TW202413702A

TW202413702A - 形成光阻底層的高溫方法及形成光阻底層之系統

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Publication number: TW202413702A
Application number: TW112119590A
Authority: TW
Inventors: 冉凡勇
Original assignee: 荷蘭商ＡｓｍＩｐ私人控股有限公司
Priority date: 2022-06-03
Filing date: 2023-05-26
Publication date: 2024-04-01

Abstract

茲揭示形成包括光阻底層及黏著層之結構的方法。例示性方法包括使用電漿增強循環式沉積製程形成黏著層。

Description

形成光阻底層的高溫方法及形成光阻底層之系統

本揭露大致上係關於適於與光阻圖案化技術一起使用之方法及結構。更特定言之，本揭露係關於包括或使用光阻底層而形成之結構以及形成此類結構之方法。

在電子裝置的製造期間，可藉由使用例如氣體相蝕刻製程圖案化基板表面以及從基板表面蝕刻材料，而在基板表面上形成微細的特徵圖案。隨著基板上的裝置密度增加，形成具有較小尺寸的特徵變得越來越符合期望。

光阻通常用於在蝕刻之前圖案化基板之表面。藉由施加一層光阻至基板之表面、遮罩光阻之表面、使光阻之未經遮罩的部分暴露至輻射（諸如紫外光）、以及移除一部分（例如，未經遮罩或經遮罩部分）的光阻，同時在基板表面上留下一部分光阻，可在光阻中形成圖案。

近來，已開發出使用極紫外（extreme ultraviolet, EUV）波長的技術，以顯影具有相對小圖案特徵（例如，10奈米（nm）或以下）的圖案。EUV微影技術可包括使用底層來獲得圖案化特徵中所欲的線寬粗糙度及/或線緣粗糙度。

包括某些底層，諸如包括氧化鈦的結構可包括在相對低溫度下沉積的黏著或黏合層。相對低溫度可能對產量造成負面影響，因為例如，反應室內的部件可能需要加熱超過沉積溫度以進行清潔步驟。許多用於沉積黏著層的前驅物在處於或接近所欲清潔溫度下將不會形成沉積材料。因此，期望有形成包含黏著層之結構的改善方法，特別係在相對高沉積溫度下操作的方法。

本節提出之任何問題及解決方案討論僅為了提供本揭露背景脈絡之目的而包括在本揭露中，且不應視為承認討論之任何或所有內容在作成本發明時為已知。

本揭露之各種實施例係關於用於形成包括光阻底層與黏著層之結構的方法及系統。雖然在下文更詳細地討論本揭露之各種實施例應對先前方法及系統之缺點的方式，大致上，本揭露之各種實施例提供可在相對高溫度下形成黏著層的方法。因此，本文中所描述之方法可展現相對高的產量及相對低的擁有成本。

依據本揭露之例示性實施例，形成包含光阻底層之結構的方法包括提供基板於反應室內、使用第一電漿製程形成上覆於基板表面的光阻底層，及使用第二電漿製程形成黏著層，其中第二電漿製程係在大於75℃、85℃或100℃的溫度下、或在至少100℃且不超過180℃的溫度下或在至少180℃且不超過300℃的溫度下進行。根據此等實施例的實例，形成黏著層的步驟包括提供矽前驅物至反應室、提供無氧氣體至反應室內，及形成活化物種，其與矽前驅物或其衍生物反應而形成黏著層。光阻底層可包括例如氧化矽、碳氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳氮化矽、氧碳氮化矽、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳氧化物、金屬氮氧化物、金屬氧碳氮化物、及金屬碳氮化物中之一或多者。根據此等實施例的進一步實例，矽前驅物包括下列之一或多者：(i)包含主鏈的分子且主鏈包含：Si—(CH ₂) _n—Si，其中n可為約1至約10；或(ii)包含碳-碳雙鍵的分子。在一些情況下，分子包括二個或二個以上矽-氧鍵。在一些情況下，分子包括二個或二個以上矽-氧鍵及一個碳-碳雙鍵。在一些情況下，矽前驅物包括下列之一或多者： (i) 其中n為1或2且每一個R獨立地選自一C1-C2烷基； (ii) 其中n為1或2且每一個R1及R2獨立地選自一C1-C2烷基或一烯官能基； (iii) 其中n為1或2且每一個R1及R2獨立地選自一C1-C2烷基或一烯官能基；或 (iv) 。在一些情況下，矽前驅物的化學式由Si、C、H、及O所組成。

依據本揭露之進一步實施例，形成光阻黏著層的方法包括提供矽前驅物至反應室、提供無氧氣體至反應室內，及形成活化物種，其與矽前驅物或其衍生物反應而形成黏著層，其中形成活化物種的步驟係在大於75℃、85℃或100℃的溫度下、或在至少100℃且不超過180℃的溫度下或在至少180℃且不超過300℃的溫度下進行。矽前驅物可為如上文所註明。

