间隔物以将图案从第一模板转移至蚀剂图案93以使得可以在步骤(b)中在光致抗蚀剂图案中蚀刻第一模板/硬掩模91，步骤掩模92)可以通过本文公开的任何方法或其等效物或通过脉冲蚀剂图案的截面的STEM照片或通过测量步骤(c)中线宽的增加，可以看到或确认上述现象条件下沉积相同层的情况下的所述现象。当以使用氮/氧等离子体的上述沉积步骤的形式体(如果有的话)以及前体气体和蚀刻剂气体通过气体管线21和气体管线22(其它气体管线送室5具备密封气体管线24以将密封气体通过传送室5的内部16(传送区)引入到反应室3的流量与前体气体的流量的系统(在前面描述)可以用于引入呈脉冲形式的前体气体而基本[0060]在一些实施例中，可以使用双室反应器(用于加工彼此靠近安置的晶片的两个部分或隔室)，其中反应气体和稀有气体可以通过共享管线供应而前体气体通过未共享管线[0064]光致抗蚀剂层(由例如设计用于氟化氩激光(ArF)光刻的酚醛清漆构成的毯覆式至N2等离子体时也观察到以上有利作用，即，与暴露于Ar/O2等离子体和He/O2等离子体相[0069]通过在下表3所示的条件下，在具有图1B中所示的流通系[0073]如图5所示，通过使用N2/O2等离子体的PEALD沉积的氧化硅膜(“N2/O2PEALD上文显示了即使在通过N2完全替换Ar时也可通过PEALD沉积氧化硅膜(图1B中示出的瓶流[0076]氧化硅膜分别以与参考实例2中类似的方式在下表4中所示的条件下沉积于衬底[0081]以类似于参考实例1的方式在300mm衬底上形成光致抗蚀剂层(毯覆式光致抗蚀等离子体，接着进行湿式蚀刻之后的层厚度减小来评估对光致抗蚀剂层的等离子体损害。抗蚀剂层的衬底在不暴露于任何等离子体的情况下进行湿式蚀刻的样品。结果显示于图6示N2等离子体基本上不会对基于碳的层，如碳硬掩模和光致抗蚀剂造成损害。这表明通过离子体在碳硬掩模或光致抗蚀剂图案上以间隔物形式沉积氧化物膜时，可在不降低CD的情[0084]通过光刻制备具有光致抗蚀剂图案(ArF抗蚀剂)的300mm衬底，其具有50nm的宽的PEALD将氧化硅膜沉积在衬底上，以用SiO膜完全覆盖光致抗蚀剂和衬底的暴露顶表面。[0087]随后，对SiO膜进行蚀刻(各向异性蚀刻)以去除SiO膜和光致抗蚀剂的非所需部