DE102021101492A1 - Herstellungsverfahren einer halbleitervorrichtung - Google Patents

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Yi-Chen Kuo
Jia-Lin WEI
Ming-Hui Weng
Yen-Yu Chen
Jr-Hung Li
Yahru CHENG
Chi-Ming Yang
Tze-Liang Lee
Ching-Yu Chang
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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung umfasst das Bilden einer Photoresistschicht über einem Substrat. Das Bilden einer Photoresistschicht umfasst das Kombinieren eines ersten Vorläufers und eines zweiten Vorläufers im Dampfzustand, um ein Photoresistmaterial zu bilden, wobei der erste Vorläufer ein Organometall mit folgender Formel ist: MaRbXc, wobei M mindestens eines von Sn, Bi, Sb, In, Te, Ti, Zr, Hf, V, Co, Mo, W, Al, Ga, Si, Ge, P, As, Y, La, Ce und Lu ist; R eine substituierte oder nicht-substituierte Alkyl-, Alkenyl- oder Carboxylatgruppe ist; X eine Halogenid- oder Sulfonatgruppe ist; und 1 ≤ a ≤ 2, b ≥ 1, c ≥ 1, und b + c ≤ 5. Der zweite Vorläufer ist mindestens eines von einem Amin, einem Boran und einem Phosphin. Das Bilden der Photoresistschicht umfasst das Abscheiden von Photoresistmaterial auf dem Substrat. Die Photoresistschicht wird selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet, um eine latente Struktur zu bilden, und die latente Struktur wird durch Auftragen von Entwickler auf die selektiv belichtete Photoresistschicht entwickelt, um eine Struktur zu bilden.

Description

  • VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung 63/002,247 , eingereicht am 30. März 2020, und der vorläufigen US-Patentanmeldung 63/025,957 , eingereicht am 15. Mai 2020, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND
  • Da die Endgeräte-Elektronik mit dem Wunsch der Verbraucher immer kleiner geworden ist, sind auch die einzelnen Komponenten dieser Geräte zwangsläufig kleiner geworden. Halbleitervorrichtungen, die eine Hauptkomponente von Geräten wie zum Beispiel Mobiltelefonen, Computer-Tablets und dergleichen ausmachen, mussten immer kleiner werden, was wiederum dafür gesorgt hat, dass die einzelnen Vorrichtungen (zum Beispiel Transistoren, Widerstände, Kondensatoren usw.) innerhalb der Halbleitervorrichtungen ebenfalls immer kleiner wurden.
  • Eine Grundlagentechnologie, die in den Herstellungsprozessen von Halbleitervorrichtungen eingesetzt wird, ist die Verwendung photolithografischer Materialien. Solche Materialien werden auf eine Oberfläche einer zu strukturierenden Schicht aufgetragen und dann einer Energie ausgesetzt, die selbst strukturiert wurde. Eine solche Belichtung modifiziert die chemischen und physikalischen Eigenschaften der belichteten Regionen des lichtempfindlichen Materials. Diese Modifizierung, zusammen mit der fehlenden Modifizierung in Regionen des lichtempfindlichen Materials, die nicht belichtet wurden, kann genutzt werden, um eine Region zu entfernen, ohne die anderen zu entfernen.
  • Da die einzelnen Vorrichtungen allerdings immer kleiner geworden sind, sind die Prozessfenster für die photolithografische Verarbeitung immer enger geworden. Insofern sind Fortschritte auf dem Gebiet der photolithografischen Verarbeitung notwendig, um die Fähigkeit zur Verkleinerung der Vorrichtungen beizubehalten, und es sind weitere Verbesserungen erforderlich, um die gewünschten Designkriterien zu erfüllen, so dass der Trend hin zu immer kleinerer Komponenten beibehalten werden kann.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Offenbarung wird am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren verstanden. Es wird darauf hingewiesen, dass gemäß der branchenüblichen Praxis verschiedene Strukturelemente nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind und allein veranschaulichenden Zwecken dienen. Die Abmessungen der verschiedenen Strukturelemente können vielmehr im Interesse der Übersichtlichkeit der Besprechung nach Bedarf vergrößert oder verkleinert sein.
    • 1 veranschaulicht einen Prozessfluss zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 2 zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 3A und 3B zeigen eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 4A und 4B zeigen eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 5 zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 6 zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 7 zeigt metallorganische Vorläufer gemäß Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 8 zeigt eine Vorrichtung zur Abscheidung von Photoresist gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung.
    • 9 zeigt eine Reaktion, die die Photoresistschicht infolge der Einwirkung von aktinischer Strahlung und Erwärmung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung durchläuft.
    • 10 zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 11-A und 11B zeigen eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 12A und 12B zeigen eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 13 zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 14 zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 15 zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 16A zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung, und 16B zeigt eine Reaktion, die die Photoresistschicht während der Prozessstufe durchläuft.
    • 17 zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 18 zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
    • 19A zeigt eine Prozessstufe einer sequenziellen Operation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. 19B zeigt eine detaillierte Ansicht von 19A. 19C zeigt eine Reaktion, die der metallorganische Vorläufer durchläuft.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es versteht sich, dass die folgende Offenbarung viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale der Offenbarung bereitstellt. Im Folgenden werden konkrete Ausführungsformen oder Beispiele von Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich nur Beispiele und dienen nicht der Einschränkung. Zum Beispiel sind Abmessungen von Elementen nicht auf den offenbarten Bereich oder die offenbarten Werte beschränkt, sondern können von den Prozessbedingungen und/oder gewünschten Eigenschaften der Vorrichtung abhängen. Darüber hinaus kann die Ausbildung eines ersten Strukturelements über oder auf einem zweiten Strukturelement in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen enthalten, bei denen die ersten und zweiten Strukturelemente in direktem Kontakt ausgebildet werden, und können auch Ausführungsformen enthalten, bei denen weitere Strukturelemente zwischen den ersten und zweiten Strukturelementen ausgebildet sein können, so dass die ersten und zweiten Strukturelemente möglicherweise nicht in direktem Kontakt stehen. Verschiedene Merkmale können aus Gründen der Einfachheit und Klarheit willkürlich in verschiedenen Maßstäben gezeichnet sein.
  • Des Weiteren können räumlich relative Begriffe, wie zum Beispiel „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „oberhalb“, „oberer“ und dergleichen, im vorliegenden Text zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren veranschaulicht, zu beschreiben. Die räumlich relativen Begriffe sollen auch andere Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb neben der in den Figuren gezeigten Ausrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht, oder sonstige Ausrichtungen), und die im vorliegenden Text verwendeten räumlich relativen Deskriptoren können ebenfalls entsprechend interpretiert werden. Außerdem kann der Begriff „hergestellt aus“ entweder „umfasst“ oder „besteht aus“ bedeuten.
  • In dem Maße, wie die Halbleiterindustrie im Bemühen um eine höhere Vorrichtungsdichte, höhere Leistung und geringere Kosten in den Bereich der Nanometertechnologieprozessknoten vorgedrungen ist, sind Herausforderungen im Zusammenhang mit der Verkleinerung von Halbleitervorrichtungen entstanden. Die Extrem-Ultraviolett-Lithografie (EUVL) ist entwickelt worden, um kleinere Strukturelemente in Halbleitervorrichtungen zu bilden und die Dichte von Vorrichtungen auf einem Halbleiterwafer zu erhöhen. Um die EUVL zu verbessern, ist eine Erhöhung des Wafer-Belichtungsdurchsatzes wünschenswert. Der Wafer-Belichtungsdurchsatz kann durch eine höhere Belichtungsleistung oder eine höhere Resist-Belichtungsgeschwindigkeit (Empfindlichkeit) verbessert werden.
  • Metallhaltige Photoresiste werden in der Extrem-Ultraviolett (EUV)-Lithografie eingesetzt, weil Metalle ein hohes Absorptionsvermögen für extrem-ultraviolette Strahlung besitzen und somit die Resist-Belichtungsgeschwindigkeit erhöhen. Metallhaltige Photoresistschichten können jedoch während der Verarbeitung ausgasen, was dazu führen kann, dass sich die Qualität der Photoresistschicht im Laufe der Zeit verändert und dass Verunreinigungen entstehen, wodurch die Lithografieleistung beeinträchtigt wird und Defekte zunehmen.
  • Außerdem kann eine ungleichmäßige Belichtung des Photoresists, insbesondere in tieferen Abschnitten der Photoresistschicht, zu einem ungleichmäßigen Vernetzungsgrad des Photoresists führen. Die ungleichmäßige Belichtung resultiert daraus, dass eine geringere Menge an Lichtenergie die unteren Abschnitte der Photoresistschicht erreicht. Die ungleichmäßige Belichtung kann zu einer schlechten Linienbreitenrauigkeit (Line Width Roughness, LWR) führen, wodurch die Bildung eines geraden Randresistprofils verhindert wird.
  • Weil die bei der Bildung und Entwicklung lösemittelbasierter Photoresiste verwendeten Lösemittel giftig sein können, ist des Weiteren ein umweltfreundlicherer Prozess der Bildung einer Photoresistschicht und der anschließenden Strukturbildung ohne Verwendung giftiger Lösemittel wünschenswert.
  • Des Weiteren werden bei einem Schleuderbeschichtungsprozess möglicherweise nur 2 - 5 % des auf das Substrat aufgetragenen Materials verwendet, während die restlichen 95 - 98 % während der Schleuderbeschichtungsoperation heruntergeschleudert werden. Eine Photoresist-Abscheidungsoperation mit einem hohen Grad an Materialausnutzung ist wünschenswert.
  • Des Weiteren ist die Dichte der schleuderbeschichteten Photoresistfilme möglicherweise nicht gleichmäßig. In einigen Abschnitten kann es zu einer Aggregation des Photoresistfilms kommen.
  • Außerdem sind Photoresistschicht-Bildungs- und Strukturierungsoperationen wünschenswert, die eine Metallkontaminierung der Verarbeitungskammern und der Substrathandhabungsausrüstung durch die Metalle in metallhaltigen Photoresisten wesentlich reduzieren oder verhindern.
  • In Ausführungsformen der Offenbarung werden die oben genannten Probleme durch Abscheiden eines Photoresists auf einem Substrat durch eine Gasphasenabscheidungsoperation, einschließlich Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition, ALD) oder chemischer Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) des Photoresistmaterials, gelöst. Photoresistschichten, die durch einen Dampfphasenabscheidungsoperation gemäß Ausführungsformen der Offenbarung abgeschieden werden, erbringen Photoresistschichten, die eine eine steuerbare Schichtdicke und eine hohe Filmgleichmäßigkeit und -dichte über einen großen Abscheidungsbereich aufweisen. Darüber hinaus umfassen Ausführungsformen der Offenbarung die Bildung von Schichten aus lösemittelfreien Photoresist, wodurch ein umweltfreundlicherer Prozess bereitgestellt wird. Darüber hinaus ist die Photoresistabscheidungsoperation ein Ein-Topf-Verfahren (das heißt, es wird in einer einzigen Kammer durchgeführt), wodurch die Herstellungseffizienz erhöht wird und die Metallkontaminierung der Prozesskammern begrenzt oder verhindert wird.
  • 1 veranschaulicht einen Prozessfluss 100 zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. In einigen Ausführungsformen wird in Operation S110 ein Resist auf eine Oberfläche einer zu strukturierenden Schicht oder eines Substrats 10 aufbeschichtet, um eine Resistschicht 15 zu bilden, wie in 2 gezeigt. In einigen Ausführungsformen ist der Resist ein metallhaltiger Photoresist, der durch CVD oder ALD gebildet wird. In einigen Ausführungsformen wird die Resistschicht 15 nach ihrer Abscheidung einer ersten Erwärmungsoperation S120 unterzogen. In einigen Ausführungsformen wird die Resistschicht etwa 10 Sekunden bis etwa 10 Minuten lang auf eine Temperatur zwischen etwa 40 °C und etwa 120 °C erhitzt.
