反转色调图案化的方法技术

本公开涉及反转色调图案化的方法。反转具有非均匀尺寸的特征件的图案的色调的方法。该方法包括在图案化层之上沉积高度保形的硬掩模层，具有不平坦的保护涂层，以及用于使关键尺寸变化最小化的刻蚀方案。

Reverse tone patterning method

The present disclosure relates to a method for inverting tonal patterning. A method of reversing the hue of a pattern with uneven sized features. The method includes depositing a highly conformal hard mask layer over the patterned layer, having an uneven protective coating, and an etching scheme for minimizing the critical size change.

【技术实现步骤摘要】
反转色调图案化的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年11月13日提交的美国临时申请No.62/254,891的依据35U.S.C.§119(e)(1)的权益，该美国临时申请通过参考被并入于此。
技术介绍
纳米制造包括具有100纳米量级或更小的特征件(feature)的非常小结构的制造。其中纳米制造已经具有相当大影响的一个应用是集成电路的加工。半导体加工工业持续谋求在增加在衬底上每单位面积形成的电路的同时更大的产品成品率；因此纳米制造变得越来越重要。纳米制造提供更大的工艺控制而同时允许持续减少形成的结构的最小特征尺寸。现在使用的示例性的纳米制造技术通常被称为纳米压印光刻。纳米压印光刻可用于各种应用，包括例如制造集成器件(诸如CMOS逻辑、微处理器、NAND闪速存储器、NOR闪速存储器、DRAM存储器或诸如MRAM、3D交叉点存储器、Re-RAM、Fe-RAM、STT-RAM之类的其它存储器件等等)的层。示例性的纳米压印光刻工艺被详细描述在许多的发行物中，诸如美国专利No.8,349,241、美国专利No.8,066,930和美国专利No.6,936,194，所有这些通过参考被并入于此。在上述美国专利中的每一个中公开的纳米压印光刻技术包括在可成形的(可聚合的)层中形成浮雕(relief)图案并且将与浮雕图案对应的图案转印到下层的衬底中。衬底可以被耦接到移动台以便获得期望的定位从而便于图案化处理。图案化处理使用与衬底间隔开的模板并且在模板和衬底之间施加可成形的液体。可成形的液体被固化从而形成刚性层，该刚性层具有与接触可成形的液体的模板的表面形状一致的图案。在固化之后，模板与刚性层分离使得模板和衬底间隔开。衬底和固化层然后经受额外的处理从而将浮雕图像转印到衬底中，其对应于固化层中的图案。另外的纳米压印光刻技术包括在先前固化的图案化层之上形成平坦化层并且随后使衬底、固化的图案化层和平坦化层经受额外的处理从而将浮雕图像转印到衬底中，对应于固化层图案的相反或反转。这种处理在用于集成器件制造中的纳米压印光刻中以及其它光刻处理中已经变得越来越重要。然而，在保留适当的刻蚀选择性的同时实现平坦化层的适当平坦化的困难已经限制了这种处理的有效性，尤其在要求关键尺寸为20nm及以下的图案特征件时。
技术实现思路
本专利技术提供了用于产生作为原始浮雕图案(包括具有非均匀尺寸的特征件的原始浮雕图案)的相反或反转的浮雕图案的方法。在本专利技术的一个方面中，该方法包括在原始图案化层之上通过低温沉积(例如，通过原子层沉积(ALD))来沉积保形的硬掩模层，接着在保形的层之上施加不平坦的保护层。在本专利技术的各个方面中，不平坦化的程度可以小于95％或90％或80％或70％或60％，或在一些情况下甚至小于50％或40％或30％平坦。在本专利技术的其它方面中，保护层、保形的层和图案化层的刻蚀速度全部能够被选择，从而增强反转的特征件的关键尺寸(CD)均匀性(即，使CD变化性最小)。在某些方面中，在各自的刻蚀工艺条件下，保护层相对于保形的层具有刻蚀速度选择性ξ1>5，保形的层相对于保护层具有刻蚀选择性ξ2>1，并且图案化层相对于保形的层具有刻蚀选择性ξ3>5。在特定方面中，保形的层是硅氧化物SiO2或铝氧化物Al2O3并且不平坦的保护层为旋涂玻璃(SOG)。附图说明为了能详细地理解本专利技术的特征和优点，可以参考所附附图中示出的实施例进行本专利技术的实施例的更具体的描述。然而，应当注意，所附附图仅示出本专利技术的典型实施例，因此不被认为限制其范围，因为本专利技术可以有其它同等有效的实施例。图1示出具有与衬底间隔开的模子和模板的纳米压印光刻系统的简化侧视图。图2示出图1中示出的衬底的简化视图，该衬底上形成有固化的图案化层。图3-6示出反转色调处理的简化截面图。图7A-7D示出源于图3-6的处理的关键尺寸变化的简化截面图。图8A-8D示出根据本专利技术实施例的反转色调处理的简化截面图。图9A-9C示出不同类型的光刻处理的简化截面图。图10A-10C示出根据本专利技术实施例的处理的示意性截面图。图11示出根据本专利技术实施例的反转色调处理流程。具体实施方式参考附图，并且特别参考图1，其中示出了用来在衬底12上形成浮雕图案的纳米压印光刻系统10。衬底12可以耦接到衬底夹具(chuck)14。如示出的，衬底夹具14为真空夹具。然而，衬底夹具14可以是任何夹具，包括但不限于真空、管脚类型、沟槽类型、静电、电磁、和/或类似物。示例性的夹具被描述在美国专利No.6,873,087中，该美国专利通过参考被并入于此。衬底12和衬底夹具14可以进一步由台(stage)16支撑。台16可以提供沿着x轴、y轴和z轴的平移和/或旋转的运动。台16、衬底12和衬底夹具14也可以被放置在基座(未示出)上。模板18与衬底12间隔开。模板18可以包括具有第一侧和第二侧的主体，其中一侧具有从其朝向衬底12延伸的台面(mesa)20。台面20可以在其上具有图案化表面22。此外，台面20可以被称为模子20。可替代地，模板18可以被形成为没有台面20。模板18和/或模子20可以由如下这种材料形成：包括但不限于，熔融石英、石英、硅、有机聚合物、硅氧烷聚合物、硼硅玻璃、碳氟聚合物、金属、硬化的蓝宝石和/或类似物。如示出的，图案化表面22包括由多个间隔开的凹部24和/或突起26限定的特征件，但是本专利技术的实施例不限于这种配置(例如，平坦的表面)。图案化表面22可以限定任何原始图案，其形成要形成在衬底12上的图案的基础。模板18可以耦接到夹具28。夹具28可以被配置为但不限于，真空、管脚类型、沟槽类型、静电、电磁、和/或其它类似的夹具类型。此外，夹具28可以耦接到压印头30，压印头30又可以能移动地耦接到桥36，使得夹具28、压印头30和模板18可至少在z轴方向上移动。纳米压印光刻系统10可以还包括流体分发系统32。流体分发系统32可以被用来在衬底12上沉积可成形的材料34(例如，可聚合的材料)。可以使用诸如液滴分发、旋涂、浸涂、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、薄膜沉积、厚膜沉积和/或类似物的技术将可成形的材料34放置在衬底12上。可以根据设计考虑在模子22和衬底12之间限定期望体积之前和/或之后在衬底12上布置可成形的材料34。例如，可成形的材料34可以包括如在美国专利No.7,157,036和美国专利No.8,076,386中描述的单体混合物，这两个专利通过参考被并入于此。参考图1和图2，纳米压印光刻系统10还可以包括能源38，能源38沿着路径42引导能量40。压印头30和台16可以被配置为与路径42重叠地放置模板18和衬底12。照相机58可以同样地被与路径42重叠地放置。纳米压印光刻系统10可以由与台16、压印头30、流体分发系统32、源38和/或照相机58通信的处理器54调整，并且可以对存储器56中存储的计算机可读程序操作。或者压印头30或者台16或者两者改变模子20和衬底12之间的距离，从而限定在其之间的由可成形的材料34填充的期望体积。例如，压印头30可以对模板18施加力使得模子20接触可成形的材料34。在用可成形的材料34填充期望体积之后，源38产生能量40，例如紫外辐射，使得可成形的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其特征在于包括：在衬底上形成图案化层，所述图案化层限定具有非均匀尺寸的特征件的浮雕图案；在图案化层的特征件之上通过低温沉积来沉积保形的硬掩模层；在保形的层之上施加不平坦的保护层，所述保护层具有小于95％的平坦化效率PE(PE 95％)，并且其中在第一刻蚀条件下所述保护层相对于保形的层具有至少5的刻蚀选择性ξ1(ξ1≥5)，并且其中在第二刻蚀条件下保形的层相对于保护层具有大于1的刻蚀选择性ξ2(ξ2>1)，并且其中在第三刻蚀条件下图案化层相对于保形的层具有至少5的刻蚀选择性ξ3(ξ3≥5)；在第一刻蚀条件下选择性地刻蚀保护涂层以便暴露在图案突出的特征件的顶部之上延伸的保形的层的顶表面；在第二刻蚀条件下选择性地刻蚀所暴露的保形的层以便暴露在其下方的图案特征件；以及在第三刻蚀条件下选择性地刻蚀所暴露的图案特征件以便暴露衬底并且形成作为浮雕图案的反转图案的图案。

