KR20240167939A - 단일 프로세스 챔버에서의 euv 패터닝을 위한 건식 현상 및 에칭 프로세스의 통합 - Google Patents
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Abstract
프로세스 조건 관리는 단일 프로세서 챔버로의 건식 현상과 에칭의 조합을 용이하게 하며; 반도체 제작 동안 후-건식 현상 베이크 단계에 대한 필요성을 없앤다. 프로세스 챔버 압력의 큰 강하를 신속하게 도입하기 위한 방법 및 장치는 열 건식 현상 및 O2 플래시 처리 또는 열 건식 현상 및 플라즈마 하드마스크 개방 동작이 웨이퍼 이송 없이 발생하는 것을 허용한다.
Description
참조에 의한 통합
PCT 요청서는 본 출원의 일부로서 본 명세서와 동시에 제출된다. 본 출원이 동시 출원된 PCT 요청 양식에서 식별된 바와 같은 이익 또는 우선권을 주장하는 각각의 출원은 그 전체가 그리고 모든 목적을 위해 본원에 참조로 포함된다.
집적 회로와 같은 반도체 디바이스의 제작은 포토리소그래피를 수반하는 다단계 프로세스이다. 일반적으로, 프로세스는 반도체 디바이스의 구조적 피처(예를 들어, 트랜지스터들 및 회로부)를 형성하기 위한 웨이퍼 상의 재료의 증착 및 리소그래픽 기술을 통해 재료를 패터닝하는 것을 포함한다. 통상적인 포토리소그래피 프로세스의 단계는: 기판을 준비하는 단계; 이를테면, 스핀 코팅(spin coating)에 의해 포토레지스트를 도포하는 단계; 포토레지스트를 원하는 패턴으로 광에 노출시키는 단계로서, 포토레지스트의 노출된 영역이 현상액에 대해 더욱 또는 덜 용해되게 하는, 단계; 포토레지스트의 노출된 영역 또는 미노출 영역을 제거하기 위해 현상액을 도포함으로써 포토레지스트 패턴을 현상하는 단계; 및 이를테면, 에칭 또는 재료 증착에 의해, 포토레지스트가 제거된 기판의 영역 상에 피처를 생성하기 위한 후속 프로세싱 단계를 포함한다.
반도체 설계의 진화는 반도체 기판 재료 상에 훨씬 더 작은 피처를 생성하는 능력에 대한 필요성을 발생하였고 이 능력에 의해 주도되었다. 이러한 작은 피처를 갖는 디바이스를 제조하는데 있어서 하나의 과제는 충분한 해상도(resolution)를 갖는 포토리소그래픽 마스크를 신뢰성 있고 재현 가능하게 생성하는 능력이다. 현재의 포토리소그래피 프로세스는 통상적으로 포토레지스트를 노출시키기 위해 193 nm 자외선(UV) 광을 사용한다. 광이 반도체 기판 상에 생성될 피처의 원하는 크기보다 상당히 큰 파장을 가진다는 사실은 고유한 이슈를 생성한다. 광의 파장보다 작은 피처 크기를 달성하는 것은 다중 패터닝과 같은 복잡한 해상도 향상 기술의 사용을 필요로 한다. 따라서, 10 nm 내지 15 nm, 예를 들어 13.5 nm의 파장을 갖는 더 짧은 파장 광, 이를테면, 극자외 방사선(extreme ultraviolet radiation, EUV)을 사용하는 포토리소그래픽 기술을 개발하는 것에 대한 상당한 관심과 연구가 있다.
하지만, EUV 포토리소그래픽 프로세스는 저전력 출력, 패터닝 동안 광의 손실 및 금속 아웃개싱(outgassing)으로부터 비롯된 금속 교차-오염을 포함하는 과제를 제시할 수 있다. 따라서, 더 효율적인 방식으로 원하는 특성을 갖는 재료를 생성할 개선된 EUV 포토레지스트 프로세스에 대한 요구가 남아 있다.
본원에서 제공되는 배경기술 설명은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시하는 목적을 위한 것이다. 이 배경기술 섹션에서 설명되는 것인, 현재 명명된 발명자의 성과물(work)뿐만 아니라, 출원 시점에 종래 기술로서 달리 자격이 되지 않을 수 있는 설명의 양태는, 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로든 또는 암시적으로든 인정되는 것은 아니다.
본 개시는 건식 현상(dry development) 및 건식 현상 후-프로세스를 단일 프로세스 챔버로 통합하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이러한 통합은 처리량을 증가시키고 웨이퍼의 취급을 감소시키며; 더 높은 웨이퍼 생산성 및 더 양호한 리소그래픽 제어로 인해 반도체 제조의 효율을 증가시킨다. 플라즈마에 의한 에칭의 건식 현상 후-프로세스는 건식 현상과 동일한 프로세스 챔버에서 수행될 수 있으며, 아웃개싱을 제어하기 위해 후-건식 현상 베이크(post-dry development bake)에 대한 필요는 없어진다. 일부 예에서, O2 플래시 처리 또는 패턴 전사(transfer)는 단일 프로세스 챔버에서 건식 현상과 함께 이용될 수 있다.
따라서, 제1 양태에서, 본 개시는 단일 프로세스 챔버에서 건식 현상 및 에칭 반도체 프로세스를 통합하기 위한 장치를 포함한다. 일부 실시예에서, 장치는 하나 이상의 프로세스 챔버; 하나 이상의 압력 조절 디바이스; 압력 조절 디바이스와 유체적으로 커플링된 하나 이상의 펌프; 플라즈마 프로세싱 시스템; 프로세스 챔버 및 연관된 유동-제어 하드웨어 내로의 하나 이상의 가스 유입구; 및 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 갖는 제어기를 포함하며, 적어도 하나의 프로세서 및 메모리는 서로 통신 가능하게 연결되고, 적어도 하나의 프로세서는 연관된 유동-제어 하드웨어와 적어도 동작 가능하게 연결되고, 메모리는 적어도 하나의 프로세서를 제어하기 위한 컴퓨터-실행가능 명령을 저장하여 연관된 유동-제어 하드웨어를 적어도 제어하여: 프로세스 챔버 내의 제1 압력에서의 열 건식 현상을 수행하고; 동일한 프로세스 챔버 내의 제1 압력보다 낮은 제2 압력에서의 플라즈마 건식 현상 및 에칭을 수행하고; 동일한 프로세스 챔버 내의 압력을 10초 이하에 제1 압력으로부터 제2 압력까지 전이하고; 및 하나 이상의 프로세스 파라미터를 균일하게 유지한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 압력 조절 디바이스는 압력 제어 밸브 조립체를 포함한다.
일부 실시예에서, 압력 제어 밸브 조립체는 스로틀 밸브(throttle valve)를 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 펌프는 러핑 펌프(roughing pump) 및 터보 펌프를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 압력은 제2 압력보다 5배 내지 150배 더 높다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 프로세스 파라미터는 펌핑, 가스 전달, 또는 펌핑 및 가스 전달을 포함한다.
제2 양태에서, 본 개시는 금속-함유 포토레지스트를 프로세싱하기 위한 장치를 포함한다. 일부 실시예에서, 장치는 하나 이상의 프로세스 챔버; 하나 이상의 압력 조절 디바이스; 압력 조절 디바이스와 유체적으로 커플링된 하나 이상의 펌프; 프로세스 챔버 및 연관된 유동-제어 하드웨어 내로의 하나 이상의 가스 유입구; 플라즈마 프로세싱 시스템; 및 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 갖는 제어기를 포함하며, 적어도 하나의 프로세서 및 메모리는 서로 통신 가능하게 연결되고, 적어도 하나의 프로세서는 연관된 유동-제어 하드웨어와 적어도 동작 가능하게 연결되고, 메모리는 적어도 하나의 프로세서를 제어하기 위한 컴퓨터-실행가능 명령을 저장하여 연관된 유동-제어 하드웨어를 적어도 제어하여: 프로세스 챔버 내의 제1 압력에서의 열 건식 현상을 수행하고; 동일한 프로세스 챔버 내의 제1 압력보다 낮은 제2 압력에서의 플라즈마 건식 현상 및 에칭을 수행하고; 동일한 프로세스 챔버 내의 압력을 10초 이하에 제1 압력으로부터 제2 압력으로 변조하고; 동일한 프로세스 챔버 내의 압력을 플라즈마 건식 현상 및 에칭 후 20초 이하에 제2 압력으로부터 제1 압력으로 복귀시키고; 및 하나 이상의 프로세스 파라미터를 균일하게 유지한다.
일부 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템은 무선 주파수(radiofrequency) 전력 증폭기를 포함한다.
일부 실시예에서, 무선 주파수 전력 증폭기는 연속적으로 또는 펄스형(pulsed)으로 동작된다.
제3 양태에서, 본 개시는 반도체 기판을 프로세싱하기 위한 방법을 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 프로세스 챔버 내의 반도체 기판 상에 패터닝된(patterned) 포토레지스트를 제공하는 단계; 열적으로 건식 현상된 패터닝된 레지스트를 형성하기 위해 패터닝된 포토레지스트를 제1 압력에서 프로세스 가스로 열적으로 건식 현상하는 단계; 및 패터닝된 기판을 형성하기 위해 건식 현상된 패터닝된 레지스트를 제2 압력에서 에천트(etchant)로 플라즈마 건식 현상 및 에칭하는 단계를 포함하며; 열 건식 현상하는 단계, 플라즈마 건식 현상 및 에칭은 동일한 프로세스 챔버에서 발생하고; 프로세스 챔버는 에칭 전에 10초 이하에 제1 압력으로부터 제2 압력으로 전이되고, 에칭 후에 20초 이하에 제1 압력으로 복귀되고; 및 패터닝된 포토레지스트는 금속-함유 포토레지스트이다.
일부 실시예에서, 제1 압력은 약 200 mTorr 내지 500 mTorr이고, 제2 압력은 약 20 mTorr 내지 50 mTorr이다.
일부 실시예에서, 금속-함유 포토레지스트는 포토패터닝된 EUV-민감성 유기-금속 산화물, 포토패터닝된 EUV-민감성 금속 산화물 또는 유기-금속 함유 박막 EUV 레지스트를 포함한다.
일부 실시예에서, 포토패터닝된 EUV-민감성 금속 산화물은 주석 산화물을 포함한다.
일부 실시예에서, 주석 산화물로부터의 주석 아웃개싱은 완화된다.
일부 실시예에서, 방법은 선택적인 금속 증착을 또한 포함한다.
일부 실시예에서, 에칭은 에천트 플라즈마에 대한 노출을 포함한다.
일부 실시예에서, 에천트 플라즈마는 하드마스크 개구 가스(hardmask opening gas)를 포함한다.
일부 실시예에서, 하드마스크 개구 가스는 카보닐 설파이드, 산소, 이산화탄소, 질소, 수소 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시예에서, 하드마스크 개구 가스는 산소 플라즈마를 포함한다.
일부 실시예에서, 산소 플라즈마에 대한 노출은 약 0.5초 내지 약 4초의 지속 기간 동안이다.
이들 및 다른 양태는 도면을 참조하여 아래에서 더 설명된다.
도 1은 포토레지스트를 증착, 현상 및 처리하기 위한 종래의 프로세스의 흐름도를 제시한다.
도 2a 내지 도 2c는 포토레지스트의 현상 및 처리를 포함하는 다양한 프로세싱 스테이지의 단면 개략도이다.
도 3은 특정 개시된 실시예에 따른 단일 프로세스 챔버에서 현상 후에 기판 상의 포토레지스트를 처리하기 위한 전체 프로세스의 예시적인 방법의 흐름도를 제시한다.
도 4는 특정 개시된 실시예에 따른 동일한 프로세스 챔버에서 건식 현상 및 에칭의 단계를 조합하는 예시적인 방법에 대한 흐름도를 제시한다.