  • Nach der optionalen ersten Erwärmungsoperation S120 oder der Resistabscheidungsoperation S110 wird die Photoresistschicht 15 in Operation S130 selektiv aktinischer Strahlung 45/97 ausgesetzt (siehe 3A und 3B). In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 selektiv oder strukturweise ultravioletter Strahlung ausgesetzt. In einigen Ausführungsformen ist die ultraviolette Strahlung tief-ultraviolette (Deep Ultraviolet, DUV) Strahlung. In einigen Ausführungsformen ist die ultraviolette Strahlung extrem-ultraviolette (Extreme Ultraviolet, EUV) Strahlung. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht selektiv oder strukturweise einem Elektronenstrahl ausgesetzt.
  • Wie in 3A gezeigt, passiert die Belichtungsstrahlung 45 in einigen Ausführungsformen eine Photomaske 30, bevor sie die Photoresistschicht 15 bestrahlt. In einigen Ausführungsformen weist die Photomaske ein Struktur auf, die in der Photoresistschicht 15 repliziert werden soll. Die Struktur wird in einigen Ausführungsformen durch eine opake Struktur 35 auf dem Photomaskensubstrat 40 gebildet. Die opake Struktur 35 kann aus einem für ultraviolette Strahlung opaken Material, wie zum Beispiel Chrom, gebildet werden, während das Photomaskensubstrat 40 aus einem für ultraviolette Strahlung durchlässigen Material, wie zum Beispiel Quarzglas, gebildet wird.
  • In einigen Ausführungsformen wird die selektive oder strukturweise Belichtung der Photoresistschicht 15 zum Bilden belichteter Regionen 50 und nicht-belichteter Regionen 52 mittels Extrem-Ultraviolett-Lithografie durchgeführt. Bei der Extrem-Ultraviolett-Lithografie-Operation wird in einigen Ausführungsformen eine reflektierende Photomaske 65 verwendet, um das strukturierte Belichtungslicht zu bilden, wie in 3B gezeigt. Die reflektierende Photomaske 65 umfasst ein Glassubstrat 70 mit geringer Wärmeausdehnung, auf dem eine reflektierende Multischicht 75 aus Si und Mo gebildet wird. Eine Kappschicht 80 und eine Absorberschicht 85 werden auf der reflektierenden Multischicht 75 gebildet. Auf der Rückseite des Substrats 70 mit geringer Wärmeausdehnung wird eine rückseitige leitfähige Schicht 90 gebildet. Extrem-ultraviolette Strahlung 95 wird unter einem Einfallswinkel von etwa 6° auf die reflektierende Photomaske 65 gerichtet. Ein Teil 97 der extrem-ultravioletten Strahlung wird durch die Si/Mo-Multischicht 75 in Richtung des photoresistbeschichteten Substrats 10 reflektiert, während der Teil der extrem-ultravioletten Strahlung, der auf die Absorberschicht 85 trifft, durch die Photomaske absorbiert wird. In einigen Ausführungsformen wird zusätzliche Optik, wie zum Beispiel Spiegel, zwischen der reflektierenden Photomaske 65 und dem photoresistbeschichteten Substrat angeordnet.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Bestrahlung ausgeführt, indem das photoresistbeschichtete Substrat in ein Photolithografie-Werkzeug gelegt wird. Das Photolithografie-Werkzeug umfasst eine Photomaske 30/65, eine Optik, eine Belichtungsstrahlungsquelle, um die Strahlung 45/97 für die Belichtung bereitzustellen, und einen beweglichen Tisch zum Stützen und Bewegen des Substrats unter der Belichtungsstrahlung.
  • In einigen Ausführungsformen werden Optiken (nicht gezeigt) in dem Photolithografie-Werkzeug verwendet, um die Strahlung zu erweitern, zu reflektieren oder anderweitig zu steuern, bevor oder nachdem die Strahlung 45/97 durch die Photomaske 30/65 strukturiert wird. In einigen Ausführungsformen umfasst die Optik eine oder mehrere Linsen, Spiegel, Filter und Kombinationen davon, um die Strahlung 45/97 entlang ihres Pfades zu steuern.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Strahlung elektromagnetische Strahlung, wie zum Beispiel g-Linie (Wellenlänge von etwa 436 nm), i-Linie (Wellenlänge von etwa 365 nm), ultraviolette Strahlung, weit-ultraviolette Strahlung, extrem-ultraviolett, Elektronenstrahlen oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen ist die Strahlungsquelle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Quecksilberdampflampe, einer Xenonlampe, einer Kohlebogenlampe, einem KrF-Excimer-Laserlicht (Wellenlänge von 248 nm), einem ArF-Excimer-Laserlicht (Wellenlänge von 193 nm), einem F2-Excimer-Laserlicht (Wellenlänge von 157 nm) oder einem CO2-Laser-angeregten Sn-Plasma (extrem-ultraviolett, Wellenlänge von 13,5 nm).
  • Die Menge an elektromagnetischer Strahlung kann durch eine Fluenz oder Dosis charakterisiert werden, die sich aus dem integrierten Strahlungsfluss über die Belichtungsdauer ergibt. Geeignete Strahlungsfluenzen reichen in einigen Ausführungsformen von etwa 1 mJ/cm2 bis etwa 150 mJ/cm2, in anderen Ausführungsformen von etwa 2 mJ/cm2 bis etwa 100 mJ/cm2, und in anderen Ausführungsformen von etwa 3 mJ/cm2 bis etwa 50 mJ/cm2. Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass noch weitere Bereiche von Strahlungsfluenzen innerhalb der oben genannten expliziten Bereiche in Betracht gezogen werden und im Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung liegen.
  • In einigen Ausführungsformen erfolgt die selektive oder strukturweise Belichtung mit einem Rasterelektronenstrahl. Bei der Elektronenstrahllithografie induziert der Elektronenstrahl Sekundärelektronen, die das bestrahlte Material modifizieren. Mittels Elektronenstrahllithografie und der im vorliegenden Text offenbarten metallhaltigen Resiste kann eine hohe Auflösung erreicht werden. Elektronenstrahlen können durch die Energie des Strahls charakterisiert werden, und geeignete Energien reichen in einigen Ausführungsformen von etwa 5 V bis etwa 200 kV (Kilovolt) und in anderen Ausführungsformen von etwa 7,5 V bis etwa 100 kV. Nähekorrigierte Strahldosen bei 30 kV reichen in einigen Ausführungsformen von etwa 0,1 µC/cm2 bis etwa 5 µC/cm2, in anderen Ausführungsformen von etwa 0,5 µC/cm2 bis etwa 1 µC/cm2 und in anderen Ausführungsformen von etwa 1 µC/cm2 bis etwa 100 µC/cm2. Der Durchschnittsfachmann kann entsprechende Dosen bei anderen Strahlenergien auf der Grundlage der im vorliegenden Text beschriebenen Lehren berechnen und erkennt, dass noch weitere Bereiche von Elektronenstrahleigenschaften innerhalb der oben beschriebenen expliziten Bereiche in Betracht gezogen werden und im Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung liegen.
  • Die Region der Photoresistschicht, die der Strahlung 50 ausgesetzt ist, durchläuft eine chemische Reaktion, wodurch sich ihre Bereitschaft, sich in einer anschließenden Entwicklungsoperation S150 entfernen zu lassen, ändert. In einigen Ausführungsformen durchläuft der Abschnitt der Photoresistschicht, der der Strahlung 50 ausgesetzt ist, eine Reaktion, wodurch sich der belichtete Abschnitt während der Entwicklungsoperation S150 leichter entfernen lässt. In anderen Ausführungsformen durchläuft der Abschnitt der Photoresistschicht, der der Strahlung 50 ausgesetzt ist, eine Reaktion, die den belichteten Abschnitt gegen das Entfernen während der Entwicklungsoperation S150 resistent macht.
  • Als Nächstes wird die Photoresistschicht 15 in Operation S140 einer zweiten Erwärmung oder einem Brennen nach dem Belichten (Post-Exposure Bake, PEB) unterzogen. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 etwa 20 Sekunden bis etwa 120 Sekunden lang auf eine Temperatur von etwa 50 °C bis etwa 250 °C erwärmt. In einigen Ausführungsformen wird das Brennen nach dem Belichten bei einer Temperatur im Bereich von etwa 100 °C bis etwa 230 °C ausgeführt, in anderen Ausführungsformen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 150 °C bis etwa 200 °C. In einigen Ausführungsformen bewirkt die Brennoperation S140 nach dem Belichten, dass das Reaktionsprodukt der ersten Verbindung oder des ersten Vorläufers und der zweiten Verbindung oder des zweiten Vorläufers vernetzt wird.
  • Die selektiv belichtete Photoresistschicht wird anschließend in Operation S150 entwickelt. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 durch Auftragen eines lösemittelbasierten Entwicklers 57 auf die selektiv belichtete Photoresistschicht entwickelt. Wie in 4A gezeigt, wird ein flüssiger Entwickler 57 von einer Ausgabevorrichtung 62 auf die Photoresistschicht 15 aufgebracht. In einigen Ausführungsformen durchlaufen die belichteten Abschnitte 50 des Photoresists eine Vernetzungsreaktion infolge der Belichtung mit aktinischer Strahlung oder des Brennens nach dem Belichten, und der nicht-belichte Abschnitt der Photoresistschicht 52 wird durch den Entwickler 57 entfernt, wodurch ein Struktur aus Öffnungen 55 in der Photoresistschicht 15 gebildet wird, um das Substrat 20 freizulegen, wie in 5 gezeigt.
  • In einigen Ausführungsformen enthält der Photoresistentwickler 57 ein Lösemittel und eine Säure oder eine Base. In einigen Ausführungsformen beträgt die Konzentration des Lösemittels von etwa 60 Gew.-% bis etwa 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Photoresistentwicklers. Die Säure- oder Basenkonzentration reicht von etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Photoresistentwicklers. In bestimmten Ausführungsformen beträgt die Säure- oder Basenkonzentration in dem Entwickler von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Photoresistentwicklers.
  • In einigen Ausführungsformen wird der Entwickler 57 mittels eines Aufschleuderprozesses auf die Photoresistschicht 15 aufgetragen. In dem Aufschleuderprozess wird der Entwickler 57 von oben her auf die Photoresistschicht 15 aufgetragen, während das photoresistbeschichtete Substrat gedreht wird, wie in 4A gezeigt. In einigen Ausführungsformen wird der Entwickler 57 mit einer Rate zwischen etwa 5 ml/min und etwa 800 ml/min zugeführt, während das photoresistbeschichtete Substrat 10 mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 100 U/min und etwa 2000 U/min gedreht wird. In einigen Ausführungsformen hat der Entwickler eine Temperatur zwischen etwa 10 °C und etwa 80 °C. Die Entwicklungsoperation dauert in einigen Ausführungsformen zwischen etwa 30 Sekunden und etwa 10 Minuten.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Entwickler 57 ein organisches Lösemittel. Das organische Lösemittel kann jedes geeignete Lösemittel sein. In einigen Ausführungsformen ist das Lösemittel eines oder mehrere, die ausgewählt sind aus: Propylenglykolmethyletheracetat (PGMEA), Propylenglykolmonomethylether (PGME), 1-Ethoxy-2-propanol (PGEE), y-Butyrolacton (GBL), Cyclohexanon (CHN), Ethyllactat (EL), Methanol, Ethanol, Propanol, n-Butanol, 4-Methyl-2-pentanol, Aceton, Methylethylketon, Dimethylformamid (DMF), Isopropanol (IPA), Tetrahydrofuran (THF), Methylisobutylcarbinol (MIBC), n-Butylacetat (nBA), 2-Heptanon (MAK), Tetrahydrofuran (THF), und Dioxan.
  • Die Aufschleuderoperation ist zwar ein konkretes geeignetes Verfahren zum Entwickeln der Photoresistschicht 15 nach dem Belichten; sie soll aber nur der Veranschaulichung dienen und die Ausführungsform nicht einschränken. Vielmehr können alternativ beliebige geeignete Entwicklungsoperationen verwendet werden, einschließlich Tauchprozesse, Pfützenprozesse und Aufsprühverfahren. Alle derartigen Entwicklungsoperationen sind im Geltungsbereich der Ausführungsformen enthalten.
  • In einigen Ausführungsformen wird ein Trockenentwickler 105 auf die selektiv belichte Photoresistschicht 15 aufgebracht, wie in 4B gezeigt. In einigen Ausführungsformen ist der Trockenentwickler 105 ein Plasma oder ein chemischer Dampf, und die Trockenentwicklungsoperation S150 ist eine Plasmaätz- oder chemische Ätzoperation. Die Trockenentwicklung nutzt die Unterschiede in Bezug auf die Zusammensetzung, das Ausmaß der Vernetzung und die Filmdichte, um selektiv die gewünschten Abschnitte des Resists zu entfernen. In einigen Ausführungsformen verwenden die Trockenentwicklungsprozesse entweder ein schonendes Plasma (hoher Druck, niedrige Leistung) oder einen thermischen Prozess in einer erwärmten Vakuumkammer, während eine Trockenentwicklungschemikalie wie zum Beispiel BCl3, BF3 oder eine andere Lewis-Säure im Dampfzustand einströmt. In einigen Ausführungsformen entfernt das BCl3 das nicht-belichtete Material und hinterlässt eine Struktur des belichteten Films, das durch plasmabasierte Ätzprozesse in die darunter liegenden Schichten transferiert wird.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst die Trockenentwicklung Plasmaprozesse, einschließlich transformatorgekoppeltes Plasma (TCP), induktiv gekoppeltes Plasma (ICP) oder kapazitiv gekoppeltes Plasma (CCP). In einigen Ausführungsformen wird der Plasmaprozess bei einem Druck im Bereich von etwa 5 mTorr bis zu einem Druck von etwa 20 mTorr, bei einer Leistung von etwa 250 W bis etwa 1000 W, einer Temperatur im Bereich von etwa 0 °C bis etwa 300 °C, und einer Strömungsrate von etwa 100 bis etwa 1000 sccm etwa 1 bis etwa 3000 Sekunden lang ausgeführt.
  • Nach der Entwicklungsoperation wird eine zusätzliche Verarbeitung ausgeführt, während die strukturierte Photoresistschicht 50 an ihrem Platz ist. Zum Beispiel wird in einigen Ausführungsformen eine Ätzoperation unter Verwendung von Trocken- oder Nassätzen ausgeführt, um die Struktur der Photoresistschicht 50 auf das darunter liegende Substrat 10 zu transferieren, wodurch Aussparungen 55' gebildet werden, wie in 6 gezeigt. Das Substrat 10 hat einen anderen Ätzwiderstand als die Photoresistschicht 15. In einigen Ausführungsformen ist das Ätzmittel für das Substrat 10 selektiver als für die Photoresistschicht 15.
  • In einigen Ausführungsformen wird die freigelegte Photoresistschicht 15 während der Ätzoperation mindestens teilweise entfernt. In anderen Ausführungsformen wird die freiliegende Photoresistschicht 15 nach dem Ätzen des Substrats 10 durch selektives Ätzen, unter Verwendung eines geeigneten Photoresist-Abziehlösemittels, oder durch eine Photoresist-Plasma-Ashing-Operation entfernt.
  • In einigen Ausführungsformen enthält das Substrat 10 eine einkristalline Halbleiterschicht auf mindestens seinem Oberflächenabschnitt. Das Substrat 10 kann ein einkristallines Halbleitermaterial enthalten, wie zum Beispiel Si, Ge, SiGe, GaAs, InSb, GaP, GaSb, InAlAs, InGaAs, GaSbP, GaAsSb und InP, ohne darauf beschränkt zu sein. In einigen Ausführungsformen ist das Substrat 10 eine Siliziumschicht eines SOI-Substrats (Silicon on Insulator-Substrats). In bestimmten Ausführungsformen ist das Substrat 10 aus kristallinem Si hergestellt.
  • Das Substrat 10 kann in seiner Oberflächenregion eine oder mehrere Pufferschichten (nicht gezeigt) aufweisen. Die Pufferschichten können dazu dienen, die Gitterkonstante allmählich von der des Substrats zu der der anschließend gebildeten Source-/Drain-Regionen zu ändern. Die Pufferschichten können aus epitaxial gezüchteten einkristallinen Halbleitermaterialien gebildet werden, wie zum Beispiel Si, Ge, GeSn, SiGe, GaAs, InSb, GaP, GaSb, InAlAs, InGaAs, GaSbP, GaAsSb, GaN, GaP und InP. In einer Ausführungsform wird die Silizium-Germanium-Pufferschicht (SiGe-Pufferschicht) epitaxial auf dem Siliziumsubstrat 10 gezüchtet. Die Germaniumkonzentration der SiGe-Pufferschichten kann von 30 Atom-% für die unterste Pufferschicht auf 70 Atom-% für die oberste Pufferschicht ansteigen.
  • In einigen Ausführungsformen enthält das Substrat 10 eine oder mehrere Schichten aus mindestens einem Metall, einer Metalllegierung und einem Metall/Nitrid/Sulfid/Oxid/Silicid mit der Formel MXa, wobei M ein Metall ist und X = N, S, Se, O, Si ist und a von etwa 0,4 bis etwa 2,5 reicht. In einigen Ausführungsformen enthält das Substrat 10 Titan, Aluminium, Cobalt, Ruthenium, Titannitrid, Wolframnitrid, Tantalnitrid und Kombinationen davon.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst das Substrat 10 ein dielektrisches Material mit mindestens einem Silizium- oder Metalloxid oder -nitrid der Formel MXb, wobei M ein Metall oder Si ist, X = N oder O ist und b im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 2,5 liegt. In einigen Ausführungsformen enthält das Substrat 10 Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Hafniumoxid, Lanthanoxid und Kombinationen davon.
  • Die Photoresistschicht 15 ist eine lichtempfindliche Schicht, die durch Belichteten mit aktinischer Strahlung strukturiert wird. In der Regel ändern sich die chemischen Eigenschaften der durch die einfallende Strahlung getroffenen Photoresistregionen in einer Weise, die von der Art des verwendeten Photoresists abhängt. Die Photoresistschichten 15 sind entweder Positiv-Ton-Resists oder Negativ-Ton-Resists. Ein Positiv-Ton-Resist bezieht sich auf ein Photoresistmaterial, bei dem, wenn es entwickelt wird, die Abschnitte der Photoresistschicht, die aktinischer Strahlung, wie zum Beispiel UV-Licht, ausgesetzt wurden, entfernt werden, während die Region des Photoresists, die nicht (oder weniger) belichtet wurde, nach der Entwicklungsoperation auf dem Substrat verbleibt. Ein Negativ-Ton-Resist hingegen bezieht sich auf ein Photoresistmaterial, bei dem, wenn es entwickelt wird, die Abschnitte des Photoresists, die aktinischer Strahlung ausgesetzt wurden, nach der Entwicklungsoperation auf dem Substrat verbleiben, während die Region des Photoresists, die nicht (oder weniger) belichtet wurde, während der Entwicklungsoperation entfernt wird.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 aus einer Photoresist-Zusammensetzung hergestellt, die eine erste Verbindung oder einen ersten Vorläufer und eine zweite Verbindung oder einen zweiten Vorläufer, kombiniert in einem Dampfzustand, enthält. Der erste Vorläufer oder die erste Verbindung ist ein Organometall mit der Formel: MaRbXc, wie in 7 gezeigt, wobei M ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sn, Bi, Sb, In, Te, Ti, Zr, Hf, V, Co, Mo, W, Al, Ga, Si, Ge, P, As, Y, La, Ce, Lu und Kombinationen davon; und R eine substituierte oder nicht-substituierte Alkyl-, Alkenyl- oder Carboxylatgruppe ist. In einigen Ausführungsformen ist M ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sn, Bi, Sb, In und Te. In einigen Ausführungsformen ist R ein C3-C6-Alkyl, -Alkenyl oder -Carboxylat. In einigen Ausführungsformen ist R ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Propyl, Isopropyl, Butyl, iso-Butyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Pentyl, Isopentyl, sec-Pentyl, tert-Pentyl, Hexyl, iso-Hexyl, sec-Hexyl, tert-Hexyl und Kombinationen davon. X ist ein Ligand, ein Ion oder eine andere Einheit, die mit der zweiten Verbindung oder dem zweiten Vorläufer reaktiv ist; und in einigen Ausführungsformen ist 1 ≤ a ≤ 2, b ≥ 1, c ≥ 1, und b + c ≤ 5. In einigen Ausführungsformen wird die Alkyl-, Alkenyl- oder Carboxylatgruppe durch eine oder mehrere Fluorgruppen substituiert. In einigen Ausführungsformen ist der metallorganische Vorläufer ein Dimer, wie in 7 gezeigt, wobei jede Monomereinheit durch eine Amingruppe verlinkt ist. Jedes Monomer hat die Formel: MaRbXc, wie oben definiert.
  • In einigen Ausführungsformen ist R Alkyl, wie zum Beispiel CnH2n+1, wobei n ≥ 3 ist. In einigen Ausführungsformen ist R fluoriert und hat zum Beispiel die Formel CnFxH((2n+1)-x). In einigen Ausführungsformen hat R mindestens einen beta-Wasserstoff oder ein beta-Fluor. In einigen Ausführungsformen ist R ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus i-Propyl, n-Propyl, t-Butyl, i-Butyl, n-Butyl, sec-Butyl, n-Pentyl, i-Pentyl, t-Pentyl und sec-Pentyl und Kombinationen davon.
  • In einigen Ausführungsformen ist X eine beliebige Einheit, die leicht durch die zweite Verbindung oder den zweiten Vorläufer verdrängt werden kann, um eine M-OH-Einheit zu generieren, wie zum Beispiel eine Einheit, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aminen, einschließlich Dialkylamino und Monalkylamino, Alkoxy, Carboxylaten, Halogenen und Sulfonaten besteht. In einigen Ausführungsformen wird die Sulfonatgruppe durch eine oder mehrere Amingruppen substituiert. In einigen Ausführungsformen ist das Halogenid eines oder mehrere, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus F, Cl, Br und I. In einigen Ausführungsformen umfasst die Sulfonatgruppe eine substituierte oder nicht-substituierte C1-C3-Gruppe.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst der metallorganische Vorläufer oder die metallorganische Verbindung ein sec-Hexyl-tris(dimethylamino)-Zinn, t-Hexyl-tris(dimethylamino)-Zinn, i-Hexyl-tris(dimethylamino)-Zinn, n-Hexyl-tris(dimethylamino)-Zinn, sec-Pentyl-tris(dimethylamino)-Zinn, t-Pentyl-tris(dimethylamino)-Zinn, i-Pentyl-tris(dimethylamino)-Zinn, n-Pentyl-tris(dimethylamino)-Zinn, sec-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn t-Butyltris(dimethylamino)-Zinn, i-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn, n-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn, sec-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn, i-Propyl-tris(dimethylamino)-Zinn, n-Propyltris(diethylamino)-Zinn und analoge Alkyl-tris(t-butoxy)-Zinn-Verbindungen, einschließlich sec-Hexyl-tris(t-butoxy), t-Hexyl-tris(t-butoxy)-Zinn, i-Hexyl-tris(t-butoxy)-Zinn, n-Hexyltris(t-butoxy)-Zinn, sec-Pentyl-tris(t-butoxy), t-Pentyl-tris(t-butoxy)-Zinn, i-Pentyl-tris(t-butoxy)-Zinn, n-Pentyl-tris(t-butoxy)-Zinn, t-Butyl-tris(t-butoxy)-Zinn, i-Butyl-tris(butoxy)-Zinn, n-Butyl-tris(butoxy)-Zinn, sec-Butyl-tris(butoxy)-Zinn, i-Propyl-(tris)dimethylamino-Zinn oder n-Propyl-tris(butoxy)-Zinn. In einigen Ausführungsformen sind die metallorganischen Vorläufer oder metallorganischen Verbindungen fluoriert. In einigen Ausführungsformen haben die metallorganischen Vorläufer oder Verbindungen einen Siedepunkt von weniger als etwa 200 °C.
  • In einigen Ausführungsformen enthält die erste Verbindung oder der erste Vorläufer eine oder mehrere ungesättigte Bindungen, die mit einer funktionellen Gruppe, wie zum Beispiel einer Hydroxylgruppe, auf der Oberfläche des Substrats oder einer dazwischenliegenden Unterschicht koordiniert werden können, um die Haftung der Photoresistschicht an dem Substrat oder der Unterschicht zu verbessern.
  • In einigen Ausführungsformen ist der zweite Vorläufer oder die zweite Verbindung eines oder mehrere, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus einem Amin, einem Boran und einem Phosphin. In einigen Ausführungsformen hat das Amin die Formel NpHnXm, wobei 0 ≤ n ≤ 3, 0 ≤ m ≤ 3, n + m = 3, wenn p gleich 1 ist, und n + m = 4, wenn p gleich 2 ist, und jedes X unabhängig Halogen ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus F, Cl, Br und I. In einigen Ausführungsformen hat das Boran die Formel BpHnXm, wobei 0 ≤ n ≤ 3, 0 ≤ m ≤ 3, n + m = 3, wenn p gleich 1 ist, und n + m = 4, wenn p gleich 2 ist, und jedes X unabhängig ein Halogen ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus F, Cl, Br und I. In einigen Ausführungsformen hat das Phosphin die Formel PpHnXm, wobei 0 ≤ n ≤ 3, 0 ≤ m ≤ 3, n + m = 3, wenn p gleich 1 ist, oder n + m = 4, wenn p gleich 2 ist, und jedes X unabhängig ein Halogen ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus F, Cl, Br und I.
  • In einigen Ausführungsformen ist der zweite Vorläufer oder die zweite Verbindung Ammoniak oder Hydrazin. Das Reaktionsprodukt des Ammoniaks oder Hydrazins und des metallorganischen Vorläufers oder der Verbindung kann Wasserstoffbindungen bilden, die den Siedepunkt des Reaktionsprodukts erhöhen und eine Emission des metallischen Photoresistmaterials verhindern, wodurch eine Metallkontaminierung verhindert wird. Die Wasserstoffbindungen können auch dazu beitragen, Feuchtigkeitsauswirkungen auf die Qualität der Photoresistschicht zu verhindern.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Operation S110 des Abscheidens einer Photoresist-Zusammensetzung durch eine Dampfphasenabscheidungsoperation ausgeführt. In einigen Ausführungsformen umfasst die Dampfphasenabscheidungsoperation Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition, ALD) oder chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD). In einigen Ausführungsformen umfasst die ALD plasmaverstärkte Atomlagenabscheidung (Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition, PE-ALD), und die CVD umfasst plasmaverstärkte chemische Gasphasenabscheidung (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition, PE-CVD), metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, MO-CVD), chemische Atmosphärendruck-Gasphasenabscheidung (Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition, AP-CVD), und chemische Niederdruck-Gasphasenabscheidung (Low Pressure Chemical Vapor Deposition, LP-CVD). Das Abscheiden einer Photoresistschicht umfasst das Kombinieren der ersten Verbindung oder des ersten Vorläufers und der zweiten Verbindung oder des zweiten Vorläufers in einem Dampfzustand, um die Photoresist-Zusammensetzung zu bilden. In einigen Ausführungsformen werden die erste Verbindung oder der erste Vorläufer und die zweite Verbindung oder der zweite Vorläufer der Photoresist-Zusammensetzung etwa zur gleichen Zeit in die Abscheidungskammer (CVD-Kammer) eingeführt. In einigen Ausführungsformen werden die erste Verbindung oder der erste Vorläufer und die zweite Verbindung oder der zweite Vorläufer abwechselnd in die Abscheidungskammer (ALD-Kammer) eingebracht, das heißt, zuerst eine Verbindung oder ein Vorläufer, dann eine zweite Verbindung oder ein zweiter Vorläufer, und anschließend abwechselnd wiederholt die Einführung der einen Verbindung oder des einen Vorläufers, gefolgt von der zweiten Verbindung oder dem zweiten Vorläufer.
  • In einigen Ausführungsformen liegt die Temperatur der Abscheidungskammer während der Abscheidungsoperation im Bereich von etwa 30 °C bis etwa 400 °C und in anderen Ausführungsformen zwischen etwa 50 °C und etwa 250 °C. In einigen Ausführungsformen liegt der Druck in der Abscheidungskammer während der Abscheidungsoperation im Bereich von etwa 5 mTorr bis etwa 100 Torr und in anderen Ausführungsformen zwischen etwa 100 mTorr und etwa 10 Torr. In einigen Ausführungsformen beträgt die Plasmaleistung weniger als etwa 1000 W. In einigen Ausführungsformen liegt die Plasmaleistung im Bereich von etwa 100 W bis etwa 900 W. In einigen Ausführungsformen liegt die Strömungsrate der ersten Verbindung oder des Vorläufers und der zweiten Verbindung oder des Vorläufers im Bereich von etwa 100 sccm bis etwa 1000 sccm. In einigen Ausführungsformen liegt das Verhältnis der Strömung der metallorganischen Verbindung oder des metallorganischen Vorläufers zur zweiten Verbindung oder zum zweiten Vorläufer im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 1:5. Bei Betriebsparametern außerhalb der oben genannten Bereiche werden in einigen Ausführungsformen unbefriedigende Photoresistschichten erhalten. In einigen Ausführungsformen erfolgt die Bildung der Photoresistschicht in einer einzelnen Kammer (eine Ein-Topf-Schichtbildung).
  • In einem CVD-Prozess gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung werden zwei oder mehr Gasströme, auf getrennten Einlasswegen, eines metallorganischen Vorläufers und eines zweiten Vorläufers in die Abscheidungskammer einer CVD-Vorrichtung eingeleitet, wo sie sich in der Gasphase vermischen und reagieren, um ein Reaktionsprodukt zu bilden. Die Ströme werden in einigen Ausführungsformen unter Verwendung separater Einblaseinlässe oder eines Doppelplenum-Duschkopfes eingeleitet. Die Abscheidungsvorrichtung ist so konfiguriert, dass die Ströme des metallorganischen Vorläufers und des zweiten Vorläufers in der Kammer vermischt werden, so dass der metallorganische Vorläufer und der zweite Vorläufer reagieren können, um ein Reaktionsprodukt zu bilden. Ohne den Mechanismus, die Funktion oder die Nutzbarkeit der Offenbarung einzuschränken, wird angenommen, dass das Produkt aus der Dampfphasenreaktion ein höheres Molekulargewicht erhält und dann auf das Substrat kondensiert oder auf andere Weise abgeschieden wird.
  • In einigen Ausführungsformen wird ein ALD-Prozess verwendet, um die Photoresistschicht abzuscheiden. Während der ALD wird eine Schicht auf einem Substrat gezüchtet, indem die Oberfläche des Substrats abwechselnd gasförmigen Verbindungen (oder Vorläufern) ausgesetzt wird. Im Gegensatz zur CVD werden die Vorläufer als eine Reihe aufeinanderfolgender, sich nicht überlappender Impulse eingeleitet. In jedem dieser Impulse reagieren die Vorläufermoleküle in einer selbstlimitierenden Weise mit der Oberfläche so, dass die Reaktion beendet ist, wenn alle reaktiven Stellen auf der Oberfläche verbraucht sind. Folglich wird die maximale Menge an Material, die nach einem einzelnen Kontakt mit allen Vorläufern auf der Oberfläche abgeschieden wird (ein sogenannter ALD-Zyklus), durch die Art der Vorläufer-Oberflächen-Interaktion bestimmt.
  • In einer Ausführungsform eines ALD-Prozesses wird ein metallorganischer Vorläufer gepulst, um den metallhaltigen Vorläufer in einer ersten Halbreaktion auf die Substratoberfläche zu bringen. In einigen Ausführungsformen reagiert der metallorganische Vorläufer mit einer geeigneten darunterliegenden Spezies (zum Beispiel OH- oder NH-Funktionalität auf der Oberfläche des Substrats), um eine neue selbstsättigende Oberfläche zu bilden. Überschüssige, nicht verwendete Reaktanten und die Reaktionsnebenprodukte werden in einigen Ausführungsformen durch ein Entleerungsabpumpen und/oder durch das Einströmen eines inerten Spülgases entfernt. Dann wird in einigen Ausführungsformen ein zweiter Vorläufer, wie zum Beispiel Ammoniak (NH3), zu der Abscheidungskammer gepulst. Das NH3 reagiert mit dem metallorganischen Vorläufer auf dem Substrat, um einen Reaktionsprodukt-Photoresist auf der Substratoberfläche zu erhalten. Der zweite Vorläufer bildet ebenfalls selbstsättigende Bindungen mit der darunterliegenden reaktiven Spezies, um eine weitere selbstbegrenzende und -sättigende zweite Halbreaktion zu erhalten. In einigen Ausführungsformen wird eine zweite Spülung ausgeführt, um nicht-verwendete Reaktanten und die Reaktionsnebenprodukte zu entfernen. Die Impulse des ersten Vorläufers und des zweiten Vorläufers werden mit dazwischenliegenden Spüloperationen abgewechselt, bis eine gewünschte Dicke der Photoresistschicht 15 erreicht ist.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 auf eine Dicke von etwa 5 nm bis etwa 50 nm ausgebildet und in anderen Ausführungsformen auf eine Dicke von etwa 10 nm bis etwa 30 nm ausgebildet. Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass noch weitere Bereiche von Dicken innerhalb der oben genannten expliziten Bereiche in Betracht gezogen werden und im Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung liegen. Die Dicke kann unter Verwendung berührungsloser Verfahren der Röntgenstrahlreflexion und/oder -ellipsometrie auf der Grundlage der optischen Eigenschaften der Photoresistschicht bewertet werden. Die Photoresistschichtdicken sind relativ gleichmäßig, um die Verarbeitung zu erleichtern. In einigen Ausführungsformen variiert die Dicke der Beschichtung um nicht mehr als ± 25 % von der durchschnittlichen Beschichtungsdicke; in anderen Ausführungsformen variiert die Photoresistschichtdicke um nicht mehr als ± 10 % von der durchschnittlichen Photoresistschichtdicke. In einigen Ausführungsformen, wie zum Beispiel bei Beschichtungen mit hoher Gleichmäßigkeit auf größeren Substraten, kann die Bewertung der Gleichmäßigkeit der Photoresistschicht mit einem 1-Zentimeter-Randausschluss bewertet werden, das heißt, die Gleichmäßigkeit der Schicht wird nicht für Abschnitte der Beschichtung innerhalb 1 Zentimeters vom Rand bewertet. Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass noch weitere Bereiche innerhalb der oben genannten expliziten Bereiche in Betracht gezogen werden und im Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung liegen.
  • In einigen Ausführungsformen werden die erste und die zweite Verbindung oder der erste und der zweite Vorläufer mit einem Trägergas in die Abscheidungskammer eingeleitet. Das Trägergas, ein Spülgas, ein Abscheidungsgas oder ein anderes Prozessgas kann Stickstoff, Wasserstoff, Argon, Neon, Helium oder Kombinationen davon enthalten.
  • Eine Photoresistschicht-Abscheidungsvorrichtung 200 gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung ist in 8 gezeigt. In einigen Ausführungsformen ist die Abscheidungsvorrichtung 200 eine ALD- oder CVD-Vorrichtung. Die Abscheidungsvorrichtung 200 weist eine Vakuumkammer 205 auf. Ein Substratstütztisch 210 in der Vakuumkammer 205 stützt ein Substrat 10, wie zum Beispiel einen Siliziumwafer. In einigen Ausführungsformen weist der Substratstütztisch 210 eine Heizung auf. In einigen Ausführungsformen sind eine erste Vorläufer- oder Verbundgasversorgung 220 und eine Träger-/Spülgasversorgung 225 über eine Gasleitung 235 mit einem Einlass 230 in der Kammer verbunden, und eine zweite Vorläufer- oder Verbundgasversorgung 240 und eine Träger-/Spülgasversorgung 225 sind über eine weitere Gasleitung 235' mit einem anderen Einlass 230' in der Kammer verbunden. Die Kammer wird entleert, und überschüssige Reaktanten und Reaktionsnebenprodukte werden durch eine Vakuumpumpe 245 über einen Auslass 250 und eine Austragsleitung 255 entfernt. In einigen Ausführungsformen werden die Strömungsrate oder die Impulse von Vorläufergasen und Träger-/Spülgasen, der Abzug überschüssiger Reaktanten und Reaktionsnebenprodukte, der Druck im Inneren der Vakuumkammer 205 und die Temperatur der Vakuumkammer 205 oder des Waferstütztisches 210 durch einen Controller 260 gesteuert, der dafür konfiguriert ist, jeden dieser Parameter zu steuern.
  • In einigen Ausführungsformen enthält die metallorganische Verbindung Zinn (Sn), Antimon (Sb), Wismut (Bi), Indium (In) und/oder Tellur (Te) als die Metallkomponente; jedoch ist die Offenbarung nicht auf diese Metalle beschränkt. In anderen Ausführungsformen enthalten zusätzliche geeignete Metalle Titan (Ti), Zirkonium (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Cobalt (Co), Molybdän (Mo), Wolfram (W), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Silizium (Si), Germanium (Ge), Phosphor (P), Arsen (As), Yttrium (Y), Lanthan (La), Cer (Ce), Lutetium (Lu), oder Kombinationen davon. Die zusätzlichen Metalle können alternativ oder zusätzlich zu Sn, Sb, Bi, In und/oder Te verwendet werden.
  • Das konkret verwendete Metall kann die Absorption von Strahlung maßgeblich beeinflussen. Daher kann die Metallkomponente auf der Grundlage der gewünschten Strahlung und des gewünschten Absorptionsquerschnitts ausgewählt werden. Zinn, Antimon, Wismut, Tellur und Indium weisen eine starke Absorption von extrem-ultraviolettem Licht bei 13,5 nm auf. Hafnium bietet eine gute Absorption von Elektronenstrahl- und extremer UV-Strahlung. Metallzusammensetzungen, die Titan, Vanadium, Molybdän oder Wolfram enthalten, haben eine starke Absorption bei längeren Wellenlängen, um zum Beispiel eine Empfindlichkeit für ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von 248 nm bereitzustellen.
  • In einigen Ausführungsformen werden die ALD- oder CVD-Abscheidungsparameter während der Abscheidungsoperation variiert, um eine Photoresistschicht mit einem Dichtegradienten zu bilden. In einigen Ausführungsformen reduziert die Photoresistschicht, die einen Dichtegradienten besitzt, Defekte wie zum Beispiel Abschaum und Brückenbildung und verbessert die Linienbreitenrauigkeit (LWR) und die Linienrandrauigkeit (LER).
  • 9 zeigt eine Reaktion, die die Komponenten der Photoresistzusammensetzung infolge der Einwirkung von aktinischer Strahlung und Erwärmung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung durchlaufen. 9 zeigt eine beispielhafte chemische Struktur der Photoresistschicht (PR) auf verschiedenen Stufen des Photoresiststrukturierungsverfahrens gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Wie in 9 gezeigt, enthält die Photoresistzusammensetzung eine metallorganische Verbindung, zum Beispiel SnX2R2, und eine zweite Verbindung, zum Beispiel Ammoniak (NH3). Wenn die metallorganische Verbindung und das Ammoniak kombiniert werden, so reagiert die metallorganische Verbindung mit einem Teil des Ammoniaks in der Dampfphase und bildet ein Reaktionsprodukt mit Amingruppen, die an das Metall (Sn) der metallorganischen Verbindung gebunden sind. Die Amingruppen in der abgeschiedenen Photoresistschicht weisen Wasserstoffbindungen auf, die den Siedepunkt der abgeschiedenen Photoresistschicht wesentlich erhöhen können und das Ausgasen von metallhaltigem Photoresistmaterial verhindern können, wodurch eine Kontaminierung der Abscheidungskammer und der Verarbeitungsausrüstung für Halbleitervorrichtungen durch das Metall in dem metallhaltigen Photoresist verhindert wird. Darüber hinaus können die Wasserstoffbindungen der Amingruppen den Auswirkungen von Feuchtigkeit auf die Qualität der Photoresistschicht entgegenwirken.
  • Wenn sie anschließend extrem-ultravioletter Strahlung unter Verwendung einer Maske ausgesetzt wird, so absorbiert die metallorganische Verbindung die extrem-ultraviolette Strahlung, und eine oder mehrere organische R-Gruppen werden von der metallorganischen Verbindung abgespalten, um in den der Strahlung ausgesetzten Bereichen eine Amino-Metallverbindung zu bilden. Dann, wenn das Brennen nach dem Belichten (Post-Exposure Bake, PEB) ausgeführt wird, vernetzen sich die Amino-Metallverbindungen in einigen Ausführungsformen durch die Amingruppen, wie in 9 gezeigt. In einigen Ausführungsformen kommt es zu einer teilweisen Vernetzung der Amino-Metallverbindungen infolge des Kontakts mit extrem-ultravioletter Strahlung. Der selektiv belichtete Photoresist wird anschließend entwickelt, und die vernetzte, bestrahlte Struktur verbleibt über dem Substrat, während die unbestrahlten Bereiche während der Entwicklung entfernt werden.
  • In einigen Ausführungsformen wird eine zu strukturierende Schicht (Zielschicht) 60 vor der Bildung der Photoresistschicht über dem Substrat angeordnet, wie in 10 gezeigt. In einigen Ausführungsformen ist die zu strukturierende Schicht 60 eine Metallisierungsschicht oder eine dielektrische Schicht, wie zum Beispiel eine Passivierungsschicht, die über einer Metallisierungsschicht angeordnet ist. In Ausführungsformen, in denen die zu strukturierende Schicht 60 eine Metallisierungsschicht ist, wird die zu strukturierende Schicht 60 aus einem leitfähigen Material unter Verwendung von Metallisierungsprozessen und Metallabscheidungstechniken gebildet, einschließlich chemischer Gasphasenabscheidung, Atomlagenabscheidung und physikalischer Gasphasenabscheidung (Sputtern). Wenn die zu strukturierende Schicht 60 eine dielektrische Schicht ist, wird die zu strukturierende Schicht 60 gleichermaßen durch Techniken zum Bilden dielektrischer Schichten gebildet, zum Beispiel thermische Oxidation, chemische Gasphasenabscheidung, Atomlagenabscheidung und physikalische Gasphasenabscheidung.
  • Die Photoresistschicht 50 wird anschließend selektiv mit aktinischer Strahlung 45 bestrahlt, um belichtete Regionen 50 und unbelichtete Regionen 52 in der Photoresistschicht zu bilden, wie in den 11A und 11B gezeigt und im vorliegenden Text in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben. Wie im vorliegenden Text erläutert, ist der Photoresist in einigen Ausführungsformen ein Negativ-Ton-Photoresist.
  • Die unbelichteten Photoresistregionen 52 werden durch Abgabe von Entwickler 57 aus einer Abgabevorrichtung 62, wie in 12A gezeigt, oder durch eine Trockenentwicklungsoperation, wie in 12B gezeigt, entwickelt, um eine Photoresiststruktur 55 zu bilden, wie in 13 gezeigt. Die Entwicklungsoperation ähnelt jener, der hier mit Bezug auf die 4A, 4B und 5 erläutert wird.
  • Dann wird, wie in 14 gezeigt, die Struktur 55 in der Photoresistschicht 15 unter Verwendung einer Ätzoperation zu der zu strukturierenden Schicht 60 transferiert, und die Photoresistschicht wird entfernt, wie unter Bezug auf 6 erläutert, um in der zu strukturierenden Schicht 60 eine Struktur 55" zu bilden.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht 15 vor der selektiven oder strukturweisen Belichtung der Photoresistschicht mit infraroter, sichtbarer oder nahe-ultravioletter Strahlung 110 bestrahlt, um das Ausgasen der Photoresistschicht zu reduzieren oder zu verhindern, wie in 15 gezeigt. Das Belichten mit infraroter, sichtbarer oder nahe-ultravioletter Strahlung erfolgt mit einer geringeren Belichtungsdosis als die anschließende strukturweise Belichtung. Das Belichten mit infraroter, sichtbarer oder nahe-ultravioletter Strahlung erhöht in einigen Ausführungsformen die Dichte des Films und reduziert in einigen Ausführungsformen Probleme, die durch Feuchtigkeit verursacht werden. In einigen Ausführungsformen wird die Photoresistschicht vor der selektiven oder strukturweisen Belichtung thermisch behandelt, um die Dichte der Photoresistschicht zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen umfasst die thermische Behandlung das Erwärmen der Photoresistschicht etwa 10 Sekunden bis etwa 10 Minuten lang auf eine Temperatur von etwa 40 °C und 120 °C. Dann werden die Photoresistschicht und das Substrat wie im vorliegenden Text in Bezug auf die 3A-6 und die 11A-14 beschrieben verarbeitet.
  • In einigen Ausführungsformen enthält die Photoresistschicht 15 metallorganische Verbindungen oder Vorläufer, die eine oder mehrere ungesättigte Bindungen aufweisen, die mit funktionellen Gruppen eines darunterliegenden Substrats 10 koordiniert werden können, wie in 16A gezeigt. Wie in 16B gezeigt, enthält der Photoresist (PR) im abgeschiedenen Zustand ungesättigte Bindungen an einer unkoordinierten Position. Beim Erwärmen der Photoresistschicht 15 reagieren funktionelle Gruppen, wie zum Beispiel Hydroxylgruppen, auf der Oberfläche des Substrats 10 oder einer dazwischenliegenden Schicht mit den ungesättigten Bindungen und binden die Photoresistschicht 15 chemisch an das Substrat 10 oder die dazwischenliegende Schicht, wodurch die Haftung des Photoresists am Substrat verbessert wird. Dann werden die Photoresistschicht und das Substrat wie im vorliegenden Text in Bezug auf die 3A-6 und die 11A-14 beschrieben verarbeitet. In einigen Ausführungsformen ist das Substrat ein Siliziumsubstrat, wie zum Beispiel ein Siliziumwafer, oder eine Siliziumschicht.