依據本揭露之附加例示性實施例，提供包括光阻底層與黏著層的結構。

依據本揭露之進一步實例，提供用於進行如本文中所描述之方法的系統。例示性系統包括反應室、流體耦接到反應室的矽前驅物源、流體耦接到反應室的惰性氣體源、及經配置以進行如本文中所描述之方法或其一部分的控制器。矽前驅物源可包括容器及如本文中所描述之矽前驅物。

本領域具通常知識者從下列參考附圖之某些實施例的詳細描述將明白此等及其他實施例；本發明不受限於所揭示任何（多個）特定實施例。

雖然下文揭示某些實施例及實例，但應理解，本發明延伸超出具體揭示的實施例及/或其用途以及其明顯的修改及等效物。因此，所揭示本發明的範疇應不受限於下文所描述的特定揭示的實施例。

本揭露大致上係關於形成包括光阻底層（或塊體層）和上覆於底層或塊體層之黏著層的結構的方法、包括光阻底層和黏著層的結構，及關於形成此類結構的系統。如下文更詳細描述，例示性方法可用於形成具有光阻底層與黏著層的光阻底層結構，其提供所欲性質，諸如所欲厚度（例如，小於10或小於5 nm）、相對低表面粗糙度、對光阻的良好附著力、所欲蝕刻選擇率、基板（例如，晶圓）內與基板間兩者的所欲厚度均勻性、高圖案品質（低缺陷數目與高圖案保真度）、低線寬粗糙度(low line width roughness, LWR）、EUV微影製程期間的光阻穩定性，例如，在任何曝光後烘烤（post-exposure bake, PEB）、光阻顯影、基板重工期間及整合相容性。進一步言，如下文更詳細闡述，方法，特別係形成黏著層的步驟，可在相對於其他黏著層形成溫度的相對高溫度下進行，其允許相對高的產量。

如本文中所使用，用語「基板（substrate）」可指包括及/或在其上可沉積一或多層的任何（多個）下伏材料。基板可包括一塊材，諸如矽（例如單晶矽）、其他IV族材料（諸如鍺）或化合物半導體材料（諸如GaAs），並可包括上覆或下伏於該塊材的一或多層。例如，一基板可包括上覆於塊材的若干層之圖案化堆疊。圖案化堆疊可根據應用而變化。進一步言，基板可額外地或替代地包括各種特徵，諸如形成在基板之一層的至少一部分之內或之上的凹部、線及類似者。

在一些實施例中，「膜（film）」係指在垂直於厚度方向的方向上延伸的層。在一些實施例中，「層（layer）」係指一形成於表面上之具有某一厚度之材料、或者膜或非膜結構之同義詞。一膜或層可由具有某些特性之離散單一膜或層或者由多個膜或層所構成，且相鄰膜或層之間的邊界可清晰或可不清晰，並可或可不基於物理、化學、及/或任何其他特性、形成製程或序列、及/或相鄰膜或層之功能或目的而建立。進一步言，一層或膜可係連續或不連續。

在本揭露中，「氣體（gas）」可包括在常溫及常壓下為氣體之材料、汽化固體及/或汽化液體，並可取決於上下文由一單一氣體或一氣體混合物構成。非製程氣體之外的氣體，亦即，未穿行通過氣體分配組件，諸如，噴淋頭、其他氣體分配裝置或類似者而引入的氣體，可用於例如密封反應空間，且可包括一密封氣體，諸如稀有氣體。

在一些情況下，諸如在材料沉積之上下文中，用語「前驅物（precursor）」可指參與產生另一化合物之化學反應的化合物，且特別係指構成膜基質或膜之主要架構的化合物，而用語「反應物（reactant）」可指在一些情況下有別於前驅物之化合物，其使前驅物活化、將前驅物改質、或催化前驅物之反應；反應物可提供元素（諸如O、N或C）至膜基質並變為膜基質之一部分。在一些情況下，用語「前驅物（precursor）」及「反應物（reactant）」可互換使用。用語「惰性氣體（inert gas）」係指在可察覺的程度上不參加化學反應的氣體及/或當例如射頻（radio frequency, RF）或微波功率施加以形成電漿時激發前驅物的氣體，但不同於作為反應物，惰性氣體無法在可察覺的程度上變為膜基質之一部分。

用語「循環（cyclic）沉積製程」或「循環式（cyclical）沉積製程」可指脈衝輸送前驅物流至反應室、反應物流至反應室、或電漿功率中之一或多者的製程。循環式沉積製程包括例如處理技術，諸如原子層沉積（atomic layer deposition, ALD）、循環式化學氣相沉積（cyclical chemical vapor deposition, 循環式CVD）、及包括ALD組分與循環式CVD組分的混成循環式沉積製程。