도 5는 특정 개시된 실시예에 따른 동일한 프로세스 챔버에서 건식 현상 및 에칭의 단계를 조합하고 선택적 금속 증착을 포함하는 다른 예시적인 방법의 흐름도를 제시한다.
도 6은 특정 개시된 실시예에 따른 포토레지스트 현상, 포토레지스트 처리, 및/또는 에칭 동작을 수행하기에 적절한 환경을 유지하기 위한 예시적인 프로세스 스테이션의 개략도를 묘사한다.
도 7은 특정 개시된 실시예에 따른 본원에 설명된 포토레지스트 현상, 포토레지스트 처리, 및/또는 에칭 동작의 구현에 적절한 예시적인 다중-스테이션 프로세싱 도구의 개략도를 묘사한다.
도 8은 특정 개시된 실시예에 따른 본원에 설명된 특정 실시예 및 동작을 구현하기 위한 예시적인 유도성-결합 플라즈마 장치의 단면 개략도를 도시한다.
도 9는 특정 개시된 실시예에 따른 본원에 설명된 프로세스의 구현에 적절한, 진공 이송 모듈과 인터페이싱하는 진공-통합된 증착 모듈 및 패터닝 모듈을 갖는 반도체 프로세스 클러스터 도구 아키텍처를 묘사한다.
도 2a 내지 도 2c는 포토레지스트의 현상 및 처리를 포함하는 다양한 프로세싱 스테이지의 단면 개략도이다.
도 3은 특정 개시된 실시예에 따른 단일 프로세스 챔버에서 현상 후에 기판 상의 포토레지스트를 처리하기 위한 전체 프로세스의 예시적인 방법의 흐름도를 제시한다.
도 4는 특정 개시된 실시예에 따른 동일한 프로세스 챔버에서 건식 현상 및 에칭의 단계를 조합하는 예시적인 방법에 대한 흐름도를 제시한다.
도 5는 특정 개시된 실시예에 따른 동일한 프로세스 챔버에서 건식 현상 및 에칭의 단계를 조합하고 선택적 금속 증착을 포함하는 다른 예시적인 방법의 흐름도를 제시한다.
도 6은 특정 개시된 실시예에 따른 포토레지스트 현상, 포토레지스트 처리, 및/또는 에칭 동작을 수행하기에 적절한 환경을 유지하기 위한 예시적인 프로세스 스테이션의 개략도를 묘사한다.
도 7은 특정 개시된 실시예에 따른 본원에 설명된 포토레지스트 현상, 포토레지스트 처리, 및/또는 에칭 동작의 구현에 적절한 예시적인 다중-스테이션 프로세싱 도구의 개략도를 묘사한다.
도 8은 특정 개시된 실시예에 따른 본원에 설명된 특정 실시예 및 동작을 구현하기 위한 예시적인 유도성-결합 플라즈마 장치의 단면 개략도를 도시한다.
도 9는 특정 개시된 실시예에 따른 본원에 설명된 프로세스의 구현에 적절한, 진공 이송 모듈과 인터페이싱하는 진공-통합된 증착 모듈 및 패터닝 모듈을 갖는 반도체 프로세스 클러스터 도구 아키텍처를 묘사한다.
이하의 설명에서, 제시된 실시예의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부사항이 제시된다. 개시된 실시예는 이들 구체적 세부사항의 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다. 다른 예에서, 공지된 프로세스 동작은 개시된 실시예를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다. 개시된 실시예가 구체적 실시예와 함께 설명될 것이지만, 개시된 실시예를 제한하려는 의도는 아니라는 것이 이해될 것이다.
정의
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 인용된 값(들)을 넘어 파라미터의 원하는 기능에 상당한 영향을 주지 않는 변화이며, 인용된 값을 넘어 미미한 증가 및/또는 감소를 설명하는 것으로 이해된다. 일부 경우에서, "약"은 임의의 인용된 값의 +/-10%를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 이 용어는 임의의 인용된 값, 값의 범위, 또는 하나 이상의 범위의 종점을 수정한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "정상", "바닥", "상부", "하부", "위", 및 "아래"는 구조 사이의 상대적인 관계를 제공하기 위해 사용된다. 이러한 용어의 사용은 특정 구조가 장치 내의 특정 로케이션에 로케이팅되어야 함을 나타내거나 요구하지는 않는다.
아래에 개시된 구현은 웨이퍼, 기판, 또는 다른 작업물과 같은 기판 상의 재료의 증착을 설명한다. 작업물은 다양한 형상, 사이즈 및 재료의 것일 수 있다. 이 출원에서, 용어 "반도체 웨이퍼", "웨이퍼", "기판", "웨이퍼 기판" 및 "부분적으로 제작된 집적 회로"는 상호 교환 가능하게 사용된다. 통상의 기술자는 "부분적으로 제작된 집적 회로"라는 용어가 집적 회로 제작의 여러 스테이지 중 임의의 것 동안 실리콘 웨이퍼를 지칭할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 반도체 디바이스 산업에서 사용되는 웨이퍼 또는 기판은 통상적으로 200 mm, 또는 300 mm, 또는 450 mm의 직경을 갖는다. 달리 언급되지 않는 한, 본원에 인용된 프로세싱 세부사항(예를 들어, 유량, 전력 레벨 등)은 300 mm 직경 기판을 프로세싱하거나, 또는 300 mm 직경 기판을 프로세싱하도록 구성되고 다른 크기의 기판 또는 챔버에 대해 적절하게 스케일링될 수 있는 챔버의 처리와 관련된다. 반도체 웨이퍼 외에도, 본원에 개시된 구현에 사용될 수 있는 다른 작업물은 다양한 물품, 이를테면, 인쇄된 회로 보드 등을 포함한다. 프로세스 및 장치는 반도체 디바이스, 디스플레이, LED, 광전지 패널 등의 제작에 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 문구 "A, B 및 C 중 적어도 하나"는 비배타적 논리 "or"을 사용하는 논리(A or B or C)를 의미하는 것으로 이해되어야 하고, "A 중 적어도 하나, B 중 적어도 하나 및 C 중 적어도 하나"를 의미하는 것으로 이해되지 않아야 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "포토레지스트" 및 그의 파생물은 표면 상에 패터닝된 코팅을 형성하기 위해 포토리소그래피, 포토에칭 또는 포토인그레이빙(photoengraving)과 같은 프로세스에 사용되는 광-민감성 재료를 지칭한다. 포토레지스트 재료는 광의 특정 파장에 노출될 때 현상액에 관한 용해도가 변한다. 포토레지스트 층은 포지티브(노출된 영역이 가용성이 됨) 또는 네거티브(노출된 영역이 불용성이 됨) 포토레지스트 재료로 구성될 수 있다.
도입 및 맥락
이 개시는 일반적으로 반도체 프로세싱 분야에 관한 것이다. 특히, 이 개시는 금속-함유 포토레지스트를 포함하는 포토레지스트의 후-현상 처리에 관한 것이다. 이러한 금속 및/또는 금속 산화물-함유 포토레지스트는 현상 후 및 패턴 전사 이전에 포토레지스트의 화학적, 물리적 및/또는 광학적 특성을 변화시키는 처리를 겪을 수 있다. 포토레지스트 처리는 포토레지스트의 성능을 향상시킨다. 예를 들어, 포토레지스트 처리는 양-대-크기(dose-to-size, DtS)를 감소시키고, LWR을 감소시키고, 라인 CD를 증가시키고, 내에칭성을 개선하고, 주석 또는 다른 원소의 아웃개싱을 감소시키고, 및/또는 결함/라인 브레이크를 감소시킬 수 있다.
반도체 프로세싱에서 박막의 패터닝은 종종 반도체의 제작에서 중요한 단계이다. 패터닝은 리소그래피를 수반한다. 193 nm 포토리소그래피와 같은 종래의 포토리소그래피에서, 패턴은 포토마스크에 의해 정의된 선택적 영역에서 광자에 포토레지스트를 노출시킴으로써 감광성 포토레지스트 필름 상에 인쇄되고, 이에 의해 노출된 포토레지스트에서 화학 반응을 야기하고 패턴을 형성하기 위해 포토레지스트의 특정 부분을 제거하기 위해 현상 단계에서 레버리지될(leveraged) 수 있는 화학 콘트라스트를 생성한다. 그 후, 패터닝되고 현상된 포토레지스트 필름은 금속, 산화물 등으로 구성되는 아래에 놓이는 필름 내로 패턴을 전사하기 위한 에칭 마스크로서 사용될 수 있다.
(반도체에 대한 국제 기술 로드맵에 의해 정의된 바와 같은) 첨단 기술 노드(node)는 22 nm, 16nm 및 그 초과의 노드를 포함한다. 16 nm 노드에서, 예를 들어, 다마신(Damascene) 구조에서의 비아 또는 라인의 폭은 통상적으로 약 30 nm 이하이다. 첨단 반도체 집적 회로(IC) 및 다른 디바이스 상의 피처의 스케일링은 해상도를 개선하기 위해 리소그래피를 구동한다.
극자외선(EUV) 리소그래피는 종래의 포토리소그래피 방법에 의해 달성될 수 있는 것보다 더 작은 이미징 소스 파장으로 이동함으로써 리소그래피 기술을 확장할 수 있다. 대략 10 nm 내지 20 nm, 또는 11 nm 내지 14 nm 파장, 예를 들어 13.5 nm 파장의 EUV 광원은 스캐너로 또한 지칭되는 리딩-에지 리소그래피 도구에 사용될 수 있다. EUV 방사선은 석영 및 수증기를 포함하는 넓은 범위의 고체 및 유체 재료에서 강하게 흡수되고, 그리하여 진공에서 동작한다.
EUV 리소그래피는 아래에 놓이는 층을 에칭하는 데 사용하기 위한 마스크를 형성하도록 패터닝되는 EUV 레지스트를 사용한다. EUV 레지스트는 액체-기반 스핀-온 기술에 의해 생성된 폴리머-기반의 화학적으로 증폭된 레지스트(chemically amplified resist, CAR)일 수 있다. CAR에 대한 대안은 Inpria Corp.(Corvallis, OR)로부터 이용 가능하고, 예를 들어, 적어도 포토패터닝 가능한 금속 산화물-함유 필름의 개시를 위해 본원에 참조로 포함되는, 미국 특허 공보 제US 2017/0102612호, 제US 2016/0216606호, 및 제US 2016/0116839호에서 설명된 것과 같은 직접 포토패터닝 가능한 금속 산화물-함유 필름이다. 이러한 필름은 스핀-온 기술이나 건식 기상-증착에 의해 생성될 수 있다. 금속 산화물-함유 필름은, 예를 들어, EUV 레지스트 마스크를 형성하기 위해 직접 포토-패터닝 가능한 금속 산화막의 조성, 증착, 및 패터닝에 적어도 관련된 그 개시가 본원에 참조로 포함되는, 2018년 6월 12일 발행되었고 발명의 명칭이 EUV PHOTOPATTERNING OF VAPOR-DEPOSITED METAL OXIDE-CONTAINING HARDMASKS인 미국 특허 번호 9,996,004, 및/또는 2019년 5월 9일에 출원되었고 발명의 명칭이 METHODS FOR MAKING EUV PATTERNABLE HARD MASKS인 국제 공개 번호 WO 2019/217749로서 발행된 국제 출원 번호 PCT/US19/31618에 설명된 바와 같이, 30 nm 미만의 패터닝 해상도를 제공하는 진공 분위기에서 EUV 노출에 의해 직접(즉, 별개의 포토레지스트의 사용 없이) 패터닝될 수 있다. 일반적으로, 패터닝은 레지스트에 포토 패턴을 형성하기 위해 EUV 방사선으로 EUV 레지스트를 노출시키고, 이어서 마스크를 형성하기 위해 포토 패턴을 따라 레지스트의 일부를 제거하기 위해 현상하는 것을 수반한다.