  • In einigen Ausführungsformen wird eine Kappschicht 130 auf die Photoresistschicht aufgebracht, bevor die Photoresistschicht 15 selektiv oder strukturweise belichtet oder vernetzt wird, wie in 17 gezeigt. Die Kappschicht 130 ist in einigen Ausführungsformen eine nichtmetallische Schicht, wie zum Beispiel Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, oder in anderen Ausführungsformen eine Polymerschicht. In einigen Ausführungsformen wird die Kappschicht 130 durch Atomlagenabscheidung, chemische Gasphasenabscheidung oder Schleuderbeschichtung abgeschieden. In einigen Ausführungsformen wird die Kappschicht 130 in derselben Kammer wie die Photoresistschicht abgeschieden. In einigen Ausführungsformen hilft die Kappschicht 130, ein Ausgasen des Photoresists oder eine Metallkontaminierung zu verhindern. Des Weiteren kann die Kappschicht 130 helfen zu verhindern, dass Feuchtigkeit die Photoresistschicht beeinträchtigt. In einigen Ausführungsformen hat die Kappschicht eine Dicke im Bereich von etwa 0,5 nm bis etwa 10 nm. In anderen Ausführungsformen reicht die Dicke der Kappschicht von etwa 1 nm bis etwa 5 nm. In einigen Ausführungsformen sind Dicken unter 0,5 nm zu dünn, um das Ausgasen des Resists und Feuchtigkeitsauswirkungen auf die Resistschicht effektiv zu verhindern, und Dicken über 10 nm bieten keinen zusätzlichen Vorteil gegenüber Dicken von 10 nm. Dann werden die Photoresistschicht und das Substrat wie im vorliegenden Text in Bezug auf die 3A-6 und die 11A-14 beschrieben verarbeitet. Die Kappschicht 130 wird in einigen Ausführungsformen entweder vor, während oder nach der Entwicklungsoperation entfernt. In einigen Ausführungsformen wird die Kappschicht vor der strukturweisen Belichtung entfernt.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Oberfläche des Substrats mit Hexamethyldisilazan (HMDS) behandelt, bevor die Photoresistschicht über dem Substrat gebildet wird. In einigen Ausführungsformen wird eine amorphe kohlenstoffhaltige Unterschicht 115 (oder einfach „Unterschicht“) über dem Substrat gebildet, bevor die Photoresistschicht 15 gebildet wird, wie in 18 gezeigt. In einigen Ausführungsformen reduziert die Unterschicht 115 die schädlichen Auswirkungen von Feuchtigkeit, und in einigen Ausführungsformen verbessert die Unterschicht 115 die Haftung der Photoresistschicht 15 auf dem Substrat 10. In einigen Ausführungsformen ist die amorphe Kohlenstoff-Unterschicht 115 eine Polymerschicht auf Kohlenstoffbasis. In einigen Ausführungsformen ist die Unterschicht 115 eine amorphe kohlenstoffhaltige Schicht, die durch chemische Gasphasenabscheidung gebildet wird. In einigen Ausführungsformen wird die Unterschicht 115 durch eine Vielzahl verschiedener Techniken abgeschieden, zum Beispiel durch die plasmainduzierte Polymerisation ungesättigter monomerer Vorläufer wie zum Beispiel Ethylen, Propylen, Acetylen oder eines anderen flüchtigen Vorläufers auf Kohlenwasserstoffbasis. In einigen Ausführungsformen hat die Unterschicht 115 eine Dicke im Bereich von etwa 0,5 nm bis etwa 10 nm. In anderen Ausführungsformen reicht die Dicke der Unterschicht 115 von etwa 1 nm bis etwa 5 nm. In einigen Ausführungsformen verbessert die Unterschicht 115 die Haftung der Photoresistschicht 15 an der Oberfläche des Substrats 10. In einigen Ausführungsformen sind Dicken unter 0,5 nm zu dünn, um die Auswirkungen von Feuchtigkeit effektiv zu reduzieren oder die Haftung des Photoresists auf dem Substrat 10 zu verbessern, und Dicken über 10 nm bieten keinen zusätzlichen Vorteil gegenüber Dicken von 10 nm. Dann werden die Photoresistschicht und das Substrat wie im vorliegenden Text in Bezug auf die 3A-6 und die 11A-13 beschrieben verarbeitet. Die freiliegenden Abschnitte der Unterschicht 115 werden in einigen Ausführungsformen durch Ätzen entfernt.
  • In einigen Ausführungsformen wird ein organisches Silan auf die Photoresistschicht aufgetragen, bevor die Photoresistschicht 15 selektiv oder strukturweise belichtet oder vernetzt wird, um eine organische Silanschicht 120 zu bilden, wie in 19A-19C gezeigt. In einigen Ausführungsformen hilft die organische Silan-Kappschicht, ein Ausgasen des Photoresists oder eine Metallkontaminierung zu verhindern. Des Weiteren kann die obere Schicht helfen zu verhindern, dass Feuchtigkeit die Photoresistschicht beeinträchtigt. 19B ist eine Detailansicht von 19A, die das organische Silan Y zeigt, das an den metallorganischen Vorläufer oder die metallorganische Verbindung in der Resistschicht 15 gebunden ist. Das organische Silan Y kann jedes geeignete organische Silan sein. In einigen Ausführungsformen ist das organische Silan eines oder mehrere, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Trisilylamin, 1,3,5-Trisilacyclohexan, 1,3,5-Trisilapentan, Bis(diethylamino)silan, Bis(tertiarybutylamino)silan, Dichlorsilan, Dibromsilan, Dijodsilan und Disilan. In einigen Ausführungsformen wird das organische Silan durch Atomlagenabscheidung oder chemische Gasphasenabscheidung abgeschieden. Ein Beispiel für eine Reaktion zwischen einem organischen Silan und der Resistschicht ist in 19C gezeigt. Das organische Silan (Organosilan) wird über der Photoresistschicht abgeschieden, und das organische Silan koordiniert sich mit den Organometallen in der Resistschicht. In einigen Ausführungsformen wird das organische Silan in derselben Kammer auf der Oberseite der Photoresistschicht abgeschieden. Dann werden die Photoresistschicht und das Substrat wie im vorliegenden Text in Bezug auf die 3A-6 und die 11A-14 beschrieben verarbeitet. In einigen Ausführungsformen wird die organische Silanschicht 120 während oder nach der Entwicklungsoperation entfernt.
  • Andere Ausführungsformen umfassen andere Operationen vor, während oder nach den oben beschriebenen Operationen. In einigen Ausführungsformen umfassen die offenbarten Verfahren das Bilden von Finnen-Feldeffekttransistor-Strukturen (FinFET-Strukturen). In einigen Ausführungsformen werden mehrere aktive Finnen auf dem Halbleitersubstrat gebildet. Solche Ausführungsformen umfassen des Weiteren das Ätzen des Substrats durch die Öffnungen einer strukturierten Hartmaske hindurch, um Gräben in dem Substrat zu bilden; das Füllen der Gräben mit einem dielektrischen Material; das Durchführen eines chemisch-mechanischen Polierprozesses (CMP-Prozesses), um Flachgrabenisolationsmerkmale (Shallow Trench Isolation, STI-Merkmale) zu bilden; und das epitaxiale Züchten oder Aussparen der STI-Merkmale, um finnenartige aktive Regionen zu bilden. In einigen Ausführungsformen werden eine oder mehrere Gate-Elektroden auf dem Substrat gebildet. In einigen Ausführungsformen werden Gate-Abstandshalter, dotierte Source-/Drain-Regionen, Kontakte für Gate-/Source-/Drain-Merkmale usw. gebildet. In anderen Ausführungsformen wird ein Zielstruktur als Metallleitungen in einer mehrschichtigen Interconnect-Struktur gebildet. Zum Beispiel können die Metallleitungen in einer Zwischenschicht-Dielektrikumschicht (InterLayer Dielectric, ILD-Schicht) des Substrats gebildet werden, die geätzt wurde, um mehrere Gräben zu bilden. Die Gräben können mit einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel einem Metall, gefüllt werden; und das leitfähige Material kann unter Verwendung eines Prozesses wie zum Beispiel chemisch-mechanischer Planarisierung (CMP) poliert werden, um die strukturierte ILD-Schicht freizulegen, wodurch die Metallleitungen in der ILD-Schicht gebildet werden. Die obigen Beispiele sind nicht-einschränkende Beispiele für Vorrichtungen/Strukturen, die mittels der hier beschriebenen Verfahren hergestellt und/oder verbessert werden können.
  • In einigen Ausführungsformen werden aktive Komponenten wie zum Beispiel Dioden, Feldeffekttransistoren (FETs), Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs), komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter-Transistoren (CMOS-Transistoren), Bipolartransistoren, Hochspannungstransistoren, Hochfrequenztransistoren, FinFETs, andere dreidimensionale FETs (3D-FETs), Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs), komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter-Transistoren (CMOS-Transistoren), Bipolartransistoren, Hochspannungstransistoren, Hochfrequenztransistoren, andere Speicherzellen, und Kombinationen davon gemäß Ausführungsformen der Offenbarung gebildet.
  • Verfahren zum Bilden von Halbleitern und Verfahren zur Resiststrukturierung gemäß der vorliegenden Offenbarung erlauben einen höheren Ausnutzungsgrad von Resistmaterial und eine reduzierte Verwendung von potenziell toxischen organischen Lösemitteln im Vergleich zu lösemittelbasierten Photoresisten. Ausführungsformen der Offenbarung stellen einen gleichmäßigen Photoresistfilm bereit, der auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrats abgeschieden wird. Toxische organische Lösemittel können im Wesentlichen aus dem Photoresist-Strukturierungsprozess eliminiert werden, weil der Photoresist nicht-lösemittelbasiert ist, und in einigen Ausführungsformen wird eine Trockenentwicklung ohne die Verwendung eines lösemittelbasierten Entwicklers ausgeführt. In einigen Ausführungsformen wird eine Kontaminierung der Abscheidungskammer und der Handhabungsausrüstung für Halbleitersubstrate durch Metalle in metallhaltigen Photoresisten verhindert. Probleme mit der Feuchtigkeitsempfindlichkeit des Photoresists werden durch Verfahren gemäß den Ausführungsformen der Offenlegung verhindert. Durch Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung wird eine verbesserte Strukturauflösung bereitgestellt. Darüber hinaus wird durch die Ein-Topf-Abscheidungsverfahren gemäß Ausführungsformen der Offenbarung eine verbesserte Effizienz bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen erzielt.
  • Die im vorliegenden Text offenbarten Trockenstrukturierungstechniken können verschiedene Vorteile gegenüber der der Nassstrukturbildung bieten. Zum Beispiel können die im vorliegenden Text beschriebenen Trockenabscheidungstechniken verwendet werden, um dünnere und defektfreiere Filme abzuscheiden, als mittels Schleuderbeschichtungstechniken aufgebracht werden können, und die genaue Dicke des abgeschiedenen Films kann durch Erhöhen oder Verringern der Länge des Abscheidungsschrittes oder der Abscheidungssequenz moduliert und gesteuert werden. Dementsprechend kann ein trockener Prozess einen höheren Grad an Abstimmbarkeit bieten und eine erweiterte Kontrolle der kritischen Dimension (CD) und ein besseres Entfernen von Abschaum ermöglichen. Die Trockenentwicklung kann die Leistung verbessern, indem sie ein Kollabieren von Leitungen aufgrund von Oberflächenspannung bei der Nassentwicklung verhindert, und den Durchsatz durch Vermeidung einer Nassentwicklungsspur erhöhen. Ausführungsformen der Offenbarung bieten eine verbesserte Leitungsbreitenrauigkeit und eine verbesserte Unterscheidung zwischen belichteten und unbelichteten Regionen des Photoresists.