用語「原子層沉積（atomic layer deposition, ALD）」可指氣相沉積製程，其中沉積循環，典型是複數個接續的沉積循環，在製程室中施行。當使用（多個）前驅物及/或反應物及/或電漿功率脈衝進行時，用語「原子層沉積」如本文中所使用，亦意味著包括由相關用語所指定的製程，諸如化學氣相原子層沉積。

大致上，對於ALD製程而言，在各循環期間，前驅物係引入至反應室並化學吸附到沉積表面（例如，可包括來自先前ALD循環的先前沉積材料或其他材料的基板表面），形成不易與額外前驅物起反應（亦即自限反應）的約一單層或次單層材料。其後，在一些情況下，可後續將一反應物（例如，另一前驅物或反應氣體或惰性氣體）引入至製程室中，用於將化學吸附的前驅物轉換至在沉積表面上的所欲材料。反應物/惰性氣體可係能夠與前驅物進一步起反應或相互作用。可在一或多個循環期間採行沖洗步驟來移除製程室中任何過量的前驅物，及/或移除反應室中任何過量的反應物及/或反應副產物。

在本揭露中，「連續地」可指不中斷真空、在時間線上沒有中斷、沒有任何實質中介步驟、沒有改變處置條件、緊隨其後作為下一步驟、或在一些實施例中在兩個結構或層之間沒有中介離散物理或化學結構或層中之一或多者。例如，反應物及/或惰性氣體或稀有氣體可在方法之二個或二個以上步驟及/或循環期間連續地供應。

在本揭露中，變量之任兩個數字可構成變量之可工作範圍，且所指出之任何範圍可包括或排除端點。此外，所指出的變量之任何值（無論該等值是否以「約」來指示）可指精確值或近似值並包括等效值，且在一些實施例中可指平均值、中間值、代表值、多數值等。進一步言，在本揭露中，在一些實施例中，用語「包括」、「由…構成」與「具有」可獨立地指「典型或廣泛地包含」、「包含」、「基本上由…所組成」或「由…所組成」。依據本揭露之態樣，用語之任何定義含義不必然排除該等用語的尋常及慣例含義。

現翻至圖式，圖1繪示依據本揭露之例示性實施例，形成包含光阻底層之結構的方法100。方法100包括下列步驟：提供基板（步驟102）、形成底層（步驟104），及形成黏著層（步驟106）。

步驟102包括提供基板，諸如本文中所描述之基板。基板可包括待後續蝕刻之一或多層，包括一或多個材料層。舉例而言，基板可包括待蝕刻之沉積氧化物、天然氧化物及/或非晶碳層。基板可包括下伏於待蝕刻之（多個）材料層的若干層。

在步驟104期間，使用第一電漿製程，在基板的表面上形成塊體底層層（通常在本文中稱為底層）。第一電漿製程可係第一循環式沉積製程。使用循環式沉積製程可符合期望，因為此類製程允許形成具有所欲厚度的底層，例如，小於10 nm或小於或約等於5 nm或介於約2 nm與約10 nm之間、具有改善厚度均勻性，即，於基板內與基板間兩者。

依據本揭露之實例，反應室內的溫度在步驟104期間可係低於500℃、低於300℃、低於100℃或介於約50℃與約500℃之間、或介於約50℃與約300℃之間或介於約50℃至約100℃之間、或大於75℃、85℃或100℃、或在至少100℃且不超過180℃的溫度下或在至少180℃且不超過300℃的溫度下。反應室內的壓力在步驟104期間可係介於約200 帕（Pa）與約800 Pa之間或介於約100 Pa與約2000 Pa之間。

依據本揭露之例示性實施例，步驟104包括形成或沉積矽或金屬氧化物、矽或金屬氮化物、及矽或金屬氮氧化物中之一或多者。此類氧化物、氮化物、及/或氮氧化物亦可包括碳。

底層可包括例如氧化矽、碳氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳氮化矽、氧碳氮化矽、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳氧化物、金屬氮氧化物、金屬氧碳氮化物、及金屬碳氮化物中之一或多者。金屬可包括例如選擇自由鈦、鉭、鎢、錫、及鉿所組成之群組的一或多個金屬。在一些情況下，底層包括碳。可在底層沉積時將碳併入底層中，及/或可於底層的表面施加碳處理。額外地或替代地，含碳層或其他層可沉積至底層的表面上。

適用於根據步驟104形成底層的第一循環式製程202（例如，第一（循環式）電漿製程）繪示於圖2。第一循環式製程202可包括將包含金屬或矽之（例如，第一）前驅物脈衝輸送到反應室中（步驟206）及形成第一電漿（步驟210）。第一循環式製程202亦可包括沖洗步驟208及212。在方法100前進到步驟106之前，循環式製程202可重複例如約1至約10或約100至約500次。

