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公開番号2025111599
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2025070054,2024559373
出願日2025-04-22,2024-07-26
発明の名称金属含有フォトレジストのためのオールインワン乾式現像
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 20060101AFI20250723BHJP(基本的電気素子)
要約【解決手段】処理条件管理が、乾式現像および現像後処理を単一の処理チャンバに統合することを容易にし、半導体製造中に別個のチャンバ内での乾式現像後ベーク工程の必要性を排除する。熱乾式現像およびプラズマ乾式現像が、同じチャンバ内で実行されてよい。熱乾式現像、プラズマ乾式現像、および、不動態化(O₂フラッシュ処理)の動作、もしくは、熱乾式現像、プラズマ乾式現像、不動態化、および、硬化の動作が、ウエハ移送なしに可能である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
金属含有フォトレジストの乾式現像および不動態化をすべて１つの処理チャンバ内で実行するための方法であって、
処理チャンバ内において、半導体基板上にパターニング済み金属含有フォトレジストを提供し、
熱乾式現像されたパターニング済み金属含有フォトレジストを形成するために、前記パターニング済み金属含有フォトレジストを第１圧力の処理ガスで熱乾式現像し、
パターニングされた基板を形成するために、前記パターニング済み金属含有フォトレジストの前記熱乾式現像と同じ処理チャンバ内で、前記第１圧力と異なるまたは同じ第２圧力で、前記熱乾式現像されたパターニング済み金属含有フォトレジストを不動態化すること、
を備える、方法。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記第２圧力は、前記第１圧力よりも低い、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記不動態化することは、酸素含有プラズマ、窒素含有プラズマ、または、水素含有プラズマに暴露させることを備える、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記不動態化することは、Ｏ
２
、Ｏ
３
、ＣＯ、ＣＯ
２
、Ｈ
２
、Ｃ
ｘ
Ｈ
ｙ
、Ｈ
２
Ｏ、Ｈ
２
Ｏ
２
、ＳＯ
２
、ＮＯ、ＮＯ
２
、Ｎ
２
Ｏ、ＮＨ
３
、または、これらの組み合わせを用いたフラッシュ処理であり、ｘは、１から６までの整数であり、ｙは、２から１４までの整数である、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記フラッシュ処理は、約０．５から約１０秒までの持続時間にわたって行われる、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、半導体基板のスループットが少なくとも約５０％高められる、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記金属含有フォトレジストは、フォトパターニングされたＥＵＶ感光性有機金属酸化物、フォトパターニングされたＥＵＶ感光性金属酸化物、または、薄膜ＥＵＶレジストを含んだ有機金属を含む、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記フォトパターニングされたＥＵＶ感光性金属酸化物は、酸化スズを含む、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、前記酸化スズからのスズガス放出が緩和される、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記熱乾式現像することは、ハロゲン含有ガスを用いた処理を含む、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【相互参照】
【０００１】
ＰＣＴリクエストフォームが、本願の一部として本明細書と同時に提出される。同時に提出されるＰＣＴリクエストフォームで特定されるように本願が利益または優先権を主張する各出願は、参照によって本明細書にそれらの全体が全ての目的で組み込まれる。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
