[发明专利]用于增强图案化的停止蚀刻层沉积

说明书

提出了用于选择性沉积蚀刻停止层以在半导体制造期间增强图案化的方法、系统和计算机程序。一种方法包括以下操作：在衬底的基材(M1)的顶部添加光致抗蚀剂材料(M2)，M2限定用于在M1上方不存在M2的区域中蚀刻M1的图案。该方法还包括以下操作：在添加M2后，用氧化物材料(M3)保形地覆盖衬底；以及在所述保形地覆盖后，用填充材料M4对所述衬底进行间隙填充。此外，在所述间隙填充之后，使停止蚀刻材料(M5)选择性地在M3的暴露表面上生长而不在M4的表面上生长。另外，该方法还包括以下操作：在选择性地生长M5之后，从所述衬底上去除M4；以及在去除M4之后蚀刻所述衬底，以将所述图案转移到M1中。M5添加了蚀刻保护，从而能够更深地蚀刻到M1中。

本申请是国际申请日为2019年05月06日，PCT申请号为PCT/US2019/030929，申请人为″朗姆研究公司″的PCT申请的进入中国国家阶段的发明专利申请(国家申请号为201980031248.5，发明名称为″用于增强图案化的停止蚀刻层沉积″)的分案申请。

优先权主张

本申请要求于2018年5月7日提交的美国专利申请No.15/972,918的优先权权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本文公开的主题通常涉及用于半导体制造装置中的半导体蚀刻的方法、系统和程序。在一些示例中，在半导体制造装置的操作期间提供沉积控制和半导体蚀刻。

背景技术

半导体制造已经看到关键尺寸(CD)的减小和多重图案化成本的指数级增加。半导体制造行业正在向极端紫外线光刻(EUV)图案过渡，以实现通过较少的处理步骤获得较小的CD特征。在许多情况下，EUV光致抗蚀剂(PR)材料以约2：1的深宽比被图案化到硅基材料上。

在EUV工艺期间，当不均匀性导致整个晶片的深宽比变化时，可能发生不期望的效果。当将图案转移到底层时，EUV半导体制造过程中可能会出现另一个问题，其受限于EUVPR承受定义图案的蚀刻工艺的能力。结果，EUV PR很快被消耗，并且不能有效地用于定义底层内的深的图案。

另一个问题是由于EUV可能不会一直穿透到线的底部，因而需要非常厚的EUV PR来成功地将图案成功转移到底层，但这可能会导致线弯曲(例如EUV PR线塌陷)或选择性差(CD损失)。

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

发明内容

示例性的方法、系统和计算机程序针对于蚀刻停止层的选择性沉积，以在半导体制造期间增强图案化。在一些实施方案中，半导体制造工艺包括极紫外光刻(EUV)光致抗蚀剂(PR)材料，但是相同的原理可以与其他图案化技术一起使用。示例仅代表可能的变化。

在一些实现方案中，处于金属氧化物(例如，氧化锆ZrO_x、氧化铝AlO_x、氧化铪HfO_x)形式的蚀刻停止层沉积在EUV PR图案上以在蚀刻步骤期间保护图案。此外，相对于碳基间隙填充材料的CHx表面可以选择性地沉积在SiO₂上的硬掩模的其他示例包括氮化铝A1N、氧氮化铝AlON、氧化钇Y₂O₃、氮化钇YNx和氮氧化钇YO_xN_y。蚀刻停止层使得能够将图案更深地转移到底层中，而不会牺牲关键尺寸(CD)，也不会引起例如当使用细长的PR线时遇到的其他关于线弯曲的问题。