在一些情況下，用於形成底層的循環式製程可包括(A)將包含金屬的第一前驅物脈衝輸送到反應室中；(B)將包含氧化劑及/或氮化劑的第二前驅物或反應物脈衝輸送到反應室中；及(C)將碳前驅物脈衝輸送到反應室中。脈衝中之各者可藉由沖洗步驟來分開。進一步言，每一脈衝步驟或脈衝步驟組合（例如，脈衝步驟(A)和(B)）可在進行下一步驟之前重複多次，以調整底層的組成。例如，(AB)：C的比率範圍可係約1：1至約1：10。除非另外註明，否則步驟(A)和(B)或步驟(A)、(B)和(C)可依任何順序進行，並可重複該等步驟的各種組合。在此等情況下，可在步驟(A)、(B)和(C)中之一或多者期間形成電漿，諸如(B)及/或(C)。

依據本揭露之例示性態樣，在步驟206期間提供包含矽的前驅物。在一些情況下，矽前驅物亦可包括碳。適用於形成底層的例示性矽前驅物包括下文結合製程204提及的矽前驅物。

依據本揭露之其他例示性態樣，在步驟206期間提供的前驅物包含金屬。在此等情況下，前驅物可包括過渡金屬，諸如選擇自由鈦、鉭、鎢、錫及鉿所組成之群組的一或多個金屬。包含金屬的前驅物亦可包括碳，例如直接或間接鍵結至金屬原子的一或多個有機基團。舉特定實例而言，包含金屬的前驅物可包括金屬鹵化物或金屬有機化合物；或有機金屬化合物，諸如四(二甲基胺基)鈦（tetrakis(dimethylamino)titanium, TDMAT）、異丙醇鈦（titanium isopropoxide, TTIP）、氯化鈦（TiCl）、四(乙基甲基胺基)鉿（tetrakis(ethylmethylamino)hafnium, TEMAHf）、氯化鉿（HfCl）、三甲基鋁（trimethylaluminum, TMA）、三乙基鋁（triethylaluminium, TEA）、其他金屬鹵化物、或其他含金屬化合物中之一或多者。

當使用時，碳前驅物可包括任何合適的有機化合物，諸如包含碳及氧的化合物。在一些情況下，碳前驅物亦可包括氮。碳前驅物可選擇成與例如金屬氧化物的-OH終端表面及/或與金屬氮化物的-NH ₂終端表面起反應。合適的碳前驅物實例包括有機化合物（諸如酸酐（例如，乙酸酐））、甲苯、二乙二醇、三乙二醇、乙醛及有機矽化合物，諸如矽烷及矽氧烷中之一或多者。例示性有機矽化合物包括(n,n-二甲基胺基)三甲基矽烷、三甲氧基(十八烷基)矽烷、六甲基二矽氮烷、三甲氧基(3,3,3-三氟丙基)矽烷、三甲氧基苯基矽烷、三氯(3,3,3-三氟丙基)矽烷及六甲基二矽氮烷。

包括載體氣體的前驅物流動速率可介於約10與約6000 sccm之間。步驟206期間之前驅物饋送或脈衝時間可大於0.01秒、或大於0.15秒、或介於約0.1與約2秒之間或介於約0.01與約4秒之間。

在步驟210期間，反應物或惰性氣體中之一或多者可提供至反應室以形成電漿。在步驟210期間提供的反應物可包括氧化反應物、氮化反應物、還原劑，諸如含氫反應物、及/或惰性氣體。氧化及/或氮化反應物包括包括氧及氮中之一或多者的反應物。在一些情況下，反應物可包括氮與氧兩者。又，在一些情況下，二個或二個以上的氧化及/或氮化反應物可以重疊方式提供至反應室。可用於在步驟210期間形成電漿之反應物及惰性氣體的特定實例包括Ar、He、N ₂、O ₂、CO、CO ₂、N ₂O、H ₂和類似者及其任何組合物。

在一些情況下，在製程202的一或多個沉積循環期間，可使反應物連續地流動至反應室。步驟210期間之反應物流動速率可介於約5與約100 sccm之間或介於約0.1與約6 slm之間。

在步驟210期間，可利用第一電漿製程，使反應物及/或惰性氣體暴露於（例如，直接）電漿，以形成激發物種用於例如電漿輔助原子層沈積（plasma enhanced atomic layer deposition, PEALD）製程。

依據本揭露之實例，第一電漿製程的電漿功率可小於150 瓦（W）、或介於約10與約150 W之間、或介於約10與約400 W之間或介於約10與1000 W之間。步驟210期間的電漿開啟時間可小於4秒或小於2秒或介於約0.1與約4秒之間。電漿電極與基板間的間隙可介於約7 毫米（mm）與約15 mm之間或介於約6 mm與約18 mm之間。

