[发明专利]利用离子植入的极紫外光光致抗蚀剂的效能改善

说明书

一种对衬底进行图案化的方法可包括：在所述衬底上提供毯覆式光致抗蚀剂层；向所述毯覆式光致抗蚀剂层中执行植入物质的离子植入程序，所述植入物质在极紫外光(EUV)范围中的波长下包括增强的吸收效率；以及在所述执行所述离子植入程序之后，执行图案化曝光，以将所述毯覆式光致抗蚀剂层曝光于极紫外光辐射。

[相关申请]

本申请主张于2017年8月18日提出申请的美国临时申请案第62/547,418号的优先权，所述美国临时申请案全文并入本申请。

技术领域

本发明涉及一种用于制造装置的技术，尤其涉及一种用于改善衬底图案化光致抗蚀剂的技术。

背景技术

包括化学增幅光致抗蚀剂(chemically amplified photoresist，CAR)在内的已知光致抗蚀剂材料对于在极紫外光(Extreme Ultraviolet，EUV)微影中应用来说面临许多挑战。为实现较高解析度和/或较低线边缘粗糙度及线宽度粗糙度(line-edge and line-width roughness，LER/LWR)，化学增幅光致抗蚀剂材料需用量要求使用高的极紫外光剂量，鉴于极紫外光功率的高成本，此高的剂量可能是不经济的。举例来说，在极紫外光辐射到达待曝光衬底之前，多达96％的极紫外光功率损失在极紫外光系统的光学器件中。在过去的几年中，一直在探索例如金属氧化物光致抗蚀剂及含金属光致抗蚀剂等替代性光致抗蚀剂系统。此类替代性光致抗蚀剂系统所提供的优点包括对入射极紫外光光子的吸收增加以及蚀刻选择性更佳，从而使得能够使用较薄光致抗蚀剂层来对衬底进行图案化。

关于已知金属氧化物光致抗蚀剂架构或金属系光致抗蚀剂架构的使用也存在数种限制。一种限制是将金属氧化物纳米颗粒纳入光致抗蚀剂基质中的光致抗蚀剂材料的有限寿命。为提供可接受的保质期，这些光致抗蚀剂材料可采用稳定剂来使纳米颗粒悬浮液稳定，从而增加了成本且降低了光致抗蚀剂材料的敏感度。

此外，将纳米颗粒悬浮液施配在光致抗蚀剂内并在纳米长度尺度下维持纳米颗粒悬浮液在光致抗蚀剂内的可接受均匀度可特别具有挑战性。可在光致抗蚀剂调配中使用的敏化剂中的许多敏化剂也容易在软烘烤操作期间发生升化，从而引起额外的不均匀度。此种不均质性可使得难以控制线宽度粗糙度并且难以控制临界尺寸(critical dimension，CD)。

由于金属系光致抗蚀剂是高度抗蚀的，因此与传统的化学增幅光致抗蚀剂材料相比，可施加更薄层的金属系光致抗蚀剂来对衬底进行图案化，例如薄至～15nm。较薄的膜赋予不太容易发生图案塌缩的优点，而且要求使用较小的光致抗蚀剂体积并因此使得较少光子被吸收。因此，此类薄光致抗蚀剂可能会引起较多的噪声以及较糟的线边缘粗糙度及线宽度粗糙度。增加膜厚度存在产生具有“T形顶(T-topping)”结构的经图案化光致抗蚀剂特征的风险，其中光致抗蚀剂特征在图案化及显影之后可在横截面中展现出“T”形状。也就是说，因金属敏化剂的强吸收，光子可用性随着光致抗蚀剂的厚度而衰减。由于光致抗蚀剂特征的顶部处的光子密度较大，且由于大多数现有的金属系光致抗蚀剂是负色调，因此此种光子衰减会得到类似于“T”或颠倒的金字塔的光致抗蚀剂轮廓。尽管负色调光致抗蚀剂对于改善小间距解析度来说通常是较佳的，然而此种优点被T形顶问题所抵消。

采用含有金属氧化物颗粒或金属颗粒的光致抗蚀剂的另一问题在于，因光致抗蚀剂与在极紫外光微影工具的扫描器中所使用的氢之间的反应，在所述扫描器中可形成金属氢化物。金属氢化物可沉积在极紫外光镜表面上，从而缩短了光学器件的寿命。

关于这些及其他考虑，提供本发明实施例。

发明内容

在一个实施例中，一种对衬底进行图案化的方法可包括：在所述衬底上提供毯覆式光致抗蚀剂层；向所述毯覆式光致抗蚀剂层中执行植入物质的离子植入程序，所述植入物质在极紫外光(EUV)范围中的波长下包括增强的吸收效率。所述方法可进一步包括：在所述执行所述离子植入程序之后，执行图案化曝光，以将所述毯覆式光致抗蚀剂层曝光于极紫外光辐射。