직접 포토-패터닝 가능한 EUV 또는 DUV 레지스트는 유기 구성요소 내에 혼합된 금속 및/또는 금속 산화물로 구성되거나 이들을 포함할 수 있다. 금속/금속 산화물은 EUV 또는 DUV 광자 흡착을 향상시키고, 2차 전자를 발생하고, 및/또는 아래에 놓이는 필름 스택 및 디바이스 층에 대한 증가된 에칭 선택도를 나타낼 수 있다. 이들 레지스트는 습식(용매) 접근법을 사용하여 현상될 수 있으며, 이는 웨이퍼가, 현상 용매에 노출되고, 건조되고, 그 후 베이킹되는 트랙으로 이동하는 것을 요구한다. 본원에 설명된 바와 같이, 이러한 레지스트는 또한 건식 접근법 또는 습식 및 건식 접근법의 조합을 사용하여 현상될 수 있다.
일반적으로, 레지스트는 레지스트의 화학물(chemistry) 및/또는 현상제의 용해도 또는 반응성을 제어함으로써 포지티브 톤 레지스트(positive tone resist) 또는 네거티브 톤 레지스트(negative tone resist)로서 이용될 수 있다. 네거티브 톤 레지스트 또는 포지티브 톤 레지스트 중 하나로서 작용할 수 있는 EUV 또는 DUV 레지스트를 갖는 것이 유익할 것이다.
이하에 EUV 프로세스에 관한 기술을 설명할 수 있지만, 이러한 기술은 또한 다른 차세대 리소그래픽 기술에 적용 가능할 수 있다. EUV(일반적으로 약 13.5 nm), DUV(엑시머(excimer) 레이저 소스를 갖는 일반적으로 248 nm 또는 193 nm 범위의 딥-UV), X-레이(X-레이 범위의 더 낮은 에너지 범위의 EUV를 포함함), 및 e-빔(넓은 에너지 범위를 포함함)을 포함하는 다양한 방사선 소스가 이용될 수 있다.
본 개시는 포토레지스트의 후-현상 처리에 관한 것이다. 금속 또는 금속 산화물-함유 포토레지스트는 습식 또는 건식 증착될 수 있다. 금속 또는 금속 산화물-함유 포토레지스트는 EUV 방사선의 높은 흡수를 가질 수 있어서 포토레지스트는 EUV 노출에 의해 패터닝되어 노출 및 미노출 영역을 형성할 수 있다. 현상 후에, 포토패터닝된 금속 또는 금속 산화물-함유 포토레지스트의 노출된 또는 미노출 영역을 선택적으로 제거한 후, 후-현상된 포토레지스트가 처리될 수 있다. 이러한 처리는 다음의 동작: (i) 열 어닐링, (ii) 플라즈마 노출, (iii) 반응성 가스 노출, 및 (iv) 보호층의 선택적 증착 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 처리는 다음의 이점: 감소된 결함, 감소된 LWR, 감소된 DtS, 감소된 아웃개싱(예를 들어, 주석 아웃개싱), 증가된 내에칭성, 및 증가된 라인 CD 중 하나 이상을 달성할 수 있고, 이에 의해 에칭 동안 금속 또는 금속 산화물-함유 포토레지스트의 성능을 개선한다.
본 개시의 구체적인 실시예에 대한 상세한 참조가 본원에서 이루어진다. 구체적인 실시예의 예는 첨부 도면에 예시된다. 본 개시가 이들 구체적인 실시예와 함께 설명될 것이지만, 이는 이러한 구체적인 실시예로 본 개시를 제한하려는 의도는 아니라는 것이 이해될 것이다. 대조적으로, 본 개시의 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 바와 같은 대안, 수정 및 균등물을 커버하는 것이 의도된다. 다음의 설명에서, 본 개시의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 제시된다. 본 개시는 이들 구체적인 세부사항의 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다. 다른 예에서, 공지된 프로세스 동작은 본 개시를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다.
도 1은 포토레지스트를 증착, 현상 및 처리하기 위한 종래의 방법의 단계의 흐름도를 제시한다. 프로세스(100)의 블록(102)에서, 포토레지스트의 층이 증착된다. 이는 기상 증착 프로세스와 같은 건식 증착 프로세스 또는 스핀-온 증착 프로세스와 같은 습식 증착 프로세스 중 어느 하나일 수 있다. 일 실시예에서, 금속-함유 전구체는 액체-기반 스핀-온 기술을 사용함으로써 용액으로서 증착된다. 다른 실시예에서, 금속-함유 전구체는 건식 기술(예를 들어, 화학 기상 증착)을 사용함으로써 증기 형태로 증착된다.
포토레지스트 필름은 기판 상에 증착될 수 있다. 이러한 필름은 습식 또는 건식 증착 프로세스를 사용하여 증착될 수 있으며, 금속-함유 전구체(예를 들어, 본원에 설명된 임의의 것과 같은 주석-함유 전구체)가 기판에 근접하게 제공된다. 일 실시예에서, 금속-함유 전구체는 액체-기반 스핀-온 기술을 사용함으로써 용액으로서 증착된다. 다른 실시예에서, 금속-함유 전구체는 건식 기술(예를 들어, 화학 기상 증착)을 사용함으로써 증기 형태로 증착된다. 본 개시가 종종 금속-함유 전구체가 주석-함유 전구체인 것을 나타내지만, 다른 금속 원자가 이용될 수 있다.
본원에 설명된 층 및 필름은 1x107 ㎠/mol 이상과 같은 높은 광흡착(photoabsorption) 단면을 갖는 원소(예를 들어, 금속 원자 또는 비금속 원자)를 포함할 수 있다. 이러한 원소는 이미징 층을 제공하기 위해 하나 이상의 전구체(들)를 증착함으로써 제공될 수 있다.
일부 실시예에서, 필름은 방사선-민감성 필름(예를 들어, EUV-민감성 필름)이다. 이 필름은, 결국, 본원에 추가로 설명된 바와 같이, EUV 레지스트로서 작용할 수 있다. 특정 실시예에서, 층 또는 필름은 방사선(예를 들어, EUV 또는 DUV 방사선)에 의해 제거, 절단 또는 가교될(cross-linked) 수 있는 하나 이상의 리간드(ligand)(예를 들어, EUV 불안정 리간드)를 포함할 수 있다.
전구체는 방사선에 민감한 패터닝 가능한 필름(또는 패터닝 방사선-민감성 필름 또는 포토패터닝 가능한 필름)을 제공할 수 있다. 이러한 방사선은 EUV 방사선, DUV 방사선, 또는 패터닝된 마스크를 통해 조사함으로써 제공되며, 이에 의해 패터닝된 방사선이 되는 UV 방사선을 포함할 수 있다. 필름 자체는, 이러한 방사선에 노출되어, 필름이 방사선-민감성 또는 감광성이 되도록, 변경될 수 있다. 특정 실시예에서, 전구체는 적어도 하나의 금속 중심을 포함하는 유기금속 화합물이다.
전구체는 임의의 유용한 수 및 유형의 리간드(들)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 리간드는 카운터-반응물의 존재 하에서 또는 패터닝된 방사선의 존재 하에서 반응하는 그의 능력을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 전구체는 금속 중심들 사이의 연결(예를 들어, -O- 연결)을 도입할 수 있는 카운터-반응물과 반응하는 리간드를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 전구체는 패터닝된 방사선의 존재에서 없어지는 리간드를 포함할 수 있다.
전구체는 금속 또는 준금속 또는 높은 패터닝 방사선-흡수 단면(예를 들어, 1x107 ㎠/mol 이상인 EUV 흡수 단면)을 갖는 원자를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, M은 주석(Sn), 비스무스(Bi), 텔루륨(Te), 세슘(Cs), 안티몬(Sb), 인듐(In), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 요오드(I), 지르코늄(Zr), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 은(Ag), 백금(Pt), 및 납(Pb)이다.
특정 실시예에서, 전구체는 주석을 포함한다. 비-제한적인 주석 전구체는 SnF2, SnH4, SnBr4, SnCl4, SnI4, 테트라메틸 주석(SnMe4), 테트라에틸 주석(SnEt4), 트리메틸 주석 클로라이드(SnMe3Cl), 디메틸 주석 디클로라이드(SnMe2Cl2), 메틸 주석 트리클로라이드(SnMeCl3), 테트라알릴주석, 테트라비닐 주석, 헥사페닐 디틴(IV)(Ph3Sn-SnPh3, Ph는 페닐임), 디부틸디페닐주석(SnBu2Ph2), 트리메틸(페닐) 주석(SnMe3Ph), 트리메틸(페닐에티닐) 주석, 트리사이클로헥실 주석 하이드라이드, 트리부틸주석 하이드라이드(SnBu3H), 디부틸주석 디아세테이트(SnBu2(CH3COO)2), 주석(II) 아세틸아세토네이트(Sn(acac)2), 트리부틸주석 에톡시드(SnBu3(OEt)), 디부틸주석 디메틸옥사이드(SnBu2(OMe)2), 트리부틸주석 메톡시드(SnBu3(OMe)), 주석(IV) tert-부톡시드(Sn(t-BuO)4), n-부틸주석 트리부톡사이드(Sn(n-Bu)(t-BuO)3), 테트라키스(디메틸아미노)주석(Sn(NM2)4), 테트라키스(에틸메틸아미노)주석(Sn(NMeEt)4), 테트라키스(디에틸아미노)주석(IV)(Sn(NEt2)4), (디메틸아미노)트리메틸주석(IV)(Sn(Me)3(NMe2), Sn(i-Pr)(NMe2)3, Sn(n-Bu)(NMe2)3, Sn(s-Bu)(NMe2)3, Sn(i-Bu)(NMe2)3, Sn(t-Bu)2(NMe2)2, Sn(t-Bu)2) (NEt2)3, Sn(tbba), Sn(II) (1,3-비스(1,1-디메틸에틸)-4,5-디메틸-(4R,5R)-1,3,2-디아자스타놀리딘-2-일리덴), 또는 비스[비스(트리메틸실릴)아미노] 주석(Sn[N(SiMe3)2]2)을 포함한다.
(예를 들어, 필름을 위한) 예시적인 증착 기술은 본원에 설명된 임의의 기술, 이를테면, ALD(예를 들어, 열적 ALD 및 플라즈마-강화 ALD), 스핀-코트 증착, PVD 공동-스퍼터링을 포함하는 PVD, CVD(예를 들어, PE-CVD 또는 LP-CVD), 스퍼터 증착, e-빔 공동-증발을 포함하는 e-빔 증착 등, 또는 이들의 조합, 이를테면, CVD 구성요소를 갖는 ALD, 이를테면, 전구체 및 카운터-반응물이 시간 또는 공간 중 어느 하나에서 분리되는 불연속적, ALD-유사 프로세스를 포함한다.
본 개시에 적용 가능한 EUV 포토레지스트 필름으로서의 이들의 증착을 위한 전구체 및 방법에 대한 추가 설명은 2019년 5월 9일에 출원되고 발명의 명칭이 METHODS FOR MAKING EUV PATTERNABLE HARD MASKS 인 국제 공개 번호 WO 2019/217749로서 발행된 국제 출원 번호 PCT/US19/31618에서 발견될 수 있다. 박막은, 필름의 화학적 또는 물리적 특성을 수정하기 위해, 이를테면, EUV에 대한 필름의 민감도를 수정하거나 내에칭성을 향상시키기 위해, 전구체 및 카운터-반응물 이외에 선택적인 재료를 포함할 수 있다. 이러한 선택적인 재료는, 이를테면, 기판 상의 증착 이전에 기상 형성 동안, 기판 상의 증착 동안, 및/또는 필름의 증착 후에 도핑에 의해 도입될 수 있다. 일부 실시예에서, 완만한 원격 H2 플라즈마가 도입되어 일부 Sn-L 결합들을 Sn-H로 대체할 수 있고, 예를 들어, 이는 EUV 하에서 레지스트의 반응성을 증가시킬 수 있다. 다른 실시예에서, CO2는 일부 Sn-O 결합을, 습식 현상에 대해 더 내성이 있을 수 있는 Sn-CO3 결합으로 대체하기 위해 도입될 수 있다.