在沖洗步驟208和212期間，可將任何過量前驅物及/或任何反應副產物沖洗出反應室。可藉由例如供應惰性氣體及/或反應物至反應室及/或使用真空源來進行沖洗。步驟208或步驟212期間的沖洗時間例如可介於約0.2與約0.6秒之間、或介於約0.15與約1秒之間、或介於約0.1與約4秒之間。

一旦形成底層，在步驟106期間利用第二電漿製程（例如，第二循環式電漿沉積製程）形成黏著層。步驟106可在相同反應室內且無空氣及/或真空中斷下原位進行。

步驟106可使用製程204進行，如圖2所繪示。步驟106/製程204可係或包括循環式沉積製程，諸如第二循環式電漿沉積製程（例如，PEALD製程）。例如，製程204可包括提供（例如，脈衝輸送）矽前驅物至反應室（步驟214）及形成活化物種（步驟218）。步驟218可包括例如提供無氧氣體至反應室中及使用無氧氣體形成電漿來形成活化物種，其與矽前驅物或其衍生物反應而形成黏著層。製程204另可包括沖洗步驟216、220，其可同於或類似於沖洗步驟208、212，考慮到可用於相應製程202、204的任何反應物差異。製程204（亦即，步驟214-220）可重複數次，例如，約10至約50或約150至約200或約300至約400或約100至約500次。黏著層的厚度可大於0 nm且小於2 nm。

步驟106/製程204期間的溫度與壓力可同於或類似於或不同於步驟102及/或104。依據本揭露之實例，製程204係在大於75℃、85℃或100℃的溫度下、或在至少100℃且不超過180℃的溫度下或在至少180℃且不超過300℃的溫度下進行。

在步驟214期間，提供矽前驅物至反應室。依據本揭露之實例，矽前驅物不包含氮。無氮之前驅物可有益用於形成黏著層，因為據信氮由於存在氮原子而會展現毒害效應。

依據本揭露之實例，矽前驅物可包括下列之一或多者： (i)包含一主鏈的一分子且該主鏈包含： Si—(CH2)n—Si，其中n為約1至約10；或 (ii)包含一碳-碳雙鍵的一分子。

依據進一步實例，分子包含二個或二個以上矽-氧鍵。在一些情況下，分子包含四個或四個以上矽-氧鍵。額外地或替代地，分子可包括二個或二個以上矽-氧鍵及一個碳-碳雙鍵。

依據進一步實例，矽前驅物由或基本上由Si、C、H、及O所組成，其可在載體氣體的協助下提供至反應室。舉例而言，矽前驅物包含下列之一或多者： (i) 其中n為1或2且每一個R獨立地選自一C1-C2烷基； (ii) 其中n為1或2且每一個R1及R2獨立地選自一C1-C2烷基或一烯官能基； (iii) 其中n為1或2且每一個R1及R2獨立地選自一C1-C2烷基或一烯官能基；或 (iv) 。

舉例而言，矽前驅物可選自由下列所組成群組中之一或多者：1,2-雙(三乙氧基矽基)乙烷、1,2-雙(甲基二乙氧基矽基)乙烷、雙(乙氧基二甲基矽基)甲烷、及二甲氧基甲基乙烯基矽烷。在一些情況下，步驟216中所提供的矽前驅物可包括和步驟206期間所提供一樣的矽前驅物。

在步驟214期間矽前驅物及任何載體氣體的流動速率可介於約10 sccm與約6000 sccm之間。步驟214的持續時間可介於約0.1 s與約4 s之間。在步驟216期間，可在步驟214之後，將過量矽前驅物及/或任何反應副產物沖洗出反應室。

在步驟218期間，提供無氧氣體至反應室中。無氧氣體可係或包括Ar、He、Ne、Kr、H ₂及Xe中之一或多者。無氧氣體的流動速率可為約3 slm至約6 slm或約2 slm至約8 slm或約1 slm至約12 slm。在一些情況下，可在步驟214-220中之一或多者期間連續地提供無氧氣體。

又在步驟218期間，使用無氧氣體形成電漿。形成電漿的功率可介於約30 W與約400 W之間或介於約10 W與約1000 W之間。形成電漿之功率的頻率可介於約200 千赫茲（kHz）與約2.45千兆赫茲（GHz）之間。供應功率以形成電漿之步驟的持續時間可介於約0.1 s與約4 s之間。

圖3繪示依據本揭露之進一步實例形成光阻黏著層300的方法。方法300可類似於或同於製程204，除了方法300不一定需接在製程202之後。方法300包括下列步驟：提供基板於反應室內（步驟302）、提供矽前驅物至反應室（步驟304），及形成活化物種，其與矽前驅物或其衍生物反應而形成黏著層（步驟308）。方法300亦可包括沖洗步驟306和310。