  • Eine Ausführungsform der Offenbarung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das das Bilden einer Photoresistschicht über einem Substrat umfasst, einschließlich des Kombinierens eines ersten Vorläufers und eines zweiten Vorläufers in einem Dampfzustand, um ein Photoresistmaterial zu bilden, wobei der erste Vorläufer ein Organometall mit folgender Formel ist: MaRbXc, wobei M mindestens eines von Sn, Bi, Sb, In, Te, Ti, Zr, Hf, V, Co, Mo, W, Al, Ga, Si, Ge, P, As, Y, La, Ce und Lu ist; R eine substituierte oder nicht-substituierte Alkyl-, Alkenyl- oder Carboxylatgruppe ist; X eine Halogenid- oder Sulfonatgruppe ist; und 1 ≤ a ≤ 2, b ≥ 1, c ≥ 1, und b + c ≤ 5. Der zweite Vorläufer ist mindestens eines von einem Amin, einem Boran und einem Phosphin. Das Bilden des Photoresists umfasst das Abscheiden des Photoresistmaterials über dem Substrat. Die Photoresistschicht wird selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet, um eine latente Struktur zu bilden, und die latente Struktur wird durch Auftragen eines Entwicklers auf die selektiv belichtete Photoresistschicht entwickelt, um eine Struktur zu bilden. In einer Ausführungsform ist die aktinische Strahlung extrem-ultraviolette Strahlung. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren nach der selektiven Belichtung der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung zum Bilden einer latenten Struktur und vor dem Entwickeln der latenten Struktur das Brennen der Photoresistschicht. In einer Ausführungsform wird die Alkyl-, Alkenyl- oder Carboxylatgruppe durch eine oder mehrere Fluorgruppen substituiert. In einer Ausführungsform wird die Sulfonatgruppe durch eine oder mehrere Amingruppen substituiert. In einer Ausführungsform wird das Photoresistmaterial durch Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition, ALD) oder chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) über dem Substrat abgeschieden. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Belichten der Photoresistschicht mit infraroter, sichtbarer oder nahe-ultravioletter Strahlung, bevor die Photoresistschicht selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet wird. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden einer amorphen kohlenstoffhaltigen Schicht über dem Substrat vor dem Bilden der Photoresistschicht. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden einer Polymerschicht auf Kohlenstoffbasis über dem Substrat vor dem Bilden der Photoresistschicht. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Aufbringen eines organischen Silans auf die Photoresistschicht, bevor die Photoresistschicht selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet wird. In einer Ausführungsform ist das Amin Ammoniak oder Hydrazin. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden eines Siliziumoxids oder Siliziumnitrids über der Photoresistschicht, bevor die Photoresistschicht selektiv belichtet wird.
  • Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das das Abscheiden einer Photoresist-Zusammensetzung, die eine erste Verbindung und eine zweite Verbindung aufweist, über einer Substratoberfläche mittels Atomlagenabscheidung (ALD) oder chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) zum Bilden einer Photoresistschicht umfasst. Das Abscheiden einer Photoresistschicht umfasst das Kombinieren der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung in einem Dampfzustand, um die Photoresistzusammensetzung zu bilden, wobei die erste Verbindung mindestens eines von Folgendem ist: sec-Hexyl-tris(dimethylamino), t-Hexyl-tris(dimethylamino)-Zinn, i-Hexyltris(dimethylamino)-Zinn, n-Hexyl-tris(dimethylamino)-Zinn, sec-Pentyl-tris(dimethylamino)-Zinn, t-Pentyl-tris(dimethylamino)-Zinn, i-Pentyl-tris(dimethylamino)-Zinn, n-Pentyltris(dimethylamino)-Zinn, sec-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn t-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn, i-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn, n-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn, sec-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn, i-Propyl-tris(dimethylamino)-Zinn, n-Propyl-tris(diethylamino)-Zinn und analoge Alkyl-tris(t-butoxy)-Zinn-Verbindungen, einschließlich sec-Hexyl-tris(t-butoxy), t-Hexyl-tris(t-butoxy)-Zinn, i-Hexyl-tris(t-butoxy)-Zinn, n-Hexyl-tris(t-butoxy)-Zinn, sec-Pentyl-tris(t-butoxy), t-Pentyl-tris(t-butoxy)-Zinn, i-Pentyl-tris(t-butoxy)-Zinn, n-Pentyltris(t-butoxy)-Zinn, t-Butyl-tris(t-butoxy)-Zinn, i-Butyl-tris(butoxy)-Zinn, n-Butyltris(butoxy)-Zinn, sec-Butyl-tris(butoxy)-Zinn, i-Propyl-(tris)dimethylamino-Zinn oder n-Propyl-tris(butoxy)-Zinn. Die zweite Verbindung ist mindestens eines von einem Amin, einem Boran und einem Phosphin. Die Photoresistschicht wird selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet, um eine latente Struktur zu bilden. Die latente Struktur wird durch Auftragen eines Entwicklers auf die selektiv belichtete Photoresistschicht entwickelt, um eine Struktur zu bilden, die einen Abschnitt der Substratoberfläche freilegt. Ein Abschnitt des Substrats, der durch das Entwickeln freigelegt wird, wird entfernt. In einer Ausführungsform umfasst das Entfernen eines Abschnitts des Substrats durch das Entwickeln das Ätzen des Substrats. In einer Ausführungsform ist die aktinische Strahlung extrem-ultraviolette Strahlung. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren nach dem selektiven Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung zum Bilden einer latenten Struktur und vor dem Entwickeln der latenten Struktur das Erwärmen der Photoresistschicht auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 200 °C. In einer Ausführungsform wird die erste Verbindung durch eine oder mehrere Fluorgruppen substituiert. In einer Ausführungsform ist der Entwickler ein Trockenentwickler. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Belichten der Photoresistschicht mit infraroter, sichtbarer oder nahe-ultravioletter Strahlung, bevor die Photoresistschicht selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet wird. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden einer amorphen Kohlenstoffschicht über dem Substrat vor dem Bilden der Photoresistschicht. In einer Ausführungsform ist die amorphe Kohlenstoffschicht eine Polymerschicht. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Aufbringen eines organischen Silans auf die Photoresistschicht, bevor die Photoresistschicht selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet wird. In einer Ausführungsform ist das Amin Ammoniak oder Hydrazin. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden eines Siliziumoxids oder Siliziumnitrids über der Photoresistschicht, bevor die Photoresistschicht selektiv belichtet wird.
  • Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das das gleichzeitige Einleiten einer erster Verbindung und einer zweiten Verbindung in eine Kammer umfasst, um eine Zusammensetzung aus der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung zu bilden. Die Zusammensetzung aus der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung wird über einem Substrat durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) abgeschieden, um eine Schicht aus der Zusammensetzung zu bilden. Die erste Verbindung ist eine metallorganische Verbindung, und die zweite Verbindung ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Amin, einem Boran, einem Phosphin und Kombinationen davon. Die Schicht aus der Zusammensetzung wird strukturweise mit einer aktinischen Strahlung belichtet, um eine latente Struktur zu bilden, und die strukturweise belichtete Schicht aus der Zusammensetzung wird entwickelt, um eine strukturierte Schicht aus der Zusammensetzung zu bilden. In einer Ausführungsform enthält das Amin, Boran oder Phosphin einen Halogenid-Substituenten. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Belichten der Schicht aus der Zusammensetzung mit infraroter, sichtbarer oder nahe-ultravioletter Strahlung vor dem strukturweisen Belichten der Schicht aus der Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden einer Polymerschicht über dem Substrat, bevor die Zusammensetzung abgeschieden wird. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Aufbringen eines organischen Silans auf die Schicht aus der Zusammensetzung, bevor die Schicht aus der Zusammensetzung selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet wird. In einer Ausführungsform ist die aktinische Strahlung extrem-ultraviolette Strahlung. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren nach dem strukturweisen Belichten der Schicht aus der Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung zum Bilden einer latenten Struktur und vor dem Entwickeln der latenten Struktur das Erwärmen der Schicht aus der Zusammensetzung auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 200 °C. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Entfernen eines belichteten Abschnitts des Substrats nach dem Entwickeln. In einer Ausführungsform umfasst das Entfernen eines Abschnitts des Substrats durch das Entwickeln das Ätzen des Substrats. In einer Ausführungsform ist das Entwickeln eine Trockenentwicklungsoperation. In einer Ausführungsform ist das Amin Ammoniak oder Hydrazin. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden eines Siliziumoxids oder Siliziumnitrids über der Schicht aus der Zusammensetzung vor dem selektiven Belichten der Schicht aus der Zusammensetzung.
  • Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ist ein Verfahren zum Strukturieren einer Resistschicht, das das Abscheiden einer Resistschicht über einer Substratoberfläche durch Atomlagenabscheidung (ALD) oder chemische Gasphasenabscheidung (CVD) umfasst. Die Resistschicht umfasst ein Reaktionsprodukt aus einer metallorganischen Verbindung, die kein Silizium enthält, und einer Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Amin, einem Boran und einem Phosphin. Die Resistschicht wird strukturweise vernetzt, um eine latente Struktur in der Resistschicht zu bilden. Die latente Struktur wird durch Aufbringen eines Entwicklers auf die strukturweise vernetzte Resistschicht entwickelt, um eine Struktur zu bilden, die einen Abschnitt der Substratoberfläche freilegt. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Entfernen eines Abschnitts des Substrats, der durch das Entwickeln freigelegt wurde. In einer Ausführungsform enthält die metallorganische Verbindung ein Metall, das aus der Gruppe bestehend aus Sn, Bi, Sb, In und Te ausgewählt ist. In einer Ausführungsform enthält die metallorganische Verbindung eine substituierte oder nicht-substituierte Alkyl-, Alkenyl- oder Carboxylatgruppe. In einer Ausführungsform enthält die metallorganische Verbindung eine Halogenid- oder Sulfonatgruppe. In einer Ausführungsform wird die Sulfonatgruppe durch eine oder mehrere Amingruppen substituiert. In einer Ausführungsform enthält das Amin, Boran oder Phosphin einen Halogenid-Substituenten. In einer Ausführungsform umfasst das strukturweise Vernetzen der Resistschicht das strukturweise Belichten der Resistschicht mit extrem-ultravioletter Strahlung und das Erwärmen der strukturweise belichteten Resistschicht. In einer Ausführungsform wird die strukturweise belichtete Resistschicht auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 200 °C erwärmt. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Belichten der Resistschicht mit infraroter, sichtbarer oder nahe-ultravioletter Strahlung, bevor die Resistschicht strukturweise vernetzt wird. In einer Ausführungsform ist das Amin Ammoniak oder Hydrazin. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden eines Siliziumoxids oder Siliziumnitrids über der Resistschicht vor dem selektiven strukturweisen Vernetzen der Resistschicht.
  • Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ist ein Verfahren zum Bilden einer strukturierten Schicht über einer Substratoberfläche, das das Abscheiden eines Reaktionsprodukts aus einer metallorganischen Verbindung in der Dampfphase und einer zweiten Verbindung in der Dampfphase über einem Substrat zum Bilden einer Resistschicht umfasst. Die metallorganische Verbindung hat die Formel: MaRbXc, wobei M mindestens eines von Sn, Bi, Sb, In, Te, Ti, Zr, Hf, V, Co, Mo, W, Al, Ga, Si, Ge, P, As, Y, La, Ce und Lu ist; R eine substituierte oder nicht-substituierte Alkyl-, Alkenyl- oder Carboxylatgruppe ist; X eine Halogenid- oder Sulfonatgruppe ist; und 1 ≤ a ≤ 2, b ≥ 1, c ≥ 1, und b + c ≤ 5; und die zweite Verbindung in der Dampfphase ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Amin, einem Boran, einem Phosphin und Kombinationen davon. Die Resistschicht wird strukturweise vernetzt, um eine latente Struktur in der Resistschicht zu bilden. Die latente Struktur wird durch Aufbringen eines Entwicklers auf die strukturweise vernetzte Resistschicht entwickelt, um eine Struktur zu bilden, die einen Abschnitt der Substratoberfläche freilegt. In einer Ausführungsform ist X eine Sulfonatgruppe, die durch eine oder mehrere Amingruppen substituiert wird. In einer Ausführungsform enthält das Amin, Boran oder Phosphin einen Halogenid-Substituenten. In einer Ausführungsform umfasst das strukturweise Vernetzen der Resistschicht das strukturweise Belichten der Resistschicht mit extrem-ultravioletter Strahlung und das Erwärmen der strukturweise belichteten Resistschicht. In einer Ausführungsform wird die strukturweise vernetzte Resistschicht auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 200 °C erwärmt. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Entfernen eines Abschnitts des Substrats, der durch das Entwickeln freigelegt wurde. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erwärmen der Resistschicht auf eine Temperatur im Bereich von 40 °C bis 120 °C vor dem strukturweisen Vernetzen der Resistschicht. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden einer amorphen Kohlenstoffschicht über dem Substrat vor dem Bilden der Resistschicht. In einer Ausführungsform ist die amorphe Kohlenstoffschicht eine Polymerschicht. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Aufbringen eines organischen Silans auf die Resistschicht vor der strukturweisen Vernetzung der Resistschicht. In einer Ausführungsform ist das Amin Ammoniak oder Hydrazin. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden eines Siliziumoxids oder Siliziumnitrids über der Resistschicht vor dem strukturweisen Vernetzen der Resistschicht.
  • Eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ist ein Verfahren zum Strukturieren einer Photoresistschicht, das das Abscheiden einer Photoresistschicht über einem Substrat durch eine Dampfphasenabscheidungsoperation umfasst. Die Photoresistschicht umfasst ein Reaktionsprodukt aus einer siliziumfreien metallorganischen Verbindung und einer Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Amin, einem Boran, einem Phosphin und Kombinationen davon. Die Photoresistschicht wird selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet, um eine latente Struktur in der Photoresistschicht zu bilden. Abschnitte der Photoresistschicht, die nicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden, werden entfernt, um eine Struktur aus verbleibenden Abschnitten der Photoresistschicht zu bilden, die während des selektiven Belichtens der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Entfernen von Abschnitten des Substrats, die durch die entfernten Abschnitte der Photoresistschicht freigelegt wurden. In einer Ausführungsform umfasst das Entfernen von Abschnitten des Substrats das Trockenätzen des Substrats. In einer Ausführungsform umfasst das Entfernen der Abschnitte der Photoresistschicht das Aufbringen eines Plasmas auf die Photoresistschicht. In einer Ausführungsform umfasst die Dampfphasenabscheidungsoperation Atomlagenabscheidung oder chemische Gasphasenabscheidung. In einer Ausführungsform enthält das Amin, Boran oder Phosphin einen Halogenid-Substituenten. In einer Ausführungsform ist die aktinische Strahlung extrem-ultraviolette Strahlung. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren nach dem selektiven Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung das Erwärmen der Photoresistschicht auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 200 °C. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Belichten der Photoresistschicht mit infraroter, sichtbarer oder nahe-ultravioletter Strahlung vor dem selektiven Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Erwärmen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 40 °C bis 120 °C, bevor die Photoresistschicht selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet wird. In einer Ausführungsform ist das Amin Ammoniak oder Hydrazin. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bilden eines Siliziumoxids oder Siliziumnitrids über der Photoresistschicht, bevor die Photoresistschicht selektiv belichtet wird.
  • Das oben Dargelegte umreißt Merkmale verschiedener Ausführungsformen oder Beispiele, so dass der Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Dem Fachmann ist klar, dass er die vorliegende Offenbarung ohne Weiteres als Basis für das Entwerfen oder Modifizieren anderer Prozesse und Strukturen verwenden kann, um die gleichen Zwecke und/oder die gleichen Vorteile wie bei den im vorliegenden Text vorgestellten Ausführungsformen oder Beispielen zu erreichen. Dem Fachmann sollte auch klar sein, dass solche äquivalenten Bauformen nicht das Wesen und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung verlassen, und dass er verschiedene Änderungen, Substituierungen und Modifizierungen an der vorliegenden Erfindung vornehmen kann, ohne vom Wesen und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 63002247 [0001]
    • US 63025957 [0001]

Claims (20)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend: Bilden einer Photoresistschicht über einem Substrat, umfassend: - Kombinieren eines ersten Vorläufers und eines zweiten Vorläufers in einem Dampfzustand, um ein Photoresistmaterial zu bilden, wobei der erste Vorläufer ein Organometall mit folgender Formel ist: MaRbXc wobei M mindestens eines von Sn, Bi, Sb, In, Te, Ti, Zr, Hf, V, Co, Mo, W, Al, Ga, Si, Ge, P, As, Y, La, Ce und Lu ist, wobei R eine substituierte oder nicht-substituierte Alkyl-, Alkenyl- oder Carboxylatgruppe ist, wobei X eine Halogenid- oder Sulfonatgruppe ist, und wobei 1 ≤ a ≤ 2, b ≥ 1, c ≥ 1, und b + c ≤ 5, und wobei der zweite Vorläufer mindestens eines von einem Amin, einem Boran und einem Phosphin ist; und - Abscheiden des Photoresistmaterials auf dem Substrat; selektives Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung um eine latente Struktur zu bilden; und Entwickeln der latenten Struktur durch Aufbringen eines Entwicklers auf die selektiv belichtete Photoresistschicht, um eine Struktur zu bilden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die aktinische Strahlung extrem-ultraviolette Strahlung ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: Brennen der Photoresistschicht nach dem selektiven Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung, um eine latente Struktur zu bilden, und vor dem Entwickeln der latenten Struktur.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Alkyl-, Alkenyl- oder Carboxylatgruppe durch eine oder mehrere Fluorogruppen substituiert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sulfonatgruppe durch eine oder mehrere Amingruppen substituiert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Photoresistmaterial durch ALD oder CVD über dem Substrat abgeschieden wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: Belichten der Photoresistschicht mit infraroter, sichtbarer oder nahe-ultravioletter Strahlung, vor dem selektiven Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: Bilden einer amorphen, kohlenstoffhaltigen Schicht über dem Substrat, vor dem Bilden der Photoresistschicht.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: Bilden einer Polymerschicht auf Kohlenstoffbasis über dem Substrat, vor dem Bilden der Photoresistschicht.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: Aufbringen eines organischen Silans auf die Photoresistschicht, vor dem selektiven Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung.
  11. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend: Abscheiden einer Photoresist-Zusammensetzung, die eine erste Verbindung und eine zweite Verbindung enthält, über einer Substratoberfläche durch ALD oder CVD, um eine Photoresistschicht zu bilden, wobei das Abscheiden einer Photoresist-Zusammensetzung umfasst: - Kombinieren der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung in einem Dampfzustand, um die Photoresist-Zusammensetzung zu bilden, wobei die erste Verbindung mindestens eines von Folgendem ist: sec-Hexyltris(dimethylamino), t-Hexyl-tris(dimethylamino)-Zinn, i-Hexyltris(dimethylamino)-Zinn, n-Hexyl-tris(dimethylamino)-Zinn, sec-Pentyltris(dimethylamino)-Zinn, t-Pentyl-tris(dimethylamino)-Zinn, i-Pentyltris(dimethylamino)-Zinn, n-Pentyl-tris(dimethylamino)-Zinn, sec-Butyltris(dimethylamino)-Zinn t-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn, i-Butyltris(dimethylamino)-Zinn, n-Butyl-tris(dimethylamino)-Zinn, sec-Butyltris(dimethylamino)-Zinn, i-Propyl-tris(dimethylamino)-Zinn, n-Propyltris(diethylamino)-Zinn und analoge Alkyl-tris(t-butoxy)-Zinn-Verbindungen, einschließlich sec-Hexyl-tris(t-butoxy), t-Hexyl-tris(t-butoxy)-Zinn, i-Hexyltris(t-butoxy)-Zinn, n-Hexyl-tris(t-butoxy)-Zinn, sec-Pentyl-tris(t-butoxy), t-Pentyl-tris(t-butoxy)-Zinn, i-Pentyl-tris(t-butoxy)-Zinn, n-Pentyl-tris(t-butoxy)-Zinn, t-Butyl-tris(t-butoxy)-Zinn, i-Butyl-tris(butoxy)-Zinn, n-Butyltris(butoxy)-Zinn, sec-Butyl-tris(butoxy)-Zinn, i-Propyl-(tris)dimethylamino-Zinn oder n-Propyl-tris(butoxy)-Zinn, und die zweite Verbindung mindestens eines von einem Amin, einem Boran und einem Phosphin ist; und - selektives Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung, um eine latente Struktur zu bilden; Entwickeln der latenten Struktur durch Auftragen eines Entwicklers auf die selektiv belichtete Photoresistschicht, um eine Struktur zu bilden, die einen Abschnitt der Substratoberfläche freilegt; und Entfernen eines Abschnitts des Substrats, der durch das Entwickeln freigelegt wurde.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Entfernen eines Abschnitts des Substrats durch das Entwickeln Ätzen des Substrats umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die aktinische Strahlung extrem-ultraviolette Strahlung ist.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 13, ferner umfassend: Erwärmen der Photoresistschicht auf eine Temperatur von 100 °C bis 200 °C nach dem selektiven Belichten der Photoresistschicht mit aktinischer Strahlung, um eine latente Struktur zu bilden, und vor dem Entwickeln der latenten Struktur.
  15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 14, wobei die erste Verbindung durch eine oder mehrere Fluorogruppen substituiert wird.
  16. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, umfassend: gleichzeitiges Einleiten einer erster Verbindung und einer zweiten Verbindung in eine Kammer, um eine Zusammensetzung der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung zu bilden; Abscheiden der Zusammensetzung der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung über einem Substrat durch CVD, um eine Schicht aus der Zusammensetzung zu bilden, wobei die erste Verbindung eine metallorganische Verbindung ist und die zweite Verbindung aus Folgenden ausgewählt wird: einem Amin, einem Boran, einem Phosphin und Kombinationen davon; strukturweises Belichten der Schicht aus der Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um eine latente Struktur zu bilden; und Entwickeln der strukturweise belichteten Schicht aus der Zusammensetzung, um eine strukturierte Schicht der Zusammensetzung zu bilden.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Amin, Boran oder Phosphin einen Halogenid-Substituenten enthält.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, ferner umfassend: Belichten der Schicht aus der Zusammensetzung mit infraroter, sichtbarer oder nahe-ultravioletter Strahlung vor dem strukturweisen Belichten der Schicht aus der Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung.
  19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 18, ferner umfassend: Bilden einer Polymerschicht über dem Substrat vor dem Abscheiden der Zusammensetzung.
  20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 19, ferner umfassend: Aufbringen eines organischen Silans auf die Schicht aus der Zusammensetzung vor dem selektiven Belichten der Schicht aus der Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung.
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