전구체 및/또는 카운터-반응물에 존재하는 다양한 원자는 캡핑 층(capping layer) 내에 제공될 수 있으며, 이는 차례로 임의의 유용한 층 또는 구조물 상에 배치된다. 캡핑 층은 임의의 유용한 두께(예를 들어, 약 0.1 nm 내지 약 5 nm를 포함하는, 본원에 설명된 임의의 두께)일 수 있다.
또한, 둘 이상의 상이한 전구체가 각각의 층(예를 들어, 필름 또는 캡핑 층) 내에 이용될 수 있다. 예를 들어, 본원의 임의의 금속-함유 전구체 중 두 개 이상이 합금을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 또 다른 예시적인 EUV-민감성 재료, 뿐만 아니라 프로세싱 방법 및 장치가 미국 특허 번호 9,996,004; 국제 특허 공개 번호 WO 2020/102085; 및 국제 특허 공개 번호 WO 2019/217749 에 설명되며, 이들 각각은 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
프로세스(100)의 블록(104)에서, 기판의 후측 표면 또는 베벨이 선택적으로 세정될 수 있고, 및/또는 이전의 단계에서 증착되었던 포토레지스트의 에지 비드가 제거될 수 있다. 이러한 세정 또는 제거 단계는 포토레지스트 층을 증착한 후에 존재할 수 있는 입자를 제거하는 데 유용할 수 있다. 제거 단계는 습식 금속 산화물(MeOx) 에지 비드 제거(EBR) 단계로 웨이퍼를 프로세싱하는 단계를 포함할 수 있다.
프로세스(100)의 블록(106)에서, 후-도포 베이크(PAB) 또는 후-도포 처리가 선택적으로 수행될 수 있다. 이러한 처리는 수용액 또는 비-수용액에 대한 미노출 재료의 내에칭성을 개선할 수 있다. 일 예에서, 이러한 처리는 미노출 영역과 노출 영역 사이의 화학적 조성 차이(또는 콘트라스트)를 향상시킬 수 있고, 따라서 PAB 동작이 수행된다. 다른 예에서, 이러한 처리는 미노출 영역과 노출 영역 사이의 화학적 조성 차이(또는 콘트라스트)를 감소시킬 수 있고, 따라서 PAB 동작은 수행되지 않는다. 또 다른 예에서, PAB의 사용은 경화된 레지스트 필름을 형성하기 위해 층으로부터 잔여 수분을 제거한다. PAB는 필름의 EUV 민감도를 증가시키기 위해 열처리, 화학적 노출, 및/또는 수분의 어떠한 조합을 포함할 수 있고, 이에 의해 EUV 양(dose)을 감소시켜 필름 내의 패턴을 현상한다. 특정 실시예에서, PAB 단계는 약 100℃초과의 온도 또는 약 100℃ 내지 약 200℃ 또는 약 100℃ 내지 약 250℃의 온도에서 수행된다. 다른 실시예에서, PAB 단계는 O-함유 가스의 부재 하에 약 190℃ 내지 약 350℃의 온도에서 수행된다. 다른 예에서, 후-도포 처리는 필름을 불활성 가스 또는 CO2에 노출시키는 것을 포함하며, 이는 선택적으로 냉각 또는 가열을 포함할 수 있다. 불활성 가스의 사용은 금속-산소-금속 종을 제공할 수 있고, CO2의 사용은 필름 내의 금속 카보네이트 종을 제공할 수 있다.
프로세스(100)의 블록(108)에서, 필름은 패턴을 현상하기 위해 EUV 방사선에 노출된다. 일반적으로, EUV 노출은 필름의 화학적 조성에 변화를 야기하여, 필름의 일부를 제거하는 데 사용될 수 있는 에칭 선택도의 콘트라스트를 생성한다. 이러한 콘트라스트는 포지티브 톤 레지스트를 제공할 수 있다. 하지만, EUV 노출은 대안적으로 미노출 영역이 선택적으로 제거되도록 콘트라스트를 야기할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 콘트라스트는 본원에 설명된 바와 같은, 네거티브 톤 레지스트를 제공할 수 있다. EUV 노출은, 예를 들어, 진공 분위기에서 약 10 nm 내지 약 20 nm 범위(예를 들어, 진공 분위기에서 약 13.5 nm)의 파장을 갖는 노출을 포함할 수 있다.
프로세스(100)의 블록(110)에서, 후-노출 베이크(PEB)가 노출된 필름에 대해 수행되고, 이에 의해 잔여 수분을 추가로 제거하거나, 필름 내의 화학적 응축을 촉진하거나, 또는 노출된 필름의 에칭 선택도의 콘트라스트를 증가시키거나; 또는 임의의 유용한 방식으로 필름을 후-처리한다. 일 예에서, 이러한 처리는 미노출 영역과 노출된 영역 사이의 화학적 조성 차이(또는 콘트라스트)를 감소시킬 수 있고, 따라서 PEB 동작은 수행되지 않는다. 다른 예에서, 노출된 필름은 박리제(stripping agent) 또는 포지티브 톤 현상제(예를 들어, HCl, HBr, HI, 또는 이들의 조합과 같은 할라이드-기반 수성 산)에 노출시 레지스트의 노출된 또는 미노출 부분 내의 반응성을 촉진하기 위해 (예를 들어, 저온에서 및/또는 선택적으로 다양한 화학종의 존재 하에) 열적으로 처리될 수 있다. 다른 예에서, 노출된 필름은 레지스트의 EUV 미노출 부분 내의 리간드를 추가로 가교시키기 위해 (예를 들어, 저온에서) 열적으로 처리될 수 있고, 이에 의해 박리제(예를 들어, 포지티브 톤 현상제)에 대한 노출 시에 선택적으로 제거될 수 있는 EUV 노출된 부분을 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, PEB는 생략된다.
프로세스(100)의 블록(112)에서, 포토레지스트 패턴은 포지티브 톤 현상 또는 네거티브 톤 현상에 의해 현상된다. 현상의 다양한 실시예에서, 미노출 영역은 (네거티브 톤 레지스트 내에 패턴을 제공하기 위해) 선택적으로 제거된다. 이러한 단계는, (예를 들어, 탈이온수 또는 다른 용매에 의한) 선택적인 린스 동작 또는 (예를 들어, 공기에 의한 또는 선택적인 가열에 의한 불활성 조건에 의한) 선택적인 건식 동작이 뒤따르는, 하나 이상의 현상제 또는 현상액을 사용한 습식 프로세스일 수 있다. 특정 실시예에서, 현상 단계는 주석-기반 필름에 적용된 습식 프로세스이다. 다른 실시예에서, 현상 단계는 주석-기반 필름에 적용된 건식 프로세스이다. 예를 들어, 건식 프로세스는 할라이드-함유 화학물을 포함한다.
블록(112) 이후에, 현상 후 검사가 수행될 수 있다. 필요한 경우, 동작(102)을 반복하기 위해 복귀함으로써 재작업이 수행된다.
프로세스(100)의 블록(114)에서, 포토레지스트는 패턴 전사 이전에 처리를 겪는다. 처리는 열처리, 플라즈마 처리, 화학 처리, 선택적 증착 처리, 또는 전술한 처리의 조합일 수 있다. 열처리는 결함 및 LWR을 감소시키기 위해 포토레지스트를 약 200℃ 내지 약 300℃ 사이의 상승된 온도에 노출시킬 수 있다. 플라즈마 처리는 포토레지스트를 치밀화하고 LWR을 감소시키기 위해 직접(인-시츄(in-situ)) 플라즈마 또는 원격 플라즈마와 같은 플라즈마에 포토레지스트를 노출시킬 수 있다. 화학 처리는, 내에칭성을 개선하고, 아웃개싱을 감소시키고, 라인 CD를 증가시키기 위해, 포토레지스트를 반응성 화학종, 이를테면, 할라이드-기반 종(예를 들어, 육불화텅스텐) 또는 탄소-함유 전구체(예를 들어, 일산화탄소, 금속 유기 전구체)에 노출시킬 수 있다. 선택적 증착 처리는 DtS를 감소시키고, 내에칭성을 개선하고, 아웃개싱을 감소시키고, 라인 CD를 증가시키기 위해 포토레지스트 상에 보호 코팅을 선택적으로 증착하기 위해 포토레지스트를 화학 전구체에 노출시킬 수 있다. 전술한 처리들 중 임의의 하나 이상이 패턴 전사 동안 포토레지스트의 성능을 개선하기 위해 현상 후에 포토레지스트에 적용된다.
프로세스(100)의 블록(116)에서, 하나 이상의 기판 층이 패턴 전사를 위한 포토레지스트 마스크를 사용하여 에칭된다. 이러한 기판 층은 포토레지스트 마스크 아래에 있고 리소그래픽 에칭에 의해 제거 가능할 수 있다. 패턴 전사 에칭은 복수의 패터닝된 피처를 형성하기 위해 재료를 원하는 깊이로 에칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 기판 층은 비정질 탄소(a-C), 비정질 실리콘(a-Si), 주석 산화물(예를 들어, SnOx), 실리콘 산화물(예를 들어, SiO2), 실리콘 산질화물(예를 들어, SiOxNy), 실리콘 산탄화물(예를 들어, SiOxCy), 실리콘 질화물(예를 들어, Si3N4), 티타늄 산화물(예를 들어, TiO2), 티타늄 질화물(예를 들어, TiN), 텅스텐(예를 들어, W), 도핑된 탄소(예를 들어, W-도핑된 C), 텅스텐 산화물(예를 들어, WOx), 하프늄 산화물(예를 들어, HfO2), 지르코늄 산화물(예를 들어 ZrO2), 및 알루미늄 산화물(예를 들어 Al2O3)을 포함할 수 있다. 포토레지스트 마스크의 CD의 임의의 결함 또는 변형이 패턴 전사 에칭 동안 패터닝되는 재료 내에 복제된다. 부가적으로, 열악한 내에칭성은 에칭의 과정 동안 아래에 놓이는 기판 층으로의 패턴의 전사에 부정적인 영향을 미친다. 포토레지스트 마스크의 후-현상 처리는 패턴 전사 에칭 동안 성공적인 패턴 전사를 보장하기 위해 전술한 문제를 완화시킨다.
패턴 전사 후, 에칭 후 검사가 수행될 수 있다. 필요한 경우, 동작(102)을 반복하기 위해 복귀함으로써 재작업이 수행된다.
도 2a 내지 도 2c는 포토레지스트의 현상 및 처리를 포함하는 다양한 프로세싱 스테이지의 개요를 제공하는 단면 개략도를 도시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(200)는 기판(202) 및 에칭될 기판 층(204)을 포함한다. 패터닝 구조는 임의의 유용한 기판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인입 웨이퍼는 원하는 재료의 기판 표면으로 준비될 수 있으며, 최상부 재료는 레지스트 패턴이 전사되는 층이다. 재료 선택은 통합에 따라 변할 수 있지만, 일반적으로 EUV 레지스트 또는 이미징 층에 대해 높은 선택도로(즉, 훨씬 더 빠르게) 에칭될 수 있는 재료를 선택하는 것이 바람직하다.