集積回路などの半導体デバイスの製造は、フォトリソグラフィを含むマルチステップ処理である。一般に、その処理は、半導体デバイスの構造的フィーチャ（例えば、トランジスタおよび回路）を形成するために、ウエハ上に材料を蒸着し、リソグラフィ技術で材料をパターニングすることを含む。典型的なフォトリソグラフィ処理の工程は、基板を準備する工程、スピンコーティングなどによってフォトレジストを塗布する工程、所望のパターンでフォトレジストを露光させて、フォトレジストの露光領域の現像液への溶解可能性を増大または減少させる工程、フォトレジストの露光領域または非露光領域のいずれかを除去するために現像液を塗布することによってフォトレジストパターンを現像する工程、ならびに、エッチングまたは材料の蒸着などによって、フォトレジストが除去された基板の領域上にフィーチャを形成するための後続の処理を行うする工程を含む。
【０００３】
半導体設計の進化は、必要性を生み出し、半導体基板材料上へさらに小さいフィーチャを形成する能力によって駆動されてきた。かかる小さいフィーチャを有するデバイスを製造する際の１つの課題は、十分な解像度を有するフォトリソグラフィマスクを信頼性高く再現可能に生成する能力である。現在のフォトリソグラフィ処理は、典型的には、フォトレジストを露光するために１９３ｎｍ紫外線（ＵＶ）光を利用する。半導体基板上に形成されるフィーチャの所望のサイズよりも大幅に長い波長を光が有するということにより、固有の問題が生じる。光の波長よりも小さいフィーチャサイズを達成するには、複雑な解像度向上技術（マルチパターニングなど）の利用が必要である。したがって、１０ｎｍ～１５ｎｍ（例えば、１３．５ｎｍ）の波長を有する短波長光（極紫外線放射（ＥＵＶ）など）を利用するフォトリソグラフィ技術への大きな関心があり、その開発に向けた研究がなされている。
【０００４】
しかしながら、ＥＵＶフォトリソグラフィ処理は、低出力、パターニング中の光の損失、および、金属ガス放出に起因する金属クロスコンタミネーションなどの課題を提示しうる。したがって、所望の特性を有する材料をより効率的に生み出す改良ＥＵＶフォトレジスト処理が未だ求められている。
【０００５】
本明細書で提供されている背景技術の記載は、本開示の背景を概略的に提示するためのものである。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常見なされえない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。
【発明の概要】
【０００６】
本開示は、同じ処理チャンバへの乾式現像処理の統合のための方法および装置に関する。いくつかの実施形態において、本開示は、同じ処理チャンバへの乾式現像および乾式現像後処理の統合のための方法および装置に関する。金属含有フォトレジストの表面を処理するこの統合は、スループットを改善し、ウエハのハンドリングを減らして、より高いウエハ生産性およびより良好なリソグラフィ制御によって半導体製造の効率を向上させる。また、統合処理は、デバイスの歩留まり／欠陥性能を改善する。乾式現像後処理は、プラズマで不動態化することを含む。追加的または代替的に、乾式現像後処理は、硬化することを含んでもよい。フラッシュ処理でプラズマによって不動態化しおよび／または硬化する乾式現像後処理は、乾式現像と併せてすべて単一の処理チャンバで実行されてよく、別のチャンバまたはツールで実行する必要のあった乾式現像後ベークに必要性を排除する。また、統合された方法は、表面平滑化を達成し、不動態化によって汚染物質のガス放出を緩和する。
【０００７】
したがって、第１態様において、本開示は、金属含有フォトレジストの乾式現像および不動態化をすべて１つの処理チャンバ内で実行するための方法を含む。いくつかの実施形態において、方法は、処理チャンバ内において、半導体基板上にパターニング済み金属含有フォトレジストを提供し、パターニング済み金属含有フォトレジストを第１圧力の処理ガスで熱乾式現像して、熱乾式現像されたパターニング済み金属含有フォトレジストを形成し、熱乾式現像と同じ処理チャンバ内で、第１圧力と異なるまたは同じ第２圧力で、熱乾式現像されたパターニング済み金属含有フォトレジストを不動態化して、パターニングされた基板を形成すること、を備える。いくつかの実施形態において、第１圧力は、第２圧力よりも低い。
【０００８】
いくつかの実施形態において、不動態化することは、酸素含有プラズマ、窒素含有プラズマ、または、水素含有プラズマへの暴露を含む。
【０００９】
いくつかの実施形態において、不動態化することは、Ｏ
２
、Ｏ
３
、ＣＯ、ＣＯ
２
、Ｈ
２
、Ｃ
ｘ
Ｈ
ｙ
、Ｈ
２
Ｏ、Ｈ
２
Ｏ
２
、ＳＯ
２
、ＮＯ、ＮＯ
２
、Ｎ
２
Ｏ、ＮＨ
３
、または、これらの混合物を用いたフラッシュ処理であり、ｘは、１から６までの整数、ｙは、２から１４までの整数である。
【００１０】
いくつかの実施形態において、フラッシュ処理は、約０．５から約１０秒までの持続時間にわたって行われる。
（【００１１】以降は省略されています）

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