步驟302可同於或類似於上述步驟102。步驟304-310可同於或類似於步驟214-220。例如，步驟308可包括提供無氧氣體至反應室中及形成電漿。

圖4繪示適於與製程202及/或204及/或方法300一起使用的沈積循環的時間序列400。如所繪示，反應物及/或惰性氣體可經由一或多個前驅物脈衝404及/或一或多個電漿功率脈衝406連續地提供至反應室（管線402）。例示性前驅物及功率脈衝描述於上文相關步驟206、210、214及218。如上文所註明，可重複沉積循環。

圖5繪示依據本揭露之例示性實施例的結構500。結構500可使用例如方法100及/或時間序列400來形成。

如所繪示，結構500包括基板502、材料層504、光阻底層506、黏著層510、及光阻層508。黏著層510係在底層506與光阻層508之間並與其等接觸。

基板502可包括如上文所描述之基板。舉例而言，基板502可包括半導體基板，諸如塊材，諸如矽（例如，單晶矽）、其他IV族半導體材料、III-V族半導體材料、及/或II-VI族半導體材料，且可包括上覆於該塊材的一或多層（例如，圖案化堆疊）。進一步言，如上文所註明，基板502可包括各種拓撲結構，諸如形成在基板之一層的至少一部分之內或之上的凹部、線及類似者。

材料層504可利用如本文中所描述之光阻底層、黏著層和光阻層來圖案化及蝕刻。適用於材料層504的例示性材料包括例如氧化物，諸如天然氧化物或場氧化物。其他例示性材料層504材料包括非晶碳、氮化物、其他氧化物、矽、及附加膜（例如，自組裝單層（例如，六甲基二矽氮烷（hexamethyldisilazane, HMDS）））。

底層506可包括根據本文中所描述之方法（例如，方法100）所形成的塊體底層，及/或具有如本文中所描述之性質及/或材料。例示性底層包括矽或金屬氧化物、矽或金屬氮化物、及矽或金屬氮氧化物中之一或多者，其任一者可包括或不包括碳。例如，底層506可包括氧化矽、碳氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳氮化矽、氧碳氮化矽、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳氧化物、金屬氮氧化物、金屬氧碳氮化物、及金屬碳氮化物中之一或多者。

底層506的厚度可取決於材料層504的組成、材料層504的厚度、光阻的類型等。依據本揭露之實例，底層506的厚度為小於10 nm、或小於或約5 nm、或介於約3 nm與約10 nm之間或介於約2 nm與約10 nm之間。若底層506太厚，則在蝕刻步驟後可能餘留殘留的底層材料。若底層506太薄，則底層506可能無法在蝕刻製程期間提供所欲圖案轉移。

黏著層510符合期望地展現出如本文中所描述的良好黏著力及其他性質。依據本揭露之實例，黏著層510包括矽，且可選擇性包括碳、氫及氧中之一或多者。如上文所註明，黏著層510可符合期望地不包括氮。

為在光阻層508與底層506之間提供所欲黏著力，黏著層510可具有或調整成具有所欲表面化學性質，例如，量化為表面能，其進一步分類成表面能的極性部分與表面能的分散性部分。

舉例而言，因採用無氧氣體來形成黏著層510，當將矽前驅物引入至膜上時，懸鍵（dangling bond）潛在地表現為表面反應位點並導致化學吸附。因此，矽前驅物結構中的配位體（例如，CHx配位體）最終可留存在表面上，其導致所欲的表面自由能。黏著層510本質上可為SiOC，末端為表面烴。

光阻層508可係或包括正型或負型（例如，EUV）光阻。

現翻至圖6，繪示依據本揭露之例示性實施例的反應器系統600。反應器系統600可用於進行如本文中所描述之一或多個步驟或子步驟，及/或用以形成如本文中所描述之一或多個結構或其部分。

反應器系統600包括一般在反應室602的內部601（反應區）中平行且面向彼此的一對導電平板電極614、618。雖以一個反應室602來闡述，但反應器系統600可包括二個或二個以上反應室。藉由從（多個）電漿功率源608施加例如RF功率至一個電極（例如，電極618）及令另一個電極（例如，電極614）電性接地，可在內部601內激發電漿。溫度調節器603（例如，提供熱及/或冷卻）可提供於下部基台614（下部電極），且置放在其上的基板622的溫度可保持在一所欲溫度，諸如上述溫度。電極618可當作氣體分配裝置，諸如噴灑板或噴灑頭。前驅物氣體、反應物氣體、及載體或惰性氣體（若有）或類似者可利用一或多個氣體管線（例如，分別耦接至反應物源607及前驅物（例如，矽）源605的反應物氣體管線604及前驅物氣體管線606）引入至反應室602中。例如，惰性氣體及反應物（例如，如上所述）可利用管線604引入至反應室602中，及/或前驅物及載體氣體（例如，如上所述）可利用管線606引入至反應室中。雖以兩個進氣管線604、606來闡述，但反應器系統600可包括任何適合數量的氣體管線。