일부 실시예에서, 기판은 아래에 놓이는 반도체 재료의 리소그래픽 에칭에 사용되는 하드마스크이다. 하드마스크는 비정질 탄소(a-C), 주석 산화물(예를 들어, SnOx), 실리콘 산화물(예를 들어, SiO2를 포함하는 SiOx), 실리콘 산질화물(예를 들어, SiOxNy), 실리콘 산탄화물(예를 들어, SiOxCy), 실리콘 질화물(예를 들어, Si3N4), 티타늄 산화물(예를 들어, TiO2), 티타늄 질화물(예를 들어, TiN), 텅스텐(예를 들어, W), 도핑된 탄소(예를 들어, W-도핑된 C), 텅스텐 산화물(예를 들어, WOx), 하프늄 산화물(예를 들어, HfO2), 지르코늄 산화물(예를 들어 ZrO2), 및 알루미늄 산화물(예를 들어 Al2O3)을 포함하는 다양한 재료 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 적절한 기판 재료는 다양한 탄소-기반 필름(예를 들어, 애싱 가능한 하드마스크(ashable hardmask, AHM)), 실리콘-기반 필름(예를 들어, SiOx, SiCx, SiOxCy, SiOxNy, SiOxCyNz), a-Si:H, poly-Si, 또는 SiN), 또는 패터닝 프로세스를 용이하게 하도록 적용된 임의의 다른(일반적으로 희생) 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판은 바람직하게는 SnO2와 같은 SnOx를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 층은 1 nm 내지 100 nm 두께, 또는 2 nm 내지 10 nm 두께일 수 있다.
일부 실시예에서, 기판 층(204)은 비정질 탄소, 스핀-온 탄소, 또는 다른 재료, 예를 들어, 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 탄화물 등과 같은 애싱 가능한 하드마스크를 포함한다. 일부 실시예에서, 기판 층(204)은 기판(202) 상에 배치된 층 스택일 수 있다. 웨이퍼(200)는 포토패터닝된 금속-함유 EUV 레지스트 필름(206)을 더 포함한다. 예를 들어, 포토패터닝된 금속-함유 EUV 레지스트 필름(206)은 에칭될 기판 층(204) 상에 배치된 유기금속-함유 층일 수 있다. 포토패터닝된 금속-함유 EUV 레지스트 필름(206)은 약 5 nm 내지 약 50 nm 또는 약 10 nm 내지 약 30 nm의 두께를 가질 수 있다. 포토패터닝된 금속-함유 EUV 레지스트 필름(206)은 EUV 스캐너에서 포토패터닝 후 및/또는 PEB 처리 후에 프로세스 챔버에 제공될 수 있다. 포토패터닝된 금속-함유 EUV 레지스트 필름(306)은 비-EUV 노출 영역(206a) 및 EUV 노출된 영역(206b)을 포함한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 포토패터닝된 금속-함유 EUV 레지스트 필름(206)의 비-EUV 노출 영역(206a)은 현상 프로세스에서 제거된다. 현상은 습식 현상 화학물 또는 건식 현상 화학물을 사용할 수 있다. 건식 현상 화학물이 도포되는 경우, 건식 현상은 플라즈마를 타격하면서 또는 타격하지 않고 진행될 수 있다. 일부 구현에서, 건식 현상 화학물은 할라이드-함유 화학물을 포함할 수 있다. 포토패터닝된 금속-함유 EUV 레지스트 필름(206)의 포토레지스트 마스크는 비-EUV 노출 영역(206a)의 제거에 의한 현상 후에 형성된다. 도 2a 내지 도 2c는 네거티브 톤 현상을 묘사하지만, 포지티브 톤 현상이 본 개시에서 대안적으로 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 기판 층(204)은 포토레지스트 마스크(208)에 의해 정의된 웨이퍼(200)에 리세스된 피처를 형성하기 위해 포토레지스트 마스크(208)를 사용하여 에칭된다. 웨이퍼(200)는 패턴 전사 에칭을 겪어서 에천트가 화학적으로 개질된 포토레지스트 마스크(208)에 대해 기판 층(204)을 선택적으로 제거하게 된다. 패턴 전사 에칭은 건식 에칭 또는 습식 에칭으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 건식 에칭은 플루오린-기반 플라즈마 에칭 프로세스 또는 산소-기반 플라즈마 에칭 프로세스를 이용할 수 있다. 패턴 전사 에칭은 포토레지스트 마스크(208)에 의해 정의된 패턴을 따라 기판 층(204)을 통해 에칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 포토레지스트 마스크(208)는 패턴 전사 에칭 후에 증가된 라인 CD를 보존하거나 적어도 실질적으로 보존한다.
도 1로 돌아가면, 블록들(112, 114 및 116)에 의해 표현되는 프로세스(100)의 단계는 종래적으로 별개의 챔버에서 수행되며, 후속 동작을 위해 하나의 프로세스 챔버로부터 다음 프로세스 챔버로의 웨이퍼 이송을 수반한다. 프로세스의 효율성 및 처리량을 개선하기 위해, 다양한 동작을 위한 단계 및/또는 챔버의 수는 본원에 개시된 방법에 의해 감소될 수 있다.
특히, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 프로세스(100)의 효율은, 후 건식-현상 베이크(114)에 대한 필요성을 없애는 방식으로 동일한 프로세스 챔버에서 블록들(112 및 116)에 의해 표현되는 단계를 수행함으로써 개선될 수 있다.
통합된 방법
위에서 논의된 바와 같이, 본 개시는, EUV 또는 다른 차세대 리소그래픽 기술을 사용하여 패터닝될 수 있는 반도체 기판 상의 필름을 위한 방법을 제공한다. 방법은, 중합된 유기금속 재료가 기상에서 생성되고 기판 상에 증착되는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 건식 증착은 임의의 유용한 전구체(예를 들어, 본원에 설명된 금속 할라이드, 캡핑제, 또는 유기금속제)를 이용할 수 있다. 다른 실시예에서, 스핀-온 제제(formulation)가 사용될 수 있다. 증착 프로세스는 레지스트 필름 또는 EUV-민감성 필름으로서 EUV-민감성 재료를 도포하는 것을 포함할 수 있다.
이러한 EUV-민감성 필름은, EUV에 노출 시, 금속 원자에 결합된 벌키 펜던트 리간드(bulky pendant ligand)의 손실과 같은 변화를 겪는 재료를 포함한다. 미노출 영역이 조밀한 M-O-M 풍부 재료를 포함하면, 그 후 EUV 유도된 절단은 포지티브 톤 현상제에 의해 더 용이하게 제거되는 중간체를 제공할 수 있다.
EUV 패터닝을 통해, 미노출 영역에 대해 변경된 물리적 또는 화학적 특성을 갖는 필름의 영역이 생성된다. 이러한 특성은 미노출 또는 노출된 영역을 용해하거나 또는 노출된 또는 미노출 영역 상에 재료를 선택적으로 증착하기 위한 것과 같은 후속 프로세싱에서 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 미노출 필름은 소수성(hydrophobic) 표면을 갖고, 노출된 필름은 후속 프로세싱이 수행되는 조건 하에서 친수성 표면을 갖는다(노출 영역 및 미노출 영역의 친수성 특성은 서로 상대적인 것으로 인식됨). 예를 들어, 재료의 제거는 화학적 조성, 밀도, 필름의 가교의 차이를 레버리지함으로써 수행될 수 있다. 본원에서 추가로 설명되는 바와 같이, 제거는 습식 프로세싱 또는 건식 프로세싱에 의한 것일 수 있다.
기판의 표면에 형성되는 EUV-패터닝 가능한 필름의 두께는 표면 특징, 사용되는 재료, 및 프로세싱 조건에 따라 변할 수 있다. 다양한 실시예에서, 필름 두께는 약 0.5 nm 내지 약 100 nm의 범위일 수 있다. 바람직하게, 필름은 EUV 패터닝 조건하에서 EUV 광의 대부분을 흡수하기에 충분한 두께를 갖는다. 예를 들어, 레지스트 필름의 전체 흡수가 30% 이하(예를 들어, 10% 이하, 또는 5% 이하)일 수 있어서, 레지스트 필름의 바닥의 레지스트 재료가 충분히 노출된다. 일부 실시예에서, 필름 두께는 10 nm 내지 20 nm이다. 본 개시의 메커니즘, 기능 또는 유용성을 제한함이 없이, 본 개시의 프로세스는 매우 다양한 기판에 적용될 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, 위에서 논의된 바와 같이, 증착된 필름은 표면 피처에 밀접하게 순응할 수 있고, 이러한 피처를 "채움" 또는 다른 방식으로 평탄화하지 않고, 아래에 놓이는 피처를 갖는 기판과 같은 기판 위에 마스크를 형성하는 데 이점을 제공한다.
필름은 임의의 유용한 방식으로 증착된 금속 산화물 층으로 구성될 수 있다. 이러한 금속 산화물 층은 카운터-반응물과 조합하여 전구체(예를 들어, 금속-함유 전구체, 금속 할라이드, 캡핑제, 또는 유기금속제)와 같은 본원에 설명된 임의의 EUV-민감성 재료를 사용하여 증착 또는 도포될 수 있다. 예시적인 프로세스에서, 중합된 유기금속 재료는 금속 산화물 층을 제공하기 위해 기판의 표면 상에 기상 또는 인-시츄로 형성된다. 금속 산화물 층은 필름, 접착층 또는 캡핑 층으로서 이용될 수 있다.
일반적으로, 방법은 중합된 유기금속 재료를 형성하기 위해 전구체(예를 들어, 유기금속제와 같은 금속-함유 전구체)의 증기 스트림을 카운터-반응물의 선택적인 증기 스트림과 혼합하는 단계, 및 유기금속 재료를 반도체 기판의 표면 상에 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전구체와 선택적인 카운터-반응물을 혼합하는 것은 중합된 유기금속 재료를 형성할 수 있다. 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 프로세스의 혼합 및 증착 양태는 실질적으로 연속적인 프로세스로 동시 발생적일 수 있다.
예시적인 연속 CVD 프로세스에서, 전구체 및 선택적인 카운터-반응물의 소스의, 별개의 유입 경로의, 두 개 이상의 가스 스트림이 CVD 장치의 증착 챔버에 도입되고, 이들은 가스 상에서 혼합되고 반응하여, (예를 들어, 금속-산소-금속 결합 형성을 통해) 응집된 중합체 재료 또는 기판 상에 필름을 형성한다. 가스 스트림은, 예를 들어, 별개의 주입 유입구 또는 이중-플리넘 샤워헤드를 사용하여 도입될 수 있다. 장치는 전구체 및 선택적인 카운터-반응물의 스트림이 챔버 내에서 혼합되어, 전구체 및 선택적인 카운터-반응물이 반응하여 중합된 유기금속 재료 또는 필름(예를 들어, 금속-산소-금속 결합 형성을 통한 것과 같은, 금속 산화물 코팅 또는 응집된 중합체 재료)을 형성하는 것을 허용하도록 구성된다.
금속 산화물을 증착하기 위해, CVD 프로세스는 일반적으로 0.1 Torr 내지 10 Torr와 같은 감소된 압력에서 수행된다. 일부 실시예에서, 프로세스는 1 Torr 내지 2 Torr의 압력에서 수행된다. 기판의 온도는 바람직하게는 반응물 스트림의 온도 미만이다. 예를 들어, 기판 온도는 0℃ 내지 250℃, 또는 주변 온도(예를 들어, 23℃) 내지 150℃일 수 있다.
응집된 중합체 재료를 증착하기 위해, CVD 프로세스는 일반적으로 10 mTorr 내지 10 Torr와 같은 감소된 압력에서 수행된다. 일부 실시예에서, 프로세스는 0.5 Torr 내지 2 Torr에서 수행된다. 기판의 온도는 바람직하게는 반응물 스트림의 온도 이하이다. 예를 들어, 기판 온도는 0℃ 내지 250℃, 또는 주변 온도(예를 들어, 23℃) 내지 150℃일 수 있다. 다양한 프로세스에서, 기판 상의 중합된 유기금속 재료의 증착은 표면 온도에 반비례하는 레이트로 발생한다. 본 개시의 메커니즘, 기능 또는 유용성을 제한함이 없이, 이러한 기상 반응으로부터의 생성물은 금속 원자가 카운터-반응물에 의해 가교되고 그 후 기판 상에 응축 또는 달리 증착됨에 따라 분자량이 더 무거워지는 것으로 여겨진다. 다양한 실시예에서, 벌키 알킬기의 입체적(steric) 방해는 조밀하게 패킹된 네트워크의 형성을 추가로 방지하고, 증가된 다공성을 갖는 저밀도 필름을 생성한다.