【技术特征摘要】
2015.11.13 US 62/254,891;2016.10.28 US 15/336,9091.一种方法，其特征在于包括：在衬底上形成图案化层，所述图案化层限定具有非均匀尺寸的特征件的浮雕图案；在图案化层的特征件之上通过低温沉积来沉积保形的硬掩模层；在保形的层之上施加不平坦的保护层，所述保护层具有小于95％的平坦化效率PE(PE95％)，并且其中在第一刻蚀条件下所述保护层相对于保形的层具有至少5的刻蚀选择性ξ1(ξ1≥5)，并且其中在第二刻蚀条件下保形的层相对于保护层具有大于1的刻蚀选择性ξ2(ξ2>1)，并且其中在第三刻蚀条件下图案化层相对于保形的层具有至少5的刻蚀选择性ξ3(ξ3≥5)；在第一刻蚀条件下选择性地刻蚀保护涂层以便暴露在图案突出的特征件的顶部之上延伸的保形的层的顶表面；在第二刻蚀条件下选择性地刻蚀所暴露的保形的层以便暴露在其下方的图案特征件；以及在第三刻蚀条件下选择性地刻蚀所暴露的图案特征件以便暴露衬底并且形成作为浮雕图案的反转图案的图案。2.根据权利要求1所述的方法，其中低温沉积是原子层沉积(ALD)。3.根据权利要求1所述的方法，其中不平坦的保护涂层具有至少50％的平坦化效率(PE)(50％≤PE<95％)。4.根据权利要求1所述的方法，其中刻蚀选择性ξ2至少为2(ξ2...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·昆斯纳塔迪诺夫，D·L·拉巴拉克，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP