[发明专利]用于先进图案化的软着陆纳米层压层

说明书

本发明涉及用于先进图案化的软着陆纳米层压层，具体提供了用于在芯部层上沉积纳米层压保护层以允许在芯部层上沉积供先进多图案化方案使用的高质量保形膜的方法。在某些实施例中，所述方法涉及使用低的高频射频(HFRF)等离子体功率通过基于等离子体的原子层沉积来沉积薄氧化硅或氧化钛薄膜，随后使用高HFRF等离子体功率沉积保形的氧化钛薄膜或间隔物。

本申请是申请号为201410625311.7，申请日为2014年11月07日，申请人为诺发系统公司，发明创造名称为“用于先进图案化的软着陆纳米层压层”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及加工衬底的方法，尤其涉及用于在芯部层上沉积纳米层压保护层以允许在芯部层上沉积供先进多图案化方案使用的高质量保形膜的方法。

背景技术

先进的集成电路通常涉及在大批量半导体制造中图案化1x nm的半节距特征。多图案化技术可以允许根据例如193nm的浸没式光刻技术的光刻技术缩放特征尺寸。自对准双图案化是多图案化技术的实例。多图案化技术的量级扩展到11nm半节距及以下存在挑战。

发明内容

本文提供了用于加工半导体衬底以允许沉积供多图案化集成方案使用的高质量保形膜的方法。

一方面涉及通过在衬底上沉积纳米层压层并且在纳米层压层上沉积氧化钛层来加工半导体衬底的方法。所述纳米层压层的厚度在约至约之间且密度低于所述氧化钛层的密度。在各种实施例中，所述方法还包括沉积非晶碳层。在一些实施例中，非晶碳层被图案化。在各种实施例中，纳米层压层包括堆层，该堆层包括两个或更多个副层。在一些实施例中，所述两个或更多个副层包括氧化硅、氧化钛或它们的组合。在某些实施例中，所述堆层仅包括两个副层。在一些实施例中，所述纳米层压层包括氧化硅的第一副层和氧化钛的第二副层。

在各种实施例中，所述纳米层压层是氧化硅或氧化钛。在某些实施例中，所述纳米层压层通过使用例如等离子体增强原子层沉积(PEALD)的基于等离子体的方法被沉积：使所述衬底暴露于含钛前体或含硅前体；使所述衬底暴露于氧化剂；并且在所述衬底暴露于氧化剂的同时启动等离子体。在某些实施例中，所述纳米层压层在约50℃至约150℃之间的温度下被沉积并且所述等离子体在每平方毫米衬底面积的高频射频(HFRF)功率在约1.768×10^-4W/mm²至约1.768×10^-3W/mm²之间被启动。在某些实施例中，所述纳米层压层在小于约100℃的温度被沉积。可结合本文公开的方法使用的含钛前体的实例是三(二甲基氨基)钛(TDMAT)。含钛前体的实例是双(叔丁基胺)硅烷(SiH₂(NHC(CH₃)₃)₂(BTBAS)。

在各种实施例中，所述氧化钛层使用PEALD通过以下被沉积：使所述衬底暴露于含钛前体；使所述衬底暴露于氧化剂；并且在所述衬底暴露于所述氧化剂的同时在每平方毫米衬底面积的HFRF功率至少约为1.768×10^-3W/mm²启动第二等离子体。氧化物的实例包括一氧化二氮、氧气、二氧化碳或它们的组合。在一些实施例中，所述氧化钛层可以在约50℃至约400℃之间的温度被沉积。

另一方面涉及通过以下步骤处理半导体衬底的方法：在衬底上沉积芯部层；在芯部层上沉积纳米层压层；并且在纳米层压层上沉积金属氮化物或金属氧化物层。在一些实施例中，芯部层被图案化。在某些实施例中，芯部层可以是非晶碳或光致抗蚀剂。在各种实施例中，所述纳米层压层可以是氧化硅或氧化钛。在一些实施例中，沉积的纳米层压层的厚度在约至约之间。