[发明专利]用于沉积阻挡层以防止光致抗蚀剂中毒的衬底处理方法

说明书

本发明涉及用于沉积阻挡层以防止光致抗蚀剂中毒的衬底处理方法。具体而言，一种用于沉积阻挡层的方法包括：a)将包含氮化物层的衬底布置在处理室中；b)将所述处理室中的工艺温度设定到预定的工艺温度范围；c)将所述处理室中的工艺压强设定到预定的工艺压强范围；d)提供包括有机硅烷前体物质的气体和蒸气中的至少一种；以及e)在所述氮化物层上沉积阻挡层。所述阻挡层减少所述氮化物层中的扩散到随后沉积在所述氮化物层上的光致抗蚀剂层中的含氮基团。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年7月1日提交的美国临时申请No.62/357,619的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及衬底处理方法，更具体地涉及用于在氮化物层上沉积阻挡层以防止光致抗蚀剂层中毒的衬底处理方法。

背景技术

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。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描述的各方面中描述的范围内的当前指定的发明人的工作既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

衬底处理系统可以用于在诸如半导体晶片之类的衬底上沉积、蚀刻或处理膜。衬底处理系统通常包括处理室、气体分配装置(诸如喷头之类)和衬底支撑件。在处理期间，衬底被布置在衬底支撑件上。可以将不同的气体混合物引入到处理室中，并且在一些处理中可以使用热或射频(RF)等离子体来激活化学反应。

在衬底处理期间，光致抗蚀剂层可用于将下伏层进行图案化。例如，如图1所示，衬底30可以包括沉积在一个或多个下伏层40上的诸如氮化硅(SiN)或碳氮化硅(SiCN)之类的氮化物层36。光致抗蚀剂层34可以沉积在氮化物层36上以图案化氮化物层36。然而，来自氮化物层36的含氮基团会扩散到光致抗蚀剂层34中并使光致抗蚀剂层34中毒。

在一些工艺中，可以在氮化物层36的顶部上形成薄的氧化物层，以防止含氮基团扩散到光致抗蚀剂层34中。可以通过将氮化物层36暴露于氧化性等离子体来沉积薄氧化物层。然而，这种方法通常通过消耗氮化物而形成薄氧化物层。在一些工艺中，由于这些工艺的较严格的材料损耗要求，因而氮化物的损失可能是不可接受的。

发明内容

一种用于沉积阻挡层的方法包括：a)将包含氮化物层的衬底布置在处理室中；b)将所述处理室中的工艺温度设定到预定的工艺温度范围；c)将所述处理室中的工艺压强设定到预定的工艺压强范围；d)提供包括有机硅烷前体物质的气体和蒸气中的至少一种；以及e)在所述氮化物层上沉积阻挡层。所述阻挡层减少所述氮化物层中的扩散到随后沉积在所述氮化物层上的光致抗蚀剂层中的含氮基团。在其他特征中，所述有机硅烷物质包括一个或多个SiCH₃官能团。所述有机硅烷物质具有通式R_nSiX_m，其中R包括一个或多个有机官能团，而X包括与所述衬底的表面上的-OH或-H活性位点反应的一个或多个可水解的官能团。所述一个或多个可水解的官能团选自伯胺基、仲胺基、叔胺基、烷氧基(-OR)、酰氧基(-O(CO)R)、和卤素原子。

在其他特征中，所述方法包括在e)之前在所述氮化物层上执行等离子体预处理。

在其他特征中，所述方法包括在e)之后在所述阻挡层上执行等离子体后处理。

在其他特征中，所述方法包括：f)在所述阻挡层上沉积光致抗蚀剂层。在其他特征中，所述方法包括在e)之后且在f)之前在所述阻挡层上执行等离子体后处理工艺。在其他特征中，所述有机硅烷物质与SiOH和SiH悬挂键键合。在其他特征中，所述有机硅烷物质选自二甲基氨基三甲基硅烷(DMATMS)、二(仲-丁基氨基)硅烷(DSBAS)和双(叔-丁基氨基)硅烷(BTBAS)。