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公開番号2025105706
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2025069214,2024197800
出願日2025-04-21,2020-06-24
発明の名称金属含有レジストのリソグラフィ性能を向上させるためのベーキング方法
出願人ラムリサーチコーポレーション,LAM RESEARCH CORPORATION
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H01L 21/027 20060101AFI20250703BHJP(基本的電気素子)
要約【解決手段】本明細書の様々な実施形態は、反応ガス種の存在下で半導体基板上の含金属をベーキングするための方法、装置、およびシステムに関する。例えばこの方法は、その上にフォトレジスト層を有する基板を処理チャンバに受け入れ、フォトレジスト層は、金属含有フォトレジスト材料を含み、ガス源からガス供給ラインを通じて処理チャンバに反応ガス種を流し、処理チャンバにおいて基板を反応ガス種に曝し、基板が反応ガス種に曝されている間にフォトレジスト層をベーキングすること、を備えてよい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板上のフォトレジスト層をベーキングする方法であって、
処理チャンバに前記基板を受け入れ、前記基板は、その上に前記フォトレジスト層を備え、前記フォトレジスト層は、金属含有フォトレジスト材料を含み、
ガス源からガス供給ラインを通じて前記処理チャンバに反応ガス種を流し、前記処理チャンバ内で前記基板を前記反応ガス種に曝し、
前記基板が前記反応ガス種に曝されている間に前記フォトレジスト層をベーキングすること、
を備える、方法。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記フォトレジスト層は、極端紫外線（ＥＵＶ）フォトレジスト材料を含む、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記反応ガス種は、水、水素、酸素、オゾン、過酸化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、アンモニア、亜酸化窒素、一酸化窒素、アルコール、アセチルアセトン、蟻酸、塩化オキサリル、ピリジン、カルボン酸、アミン、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるガスを含む、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、
前記反応ガス種は、前記水を含む、方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法であって、
前記反応ガス種は、前記水素を含む、方法。
【請求項６】
請求項３に記載の方法であって、
前記反応ガス種は、前記酸素を含む、方法。
【請求項７】
請求項３に記載の方法であって、
前記反応ガス種は、前記オゾンを含む、方法。
【請求項８】
請求項３に記載の方法であって、
前記反応ガス種は、前記過酸化水素を含む、方法。
【請求項９】
請求項３に記載の方法であって、
前記反応ガス種は、前記一酸化炭素を含む、方法。
【請求項１０】
請求項３に記載の方法であって、
前記反応ガス種は、前記二酸化炭素を含む、方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
参照による援用
本願の一部として、本明細書と同時にＰＣＴ出願書が提出される。同時に出願されたＰＣＴ出願書に特定されている、本願が利益または優先権を主張する各出願は、その全てが全ての目的のために参照により本明細書に援用される。
続きを表示（約 3,100 文字）【０００２】
本開示は一般に、半導体処理分野に関する。特定の態様では、本開示は、パターンマスクを形成するためのリソグラフィパターニングおよび膜現像に関連するフォトレジスト処理のためのプロセスおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体製造が進歩するにつれてフィーチャサイズは縮小し続け、新しい処理方法が必要になる。進歩している１つの分野は、例えば、放射線への露光によってパターニングされるフォトレジスト材料を用いるパターニングに関連する。
【０００４】
本明細書に記載の背景技術の説明は、本開示の内容を一般的に提示するためである。現在挙げられている発明者の発明は、本背景技術欄だけでなく、出願時に先行技術に該当しない説明の態様に記載される範囲において、本開示に対する先行技術として明示的にも黙示的にも認められない。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書の様々な実施形態は、基板上のフォトレジスト層をベーキングするための方法、装置、およびシステムに関する。本開示の実施形態の一態様では、基板上のフォトレジスト層をベーキングする方法が提供され、この方法は、処理チャンバ内に基板を受け入れ、基板はその上にフォトレジスト層を備え、フォトレジスト層は金属含有フォトレジスト材料を含み、ガス源からガス供給ラインを通じて処理チャンバに反応ガス種を流し、処理チャンバ内で基板を反応ガス種に曝し、基板が反応ガス種に曝されている間にフォトレジスト層をベーキングすること、を備える。
【０００６】
様々な実施形態において、フォトレジスト層は、極端紫外線（ＥＵＶ）フォトレジスト材料を含む。いくつかの実施形態では、反応ガス種は、水、水素、酸素、オゾン、過酸化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、アンモニア、亜酸化窒素、一酸化窒素、アルコール、アセチルアセトン、蟻酸、塩化オキサリル、ピリジン、カルボン酸、アミン、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるガスを含む。いくつかの場合では、反応ガス種は水を含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種は水素を含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種は酸素を含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種はオゾンを含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種は過酸化水素を含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種は一酸化炭素を含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種は二酸化炭素を含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種はアンモニアを含んでよい。いくつかのそのような場合では、フォトレジストのベーキングは、フォトレジストをパターニングするためにフォトレジストがＥＵＶ線に露光された後に起こり、以下のいずれかの条件が満たされる。（ｉ）処理チャンバは、フォトレジストのベーキング中は大気圧に維持され、アンモニアは、約０．００１～５（容積）％の濃度で提供される、および、（ｉｉ）処理チャンバは、フォトレジストのベーキング中は準大気圧に維持され、アンモニアは、約１～１００ｍＴｏｒｒの分圧で提供される。これらの場合または他の場合では、反応ガス種は亜酸化窒素および／または一酸化窒素を含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種はアルコールを含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種はアセチルアセトンを含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種は蟻酸を含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種は塩化オキサリルを含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種はカルボン酸を含んでよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種はアミンを含んでよい。アミン類の例は、特定の場合では、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、および／または、トリエチルアミンを含んでよい。様々な実施形態において、反応ガス種は酸化性を有してよい。これらの場合または他の場合では、反応ガス種は極性を有してよい。
【０００７】
特定の実施形態において、反応ガス種への基板の曝露は、フォトレジスト層における架橋を促進してよい。これらの実施形態または他の実施形態において、反応ガス種への基板の曝露は、フォトレジスト層内の低分子量種の除去を促進してよい。例えば、低分子量種は分子あたり、ゼロ、１つ、または２つの金属原子を含んでよい。いくつかの実施形態において、反応ガス種への基板の曝露は、フォトレジスト層内の金属水素化物種を金属水酸化物種に酸化させてよい。
【０００８】
特定の実施形態において、この方法はさらに、フォトレジスト層をベーキングする間に処理チャンバに真空を印加することを備えてよい。これらの実施形態または他の実施形態において、この方法はさらに、フォトレジスト層をベーキングする間に処理チャンバ内の水分濃度が目標水分濃度の範囲内に留まるように制御することを備えてよい。同様にこの方法は、フォトレジスト層をベーキングする間に処理チャンバ内の酸素濃度が目標酸素濃度の範囲内に留まるように制御することを備えてよい。いくつかの実施形態において、処理チャンバは、フォトレジスト層をベーキングする間は大気圧以下に維持されてよい。例えばいくつかの場合では、処理チャンバは、フォトレジスト層をベーキングする間は大気圧未満に維持されてよい。
【０００９】
基板が設置される支持体は、フォトレジスト層をベーキングする間に温度制御されてよい。例えばいくつかの実施形態において、この方法はさらに、フォトレジスト層をベーキングする間に、基板が設置された基板支持体の温度を上昇させることを備えてよい。これらの実施形態または他の実施形態において、この方法はさらに、フォトレジスト層をベーキングする間に、基板が設置された基板支持体の温度を低下させることを備えてよい。いくつかの場合では、この方法は、目標架橋度を達成するために処理チャンバへの反応種流を制御することを備えて。様々な異なる種類の熱が提供されてよい。いくつかの実施形態において、フォトレジストのベーキングは、基板をホットプレート上で加熱することを含む。いくつかの実施形態において、フォトレジスト層のベーキングは、基板を赤外線および／または紫外線に露光することを含む。いくつかの実施形態において、フォトレジスト層のベーキングは、基板を上方から加熱することを含んでよい。これらの実施形態または他の実施形態において、フォトレジスト層のベーキングは、基板を下方から加熱することを含んでよい。
【００１０】
本明細書に記載の方法は、異なる用途に用いられてよい。いくつかの場合では、フォトレジスト層は基板に塗布されてもまだパターニングされず、ベーキングは塗布後ベーク（ＰＡＢ）である。他の場合では、フォトレジスト層は基板に塗布され、ＥＵＶ線への部分露光によってパターニングされることにより、フォトレジスト層の露光部分と非露光部分とが生じ、ベーキングは露光後ベーク（ＰＥＢ）である。これらの実施形態または他の実施形態では、反応ガス種は極性および酸化性の分子を含んでよい。例えば、反応ガス種は過酸化水素を含んでよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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