在反應室602中，可提供具有排氣管線621的圓管620，反應室602之內部601中的氣體可通過其而排放至排氣源610。此外，轉移室623可配備有密封氣體管線629，藉以將密封氣體透過轉移室623的內部（轉移區）引入至反應室602的內部601，其中可提供分隔板626來隔開反應區和轉移室623（此圖省略供基板轉移進出轉移室623的閘閥）。轉移室623亦可配備有耦接至排氣源610的排氣管線627。在一些實施例中，載體氣體連續流動至反應室602可使用流通系統（flow-pass system, FPS）來完成。

反應器系統600可包括一或多個控制器612，其經程式化或以其他方式配置以致使如本文中所描述之一或多個方法步驟被施行。如所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解，（多個）控制器612係與反應器的各種功率源、加熱系統、泵、機器人系統及氣體流量控制器或閥相耦接。舉例而言，控制器612可經配置以控制前驅物、反應物及/或惰性氣體進入一或多個反應室中之至少一者中的氣體流動，以形成所述層。控制器612可進一步經配置以提供功率而形成電漿，例如，在反應室602內。控制器612同樣可經配置以進行如本文中所描述之額外步驟。

控制器612可包括電子電路及軟體，以選擇性操作閥、歧管、加熱器、泵、及其他包括在系統600中的部件。此類電路及部件操作以自相應源引入前驅物、反應物、及沖洗氣體。控制器612可控制氣體脈衝序列的時間、基板及/或反應室的溫度、反應室內的壓力、電漿功率及各種其他操作，以提供系統600的適當操作，諸如在時序序列100進行時。

控制器612可包括控制軟體，以電性地或氣動地控制閥，進而控制前驅物、反應物及/或沖洗氣體進出反應室602的流動。控制器612可包括執行某些任務之模組，諸如軟體或硬體部件，例如，現場可程式化邏輯閘陣列（field programmable gate array, FPGA）或特定應用積體電路（application specific integrated circuit, ASIC）。模組可有利地經配置以常駐在控制系統的可定址儲存媒體，及經配置以執行一或多個製程。

在一些實施例中，可使用雙室反應器（用於處理基板且彼此緊密裝設的兩個區段或隔室），其中反應物氣體及稀有氣體可透過共用管線來供應，而前驅物氣體透過非共用管線供應。

在系統600的操作期間，諸如半導體晶圓的基板係從例如基板處置區623轉移至內部601。一旦（多個）基板轉移至內部601，一或多個氣體，諸如前驅物、反應物、載體氣體及/或沖洗氣體）便引入至反應室602中。

上文所描述的本揭露之實例實施例並未限制本發明的範疇，由於此等實施例僅為本發明之實施例之實例。任何等效實施例係意欲落入本發明之範疇內。實際上，除本文中所示出及所描述之實施例外，本領域中具通常知識者還可從本說明書明白本揭露的各種修改，諸如所描述元件的替代有用組合。此類修改及實施例亦意欲落入文後之申請專利範圍的範疇內。

100:方法 202,204:製程 102,104,106,206,208,210,212,214,216,218,220,302,304,306,308,310:步驟 300:方法 400:時間序列 402:線 404:前驅物脈衝 406:電漿功率脈衝 500:結構 502:基板 504:材料層 506:底層 508:光阻層 510:黏著層 600:反應器系統 601:內部 602:反應室 603:溫度調節器 604,606:管線 605:前驅物源 607:反應物源 608:電漿功率源 610:排氣源 612:控制器 614,618:電極 620:圓管 621:排氣管線 622:基板 623:轉移室/基板處置區 626:分隔板 627:排氣管線 629:密封氣體管線

可在連同下列闡釋性圖式考慮時，藉由參考實施方式及申請專利範圍而衍生對本揭露之例示性實施例的更完整理解。圖1繪示依據本揭露之例示性實施例的方法。圖2繪示依據本揭露之例示性實施例的另一方法。圖3繪示依據本揭露之例示性實施例的另一方法。圖4繪示依據本揭露之實例的時間序列。圖5繪示依據本揭露之例示性實施例的結構。圖6繪示經配置用於執行如本文中所描述之方法的系統。

將瞭解，圖式中的元件係出於簡單及清楚起見而繪示，且未必按比例繪製。例如，可相對於其他元件將圖式中之一些元件之尺寸擴大以有助於改善對本揭露之所繪示實施例的理解。

100:方法

102,104,106:步驟

Claims

一種形成包含光阻底層之結構的方法，該方法包含下列步驟：提供一基板於一反應室中；使用一第一電漿製程形成上覆於該基板之一表面的一光阻底層；及使用一第二電漿製程形成一黏著層，該第二電漿製程包含：提供一矽前驅物至該反應室；提供無氧氣體至該反應室內；及形成活化物種，其與該矽前驅物或其一衍生物反應而形成該黏著層，其中該第二電漿製程係在大於75℃、85℃或100℃的溫度下、或在至少100℃且不超過180℃的溫度下或在至少180℃且不超過300℃的溫度下進行。
如請求項1所述之方法，其中該光阻底層包含氧化矽、碳氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳氮化矽、氧碳氮化矽、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳氧化物、金屬氮氧化物、金屬氧碳氮化物、及金屬碳氮化物中之一或多者。
如請求項1或請求項2所述之方法，其中形成該光阻底層的步驟包含形成一金屬氧化物。
如請求項3所述之方法，其中該金屬氧化物包含鈦、鉭、鎢、錫、及鉿中之一或多者。
如請求項1或請求項2所述之方法，其中形成該光阻底層的步驟包含形成一氧化矽。
如請求項1至5中任一項所述之方法，其中該矽前驅物包含下列之一或多者： (i)包含一主鏈的一分子且該主鏈包含： Si—(CH ₂) _n—Si，其中n介於約1與約10之間；或 (ii)包含一碳-碳雙鍵的一分子。
如請求項6所述之方法，其中該分子包含二個或二個以上矽-氧鍵。
如請求項6或請求項7所述之方法，其中該分子包含四個或四個以上矽-氧鍵。
如請求項6至8中任一項所述之方法，其中該分子包含二個或二個以上矽-氧鍵及一個碳-碳雙鍵。
如請求項1至9中任一項所述之方法，其中該矽前驅物不包含氮。
如請求項1至10中任一項所述之方法，其中該矽前驅物包含下列之一或多者： (i) 其中n為1或2且每一個R獨立地選自一C1-C2烷基； (ii) 其中n為1或2且每一個R1及R2獨立地選自一C1-C2烷基或一烯官能基； (iii) 其中n為1或2且每一個R1及R2獨立地選自一C1-C2烷基或一烯官能基；或 (iv) 。
如請求項1至11中任一項所述之方法，其中該矽前驅物的一化學式由Si、C、H、及O所組成。
如請求項1至12中任一項所述之方法，其中該矽前驅物包含1,2-雙(三乙氧基矽基)乙烷、1,2-雙(甲基二乙氧基矽基)乙烷、雙(乙氧基二甲基矽基)甲烷、及二甲氧基甲基乙烯基矽烷中之一或多者。
如請求項1至13中任一項所述之方法，其中該光阻底層係使用該矽前驅物形成。
如請求項1至14中任一項所述之方法，其中該第一電漿製程包含一第一循環式電漿沉積製程。
如請求項1至14中任一項所述之方法，其中該第二電漿製程包含一第二循環式電漿沉積製程。
如請求項15及16中任一項所述之方法，其中該第一循環沉積製程係重複約1至約10次或約100至約500次。
如請求項15至17中任一項所述之方法，其中該第二循環沉積製程係重複約10至約50次或約100至約500次。
一種形成一光阻黏著層的方法，該方法包含下列步驟：提供一矽前驅物至該反應室；提供無氧氣體至該反應室內；及形成一活化物種，其與該矽前驅物或其一衍生物反應而形成該黏著層，其中形成該活化物種的步驟係在大於75℃、85℃或100℃的溫度下、或在至少100℃且不超過180℃的溫度下或在至少180℃且不超過300℃的溫度下進行。
如請求項19所述之方法，其中該方法包含一電漿增強循環式沉積製程。
如請求項19或請求項20所述之方法，其中該矽前驅物包含下列之一或多者： (i) 其中n為1或2且每一個R獨立地選自一C1-C2烷基； (ii) 其中n為1或2且每一個R1及R2獨立地選自一C1-C2烷基或一烯官能基，或 (iii) 其中n為1或2且每一個R1及R2獨立地選自一C1-C2烷基或一烯官能基， (iv) 。
一種結構，係根據請求項1至21中任一項所述之方法所形成。
如請求項22所述之結構，其進一步包含上覆於並接觸該黏著層的一極紫外(extreme ultraviolet, EUV)光阻。
一種用於形成一黏著層之反應器系統，該系統包含：一反應室；一矽前驅物源，其流體耦接到該反應室；一惰性氣體源，其流體耦接到該反應室；及一控制器，其經配置以進行如請求項1至21中任一項所述之方法。