건식 증착 방법을 사용하는 잠재적인 이점은 성장함에 따라 필름의 조성을 조정하는 것의 용이함이다. CVD 프로세스에서, 이는 증착 동안 제1 전구체 및 제2 전구체의 상대적인 유동을 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 증착은 0.01 Torr 내지 100 Torr, 그러나 보다 일반적으로는 약 0.1 Torr 내지 10 Torr의 압력에서 30℃ 내지 200℃에서 발생할 수 있다.
필름(예를 들어, 금속-산소-금속 결합 형성을 통한 것과 같은 금속 산화물 코팅 또는 응집 중합체 재료)이 또한 ALD 프로세스에 의해 증착될 수 있다. 예를 들어, 전구체(들) 및 선택적인 카운터-반응물은 ALD 사이클을 나타내는 별개의 시간에 도입된다. 전구체는 표면 상에서 반응하여, 각각의 사이클에 대해 한 번에 재료의 단일층까지 형성한다. 이는 표면에 걸친 필름 두께의 균일성에 대한 우수한 제어를 허용할 수 있다. ALD 프로세스는 일반적으로 0.1 Torr 내지 10 Torr와 같은 감소된 압력에서 수행된다. 일부 실시예에서, 프로세스는 1 Torr 내지 2 Torr에서 수행된다. 기판 온도는 0℃ 내지 250℃, 또는 주변 온도(예를 들어, 23℃) 내지 150℃일 수 있다. 프로세스는 열 프로세스 또는 바람직하게는 플라즈마-보조 증착일 수 있다.
본원의 증착 방법 중 임의의 것은 두 개 이상의 상이한 전구체의 사용을 허용하도록 수정될 수 있다. 일 실시예에서, 전구체는 동일한 금속이지만 상이한 리간드를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전구체는 상이한 금속 그룹을 포함할 수 있다. 하나의 비-제한적인 예에서, 다양한 휘발성 전구체의 교번 유동은, 상이한 제2 금속(예를 들어, Te)을 갖는 실릴-기반 전구체와 제1 금속(예를 들어, Sn)을 갖는 금속 알콕사이드 전구체의 사용과 같은 혼합된 금속-함유 층을 제공할 수 있다.
본원의 프로세스는 표면 개질을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 일부 반복에서, 전구체의 증기가 웨이퍼 위로 통과될 수 있다. 웨이퍼는 반응이 진행되도록 열 에너지를 제공하기 위해 가열될 수 있다. 일부 반복에서, 가열은 약 50℃ 내지 약 250℃일 수 있다. 일부 경우에서, 전구체의 펄스가 사용될 수 있고, 펌프 및/또는 퍼징 단계에 의해 분리될 수 있다. 예를 들어, 제1 전구체는 ALD 또는 ALD-유사 성장을 초래하는 제2 전구체 펄스의 펄스들 사이에서 펄싱될 수 있다. 다른 경우에, 양 전구체가 동시에 유동될 수 있다. 표면 개질에 유용한 원소의 예는 I, F, Sn, Bi, Sb, Te, 및 이들 화합물의 산화물 또는 합금을 포함한다.
본원의 프로세스는 ALD 또는 CVD에 의해 얇은 금속 산화물 또는 금속을 증착하기 위해 사용될 수 있다. 예는 주석 산화물(SnOx), 비스무스 산화물(BiOx), 및 Te를 포함한다. 증착에 이어서, 본원의 다른 곳에 설명된 바와 같이, 필름은 MaRbLc 형태의 알킬 치환된 전구체로 캡핑될 수 있다. 카운터-반응물이 리간드를 더 양호하게 제거하기 위해 사용될 수 있고, 다수의 사이클이 기판 표면의 완전한 포화를 보장하기 위해 반복될 수 있다. 그 후, 표면은 EUV-민감 필름이 증착되도록 준비될 수 있다. 하나의 가능한 방법은 SnOx의 박막을 제조하는 것이다. 가능한 화학물은 테트라키스(디메틸아미노)주석 및 물 또는 O2 플라즈마와 같은 카운터-반응물을 순환시키는 것에 의한 SnO2의 성장을 포함한다. 성장 후에, 캡핑제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 이소프로필트리스(디메틸아미노)주석 증기가 표면 위에서 유동될 수 있다.
증착 프로세스는 임의의 유용한 표면 상에 이용될 수 있다. 본원에서 언급되는 바와 같이, "표면"은 본 기술의 필름이 증착되거나 프로세싱 동안 EUV에 노출될 표면이다. 이러한 표면은 기판(예를 들어, 필름이 증착되는 기판) 상에 또는 필름(예를 들어, 캡핑 층이 증착될 수 있는 필름) 상에 존재할 수 있다.
이러한 아래에 놓이는 지형적 피처는 이 기술의 방법을 수행하기 이전에 프로세싱 동안 재료가 (예를 들어, 에칭에 의해) 제거된 영역 또는 재료가 (예를 들어, 증착에 의해) 추가된 영역을 포함할 수 있다. 이러한 이전 프로세싱은 피처의 두 개 이상의 층이 기판 상에 형성되게 하는 반복적인 프로세스의 이 기술의 방법 또는 다른 프로세싱 방법을 포함할 수도 있다. 본 개시의 메커니즘, 기능, 또는 유용성을 제한함이 없이, 일부 실시예에서, 본 개시의 방법은 이러한 피처를 "채움" 또는 다른 방식으로 평탄화하지 않고 아래에 놓이는 피처에 대한 본 개시의 필름의 부합 및 매우 다양한 재료 표면 상에 필름을 증착하는 능력과 같은 이점을 제공하는 것으로 여겨진다.
금속-함유 레지스트 재료의 노출
포토레지스트 필름은 방사선에 노출될 수 있다. 포토레지스트 필름은 원하는 패턴에 따라 방사선에 노출되어 포토레지스트 필름의 노출된 영역 및 미노출 영역을 형성한다. 노출은 포토레지스트 필름의 화학 조성의 변화 및 가교를 야기하여, 후속 현상을 위해 이용될 수 있는 에칭 선택도의 콘트라스트를 생성한다.
필름의 EUV 노출은 금속 원자(M)를 포함하는 활성화된 반응성 중심을 갖는 EUV 노출된 영역을 제공할 수 있고, 이는 EUV-중간 절단 이벤트에 의해 생성된다. 이러한 반응성 중심은 댕글링(dangling) 금속 결합, M-H 기, 절단된 M-리간드 기, 이량화된 M-M 결합, 또는 M-O-M 브리지를 포함할 수 있다.
EUV 노출은 진공 환경에서 약 10 nm 내지 약 20 nm 범위의 파장, 이를테면, 10 nm 내지 15 nm, 예를 들어 13.5 nm의 파장을 가질 수 있다. 특히, 패터닝은 패턴을 형성하기 위해 EUV 노출된 영역 및 EUV 미노출 영역을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 패터닝은 약 1 내지 50 mJ/㎠, 1 내지 40 mJ/㎠, 1 내지 30 mJ/㎠, 1 내지 20 mJ/㎠, 또는 1 내지 10 mJ/㎠의 방사선 양을 포함한다.
본 개시는 EUV 뿐만 아니라 DUV 또는 e-빔을 사용하는 패터닝을 포함할 수 있다. 이러한 패터닝에서, 방사선은 이미징 층의 하나 이상의 영역에 포커싱된다. 노출은 이미징 층 필름이 방사선에 노출되지 않는 하나 이상의 영역을 포함하도록 수행될 수 있다. 결과적인 이미징 층은 기판의 후속 처리에서 기판으로부터 재료의 추가 또는 제거에 의해 형성되는, 반도체 디바이스의 트랜지스터 또는 다른 피처의 생성과 일치하는 패턴을 생성하는 복수의 노출된 및 미노출 영역을 포함할 수 있다. 본원에서 유용한 것들 중에서 EUV, DUV 및 e-빔 방사 방법 및 장비는 당업계에 공지된 방법 및 장비를 포함한다.
일부 EUV 리소그래피 기술에서, 유기 하드 마스크(예를 들어, PECVD 비정질 수소화된 탄소의 애싱 가능한 하드 마스크)가 포토레지스트 프로세스를 사용하여 패터닝된다. 포토레지스트 노출 동안, EUV 방사선은 레지스트에서 그리고 아래의 기판에서 흡수되어, 매우 활동적인 광전자(예를 들어, 약 100 eV)를 생성하고, 차례로 수 나노미터만큼 측방향으로 확산되는 저에너지 2차 전자(예를 들어, 약 10 eV)의 캐스케이드를 생성한다. 이들 전자는 그의 EUV 양 민감도를 증가시키는 레지스트 내의 화학 반응의 정도를 증가시킨다. 하지만, 성질이 랜덤한 2차 전자 패턴이 광학 이미지에 중첩된다. 이러한 원치 않는 2차 전자 노출은 패터닝된 레지스트에서 해상도의 손실, 관찰 가능한 라인 에지 거칠기(LER) 및 선폭 변화를 초래한다. 이들 결함은 후속 패턴 전사 에칭 동안 패터닝될 재료 내에 복제된다.
본원에 설명된 다양한 실시예에서, 증착(예를 들어, 응축) 프로세스(예를 들어, PECVD 도구에서 수행되는 ALD 또는 MOCVD)는 EUV(예를 들어, 약 10 nm 내지 20 nm의 파장에서), 예를 들어, EUVL 광원의 파장(예를 들어, 13.5 nm = 91.8 eV)에서 강한 흡수로 금속-함유 필름, 이를테면, 감광성 금속염 또는 금속-함유 유기 화합물(유기금속 화합물)의 박막을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 이 필름은 EUV 노출 시에 광-분해되고, (예를 들어, 전도체 에칭 도구에서) 후속 에칭 동안 패턴 전사층인 금속 마스크를 형성한다.
증착에 이어서, EUV-패터닝 가능한 박막은, 일부 예에서, 비교적 높은 진공 하에서, EUV 광의 빔에 대한 노출에 의해 패터닝된다. EUV 노출에 있어서, 금속-함유 필름은 그 후 리소그래피 플랫폼(예를 들어, 웨이퍼 스테퍼)과 통합된 챔버 내에 증착될 수 있고 노출 전에 반응하지 않도록 진공 하에서 전사될 수 있다. 리소그래피 도구와의 통합은 EUVL이 또한 H2O, O2 등과 같은 주변 가스에 의한 입사 광자의 강한 광학 흡수가 주어지면 크게 감소된 압력을 요구한다는 사실에 의해 용이하게 된다. 다른 실시예에서, 감광성 금속 필름 증착 및 EUV 노출은 동일한 챔버에서 수행될 수 있다.
포토리소그래피 프로세스는 포토레지스트의 노출된 영역과 미노출 영역 사이에 화학 콘트라스트를 생성하는 데 필요한 화학 반응을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 베이크 단계를 수반할 수 있다. 다량의 제조(HVM)에 있어서, 이러한 베이크 단계는 주변 공기 또는 일부 경우에 N2 유동 하에서 미리 설정된 온도에서 웨이퍼가 고온-플레이트 상에서 베이크되는 트랙 상에서 수행될 수 있다. 베이크 주변부의 보다 신중한 제어 뿐만 아니라 이들 베이크 단계 동안 주변부에 추가의 반응성 가스 구성요소의 도입은 양 요건을 추가로 감소시키고 및/또는 패턴 정확도(fidelity)를 개선하는 것을 도울 수 있다.
본 개시의 다양한 양태에 따르면, 증착(예를 들어, 후-도포 베이크(post-application bake, PAB) 또는 다른 후-도포 처리) 및/또는 노출(예를 들어, 생략될 수 있는 후-노출 베이크(post-exposure bake, PEB); 또는 다른 후-노출 처리) 및/또는 현상(예를 들어, 후-현상 베이크(post-development bake, PDB) 또는 다른 후-현상 처리) 후의 금속 및/또는 금속 산화물-기반 포토레지스트에 대한 하나 이상의 후-처리는 노출된 포토레지스트와 미노출 포토레지스트 사이의 재료 특성 차이를 증가시킬 수 있고, 따라서, 후속 건식 현상 후에 양-대-크기(DtS)를 감소시키고, PR 프로파일을 개선하고, 라인 에지 거칠기 및 폭 거칠기(LER/LWR)를 개선할 수 있다. 이러한 프로세싱은 온도, 가스 주변, 및 수분이 제어되는 열 프로세스를 수반할 수 있고, 뒤이은 프로세싱에서 개선된 건식 현상 성능을 초래한다. 일부 예에서, 원격 플라즈마가 사용될 수 있다. 그러나 특정 예에서, PAB 및/또는 PEB 및/또는 PDB는 수행되지 않는다.
후-도포 프로세싱(예를 들어, PAB)의 경우, (예를 들어, 가열 또는 냉각에 의해) 온도, 가스 분위기(예를 들어, 공기, H2O, CO2, CO, O2, O3, CH4, CH3OH, N2, H2, NH3, N2O, NO, Ar, He, 또는 이들의 혼합물) 또는 진공 하, 및 수분이 제어되는 열 프로세스는 증착 후 및 노출 전에 사용되어 미노출 금속 및/또는 금속 산화물 포토레지스트의 조성을 변화시킬 수 있다. 변화는 재료의 EUV 민감도를 증가시킬 수 있고, 따라서, 더 낮은 양-대-크기 및 에지 거칠기가 노출 및 건식 현상 후에 달성될 수 있다.
후-노출 프로세싱(예를 들어, PEB)의 경우, 온도, 가스 분위기(예를 들어, 공기, H2O, CO2, CO, O2, O3, CH4, CH3OH, N2, H2, NH3, N2O, NO, Ar, He, 또는 이들의 혼합물) 또는 진공 하, 및 수분이 제어되는 열 프로세스가 미노출 포토레지스트 및 노출된 포토레지스트 둘 모두의 조성을 변화시키는 데 사용될 수 있다. 변화는 미노출 포토레지스트와 노출된 포토레지스트 사이의 조성/재료 특성 차이 그리고 미노출 포토레지스트와 노출된 포토레지스트 사이의 건식 현상 에칭 가스의 에칭율 차이를 증가시킬 수 있다. 더 높은 에칭 선택도가 이에 의해 달성될 수 있다. 개선된 선택도로 인해, 개선된 표면 거칠기, 및/또는 적은 포토레지스트 잔여물/스컴(scum)을 갖는 더 사각형의 PR 프로파일이 얻어질 수 있다. 특정 실시예에서, PEB는 공기 중에서 및 수분 및 CO2의 선택적인 존재하에서 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, PEB는 생략될 수 있다.
후-현상 프로세싱(예를 들어, 후-현상 베이크 또는 PDB)의 경우, 온도, 가스 분위기(예를 들어, 공기, H2O, CO2, CO, O2, O3, CH4, CH3OH, N2, H2, NH3, N2O, NO, Ar, He, 또는 이들의 혼합물) 또는 진공 하 (예를 들어, UV를 가짐), 및 수분이 제어되는 열 프로세스가 미노출 포토레지스트의 조성을 변화시키는 데 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 조건은 또한 플라즈마(예를 들어, O2, O3, Ar, He, 또는 이들의 혼합물을 포함)의 사용을 포함한다. 변화는 재료의 경도를 증가시킬 수 있으며, 이는 아래에 놓인 기판을 에칭할 때 필름이 레지스트 마스크로서 사용될 경우에 유익할 수 있다.
이러한 경우에, 대안적인 구현에서, 열 프로세스는 반응에 대한 에너지 장벽을 낮추고 생산성을 증가시키기 위해 반응성 종을 증가시키기 위해 원격 플라즈마 프로세스에 의해 대체될 수 있다. 원격 플라즈마는 더 많은 반응성 라디칼을 발생할 수 있고, 따라서 처리를 위한 반응 온도/시간을 낮출 수 있으며, 이는 증가된 생산성으로 이어진다.
따라서, 하나의 또는 다수의 프로세스가 습식 또는 건식 현상 선택도를 증가시키기 위해 포토레지스트 자체를 개질하기 위해 적용될 수 있다. 이러한 열 또는 라디칼 수정은 미노출 재료와 노출된 재료 사이의 콘트라스트를 증가시키고, 따라서 후속 현상 단계의 선택도를 증가시킬 수 있다. 미노출 재료와 노출된 재료의 재료 특성 사이의 결과적인 차이는 온도, 가스 유동, 수분, 압력, 및/또는 RF 전력을 포함하는 프로세스 조건을 조정함으로써 조정될 수 있다.
습식-현상 또는 건식-현상 레지스트 필름의 경우, PAB 또는 PEB의 처리 온도는 처리 프로세스를 조정 및 최적화하기 위해, 예를 들어, PAB에 대해 약 90℃ 내지 250℃ 그리고 PEB에 대해 약 170℃ 내지 250℃ 이상으로 변화될 수 있다.
특정 실시예에서, PAB 및/또는 PEB 처리는 100 sccm 내지 10000 sccm 범위의 가스 주변 유동, 수 퍼센트 내지 100%(예를 들어, 20% 내지 50%)의 양의 수분 함량으로, 대기압과 진공 사이의 압력에서, 그리고 약 30초 내지 15분의 지속 기간 동안, 예를 들어 약 1 내지 2분 동안 수행될 수 있다. 특정 실시예에서, PEB는 생략된다.
반도체 프로세싱 동작의 선택도 요건/제약에 따라, 본원에 설명된 것과 같은 열처리가 필요한 EUV 양을 낮추기 위해 사용될 수 있다. 또는, 더 높은 선택도가 요구되고 더 높은 양이 허용될 수 있다면, 노출된 대 미노출의, 최대 100배의, 훨씬 더 높은 선택도가 얻어질 수 있다.
또 다른 단계는 물리적 및 구조적 특징(예를 들어, 임계 치수, 필름 두께 등)이 포토리소그래피 프로세스 동안 평가될 수 있는 인-시츄 측량(in-situ metrology)을 포함할 수 있다. 인-시츄 측량을 구현하기 위한 모듈은, 예를 들어, 산란 측량(scatterometry), 타원편광 분석(ellipsometry), 다운스트림 질량 분광법(downstream mass spectroscopy), 및/또는 플라즈마 강화 다운스트림 광학 방출 분광법 모듈을 포함한다.
기판이 프로세스 챔버 내에 제공될 수 있으며, 여기서 기판은 기판 층 및 기판 층 위의 후-현상된 포토레지스트 마스크를 포함하는 반도체 기판이다. 기판 층은 후-현상된 포토레지스트 마스크 아래에 있을 수 있고, 패터닝 프로세스를 용이하게 하기 위한 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 기판 층은 후-현상된 포토레지스트 마스크에 대해 높은 선택도로 에칭될 수 있다. 일부 구현에서, 기판 층은 스핀-온 탄소(SoC), 스핀-온 유리(SOG), 비정질 탄소(a-C), 주석 산화물(예를 들어, SnOx), 실리콘(예를 들어, a-Si), 실리콘 산화물(예를 들어, SiOx), 실리콘 산질화물(예를 들어, SiOxNy), 실리콘 산탄화물(예를 들어, SiOxCy), 실리콘 질화물(Si3N4), 실리콘 탄화물(SiCx), 티타늄 산화물(예를 들어, TiO2), 티타늄 질화물(예를 들어, TiN), 텅스텐(예를 들어, W), 도핑된 탄소(예를 들어, W-도핑된 C), 텅스텐 산화물(예를 들어, WOx), 하프늄 산화물(HfO2), 지르코늄 산화물(예를 들어, ZrO2), 또는 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함할 수 있다.
금속-함유 포토레지스트는 기판 층 상에 건식 또는 습식 증착될 수 있다. 금속-함유 포토레지스트는 EUV 노출 후에 EUV-노출된 영역 및 EUV-미노출 영역을 갖는 포지티브 톤 또는 네거티브 톤 레지스트로서 제공될 수 있다. 증착 후에, 금속-함유 포토레지스트는 EUV 리소그래피 챔버(스캐너)에서 포토패터닝될 수 있다. 노출 및 선택적인 PEB 처리 후에, 금속-함유 포토레지스트는 기판 층 위에 패터닝된 포토레지스트 마스크를 형성하기 위해 금속-함유 포토레지스트의 부분(예를 들어, EUV-미노출 부분)을 선택적으로 제거하기 위해 현상을 겪을 수 있다. 일부 구현에서, 금속-함유 포토레지스트는 금속-함유 EUV 포토레지스트이고, 금속-함유 EUV 포토레지스트는 유기-금속 산화물 또는 유기-금속 함유 필름이다. 예를 들어, 금속-함유 EUV 포토레지스트는 Sn, O, 및 C 원자를 포함할 수 있다.
프로세스 챔버는 현상 후에 기판을 처리하기 위한 밀폐된(enclosed) 공간을 제공할 수 있다. 프로세스 챔버의 챔버 벽은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 플라스틱, 또는 다른 적절한 재료로 제작될 수 있다. 일부 실시예에서, 챔버 벽은 내부식성 필름, 이를테면, 폴리머 또는 무기 코팅으로 코팅된다. 프로세스 챔버는 기판이 지지되는 기판 지지부(예를 들어, 페데스탈(pedestal) 또는 정전 척)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 후-현상 처리를 위한 프로세스 챔버는 증착 챔버, 베벨 에지 및/또는 후면 세정 챔버, PAB 처리 챔버, PEB 처리 챔버, 현상 챔버, 또는 에칭 챔버일 수 있다. 이러한 방식으로, 후-현상 처리를 위한 프로세스 챔버는 포토레지스트 프로세싱을 위한 이전 동작에서 사용되거나 포토레지스트 프로세싱을 위한 후속 동작에서 사용되는 동일한 챔버일 수 있고, 이에 의해 동작 사이의 에어 브레이크(air break)에 대한 노출을 감소시키기 위해 기판 이송을 최소화할 수 있다. 프로세스 챔버는 기판을 상승된 온도에 노출시키기 위한 하나 이상의 가열 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 가열 요소는 기판의 온도를 제어하기 위해 기판 지지부에 로케이팅된 하나 이상의 적외선(IR) 램프 또는 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 프로세스 챔버는 프로세스 챔버 내로 가스를 전달하기 위한 하나 이상의 가스 라인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 가스 라인은 프로세스 챔버 내의 기판을 향해 반응성 가스를 공급하기 위한 샤워헤드를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 프로세스 챔버는 플라즈마-발생 챔버일 수 있거나, 또는 프로세스 챔버로부터 분리된 플라즈마-발생 챔버에 커플링될 수 있다. 플라즈마-발생 챔버는 유도성-결합 플라즈마(inductively-coupled plasma, ICP) 반응기, 변압기-결합 플라즈마(transformer-coupled plasma, TCP) 반응기, 또는 용량성-결합 플라즈마(capacitively-coupled plasma, CCP) 반응기일 수 있다. 일부 경우에, 프로세스 챔버는 가스를 배기하기 위한 하나 이상의 가스 배출구를 더 포함하며, 이는 프로세스 챔버 내에서 원하는 압력을 유지하기 위해 진공 펌프에 결합될 수 있거나 결합되지 않을 수 있다.
후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크는 다음 동작 중 하나 이상을 사용하여 처리된다: (i) 후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크를 열적으로 어닐링하는 동작, (ii) 후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크를 플라즈마에 노출시키는 동작, (iii) 후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크를 하나 이상의 반응성 가스에 노출시키는 동작, 및 (iv) 후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크 상에 보호층을 선택적으로 증착하는 동작. 기판의 후-현상 처리는 전술한 열 어닐링, 플라즈마, 화학적, 또는 선택적 증착 처리 동작 중 하나, 또는 전술한 처리의 조합을 이용할 수 있다. 후-현상 처리는 패턴 전사 에칭 동안 금속-함유 포토레지스트 마스크의 성능을 개선한다. 전술한 열 어닐링, 플라즈마, 화학적 및 선택적 증착 처리 기술은 아래에서 상세히 논의된다.
기판 층은 후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크를 사용하여 리세싱된 피처를 형성하기 위해 에칭된다. 이러한 프로세스는 패턴 전사 또는 패턴 전사 에칭이라고 지칭될 수 있다. 에칭은 후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크를 제거하지 않고 기판 층의 부분을 선택적으로 제거할 수 있다. 습식 또는 건식 에천트가 후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크에 의해 노출된 기판 층의 부분을 통해 에칭하기 위해 이용될 수 있다. 금속-함유 포토레지스트 마스크는 피처가 에칭될 패턴을 정의할 수 있다. 피처는 금속-함유 포토레지스트 마스크에 의해 정의된 패턴에 따라 기판 층을 통해 에칭된다. 후-현상 처리 후에, 금속-함유 포토레지스트 마스크는 패턴 전사 에칭 동안 증가된 라인 CD 및/또는 향상된 내에칭성을 가질 수 있다. 에칭될 피처는 금속-함유 포토레지스트 마스크에 의해 제공되는 라인 CD를 유지하거나 실질적으로 유지할 수 있다. 일부 경우에, 금속-함유 포토레지스트 마스크는 감소된 결함 및/또는 거칠기를 가질 수 있다. 그 결과, 패턴 전사 에칭 후에 형성되는 피처에는 결함 및 거칠기가 전사되지 않는다.
열처리
일부 구현에서, 기판은 상승된 온도까지 기판을 가열함으로써 열적으로 처리될 수 있다. 기판의 열처리는 패턴 전사 에칭 이전에 금속-함유 포토레지스트 마스크로부터의 결함을 감소시키고 거칠기를 감소시키는 역할을 할 수 있다. 특히, 기판의 열처리는 스컴을 제거함으로써 금속-함유 포토레지스트 마스크에서의 화학 콘트라스트를 개선할 수 있다.
습식 또는 건식 현상 후에, 잔여물 또는 스컴이 기판 상에 남아 있을 수 있다. 잔여물 또는 스컴은 현상에 의해 제거되었던 포토레지스트 마스크의 영역 내에 남아 있을 수 있다. 잔여물 또는 스컴은 기판의 표면에 흡착된 잔여 에칭 부산물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 현상 화학물에서 사용되는 할로겐의 증기는 수분 또는 산소와 반응하여 제거하기 어려운 잔여 에칭 부산물을 형성할 수 있다. 습식 프로세싱 기술은 종종 수분 및/또는 산소를 이용하고, 이는 더 쉽게 스컴 및 잔여물 형성으로 이어진다. 일부 경우에, 잔여물은 패턴 전사 동안 화학 콘트라스트의 손실에 기여할 수 있고 하류 처리 도구를 오염시킬 수 있는 금속 산화물(예를 들어, SnOx)의 높은 금속 농도 또는 입자 또는 클러스터를 포함할 수 있다.
습식 또는 건식 현상 후에, 포토레지스트 마스크의 현상된 패턴의 에칭된 피처의 측벽 상에 거칠기가 형성될 수 있다. 이 중 일부는 광의 확률론적(stochastics) 또는 비-최적 가우시안 분포(non-optimal Gaussian distribution)에 기인하여 포토레지스트가 노출되지 않은 채로 남아 있어야 하는 영역에서 부분적으로 또는 완전히 노출된 재료를 초래하거나 그 역도 있을 수 있다. 또한, 포토레지스트 마스크의 에칭된 피처의 측벽 상의 스커밍은 거칠기를 악화시킬 수 있다.
열처리 동안, 기판은 약 50℃ 내지 약 500℃, 약 100℃ 내지 약 400℃, 약 100℃ 내지 약 300℃, 또는 약 100℃ 내지 약 250℃의 상승된 온도로 가열될 수 있다. 기판은 프로세스 챔버 내의 하나 이상의 온도-제어가능 요소를 사용하여 상승된 온도로 가열될 수 있다. 압력은 약 0.1 Torr 내지 약 760 Torr, 예를 들어, 일부 경우에서 약 0.1 Torr 내지 약 1 Torr로 유지될 수 있다. 기판은 약 1분 내지 약 10분, 예를 들어, 일부 경우에서 약 2분 내지 약 5분의 지속 기간 동안 상승된 온도에 노출될 수 있다. 일부 구현에서, 열처리는 하나 이상의 불활성 가스로 수행된다. 예를 들어, 열처리는 질소(N2), 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 또는 크세논(Xe)의 유동으로 수행될 수 있다. 일부 구현에서, 열처리는 대기 중에서 수행된다.
후-현상 열처리에서의 더 높은 온도는 증가된 디스커밍(descumming), 감소된 결함, 및 감소된 거칠기로 이어질 수 있다. 하지만, 더 높은 온도는 동시에 감소된 라인 CD로 이어질 수 있다. 열 어닐링 동안 더 높은 온도는 포토레지스트 측방향 수축 및 포토레지스트 높이 수축을 초래하는 것이 관찰되었다. 감소된 라인 CD는 더 큰 양-대-크기를 초래한다. 후-현상 열처리는 더 큰 양-대-크기에 의해 감소된 결함과 거칠기 사이의 트레이드오프(tradeoff)를 겪을 수 있다. 이는 열처리를 원하는 온도 범위 및 원하는 처리 기간으로 제한하여 양-대-크기 증가를 최소화하면서 감소된 결함 및 거칠기의 이점을 최적화한다.
플라즈마 처리
일부 구현에서, 기판은 후-현상 처리를 위해 플라즈마에 노출될 수 있다. 플라즈마 처리는 패턴 전사 에칭 이전에 금속-함유 포토레지스트 마스크 및 더 낮은 거칠기를 치밀화하는 역할을 할 수 있다. 일부 경우에서, 플라즈마 처리는 스컴을 제거함으로써 금속-함유 포토레지스트 마스크에서의 화학 콘트라스트를 더 개선할 수 있다. 플라즈마 처리는 불활성 가스 종의 플라즈마 또는 반응성 가스 종의 플라즈마를 이용할 수 있다. 반응성 가스 종의 플라즈마는 금속-함유 포토레지스트 마스크와 화학적으로 반응하거나 금속-함유 포토레지스트 마스크 상에 보호막을 선택적으로 증착할 수 있다.
플라즈마에 대한 노출은 원격 플라즈마 발생기에서 플라즈마를 발생하거나 기판이 처리되고 있는 프로세스 챔버 내에 플라즈마를 발생함으로써 용이하게 될 수 있다. 하나 이상의 가스가 원격 플라즈마 발생기 또는 프로세스 챔버일 수 있는 플라즈마-발생 영역으로 유동될 수 있고, 플라즈마가 점화된다. 플라즈마-발생 챔버는 유도성-결합 플라즈마(ICP) 반응기, 변압-결합 플라즈마(TCP) 반응기 또는 용량성-결합 플라즈마(CCP) 반응기일 수 있다. 플라즈마 에너지는 하나 이상의 가스를 이온, 라디칼, 중성 종, 및 다른 플라즈마-활성화 종으로 활성화하기 위해 제공된다. 이온, 라디칼, 중성 종, 및 다른 플라즈마-활성화 종은 패턴 전사 에칭 동안 금속-함유 포토레지스트 마스크의 성능을 개선하기 위해 금속-함유 포토레지스트 마스크와 상호작용할 수 있다.
하나 이상의 가스는 산소(O2), 이산화탄소(CO2) 및 일산화탄소(CO)와 같은 산소-함유 종을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 가스는 삼염화 붕소(BCl3), 사염화 규소(SiCl4), 사염화 주석(SnCl4), 육불화텅스텐(WF6), 및 디플루오로메탄(CH2F2)과 같은 할로겐-함유 종을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 가스는 질소(N2), 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 및 크세논(Xe)과 같은 불활성 가스 종을 포함할 수 있다. 다른 가스는 수소(H2), 암모니아(NH3), 할로겐 할라이드(HCl, HBr, HF, HI) 및 메탄(CH4)과 같은 다양한 탄화수소(CxHy)를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 플라즈마는 산소-기반 플라즈마, 질소-기반 플라즈마, 불활성 가스 플라즈마, 및/또는 탄소-기반 플라즈마일 수 있다. 일부 구현에서, 플라즈마는 원격 플라즈마이다. 일부 다른 구현에서, 플라즈마는 인-시츄 플라즈마이다.
플라즈마 처리를 위한 프로세스 조건은 원하는 결과를 달성하기 위해 조정될 수 있다. 이러한 프로세스 조건은 플라즈마 전력, 플라즈마 주파수, 플라즈마 노출 시간, 바이어스 전압, 듀티 사이클, 온도(예를 들어, 페데스탈 온도), 압력(예를 들어, 챔버 압력), 및 하나 이상의 가스의 유량을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 동작 중인 플라즈마는 약 6 kW 미만, 이를테면, 약 50 W 내지 약 4000 W, 약 50 W 내지 약 1000 W, 또는 약 100 W 내지 약 500 W의 플라즈마 전력에서 생성될 수 있다. 일부 경우에, 플라즈마는 낮은 플라즈마 전력 및 높은 이온 에너지로 제공될 수 있다. 플라즈마의 방향성은 바이어스 전압에 의해 제어될 수 있다. 일부 구현에서, 약 1 V 내지 약 500 V, 약 10 V 내지 약 400 V, 또는 약 30 V 내지 약 300 V인 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 플라즈마 처리는 약 0.5초 내지 약 120초, 약 1초 내지 약 60초, 또는 약 2초 내지 약 40초의 지속 기간 동안 적용될 수 있다. 플라즈마 처리는 원하는 결과를 달성하기 위해 동작 중인 플라즈마의 듀티 사이클들을 변조할 수 있으며, RF 전력 공급부는 약 1% 내지 약 99%, 또는 약 10% 내지 약 90%와 같은 임의의 적절한 듀티 사이클로 플라즈마를 전달할 수 있다. 일부 실시예에서, 챔버 압력은 약 0.1 Torr 내지 약 760 Torr, 또는 일부 경우에서 약 0.1 Torr 내지 약 1 Torr일 수 있다. 일부 실시예에서, 기판 온도는 약 0℃ 내지 약 400℃, 약 50℃ 내지 약 300℃, 또는 약 100℃ 내지 약 250℃일 수 있다.
아래에서 논의되는 바와 같이, 플라즈마 처리는 반응성 가스 종이 수반될 수 있다. 반응성 가스 종의 플라즈마는 내에칭성과 같은 마스크 특성을 개선하기 위해 금속-함유 포토레지스트 마스크에서 화학 반응을 유도할 수 있다. 반응성 가스 종의 플라즈마는 라인 CD를 증가시키고 양-대-크기를 감소시키기 위해 금속-함유 포토레지스트 마스크 상에 보호막을 선택적으로 증착할 수 있다.
화학 처리
일부 구현에서, 금속-함유 포토레지스트 마스크는 하나 이상의 반응성 가스 종에 노출될 수 있다. 반응성 가스 종은 금속-함유 포토레지스트 마스크와 화학적으로 반응할 수 있다. 실제로, 특정 반응성 가스 종은 금속-함유 포토레지스트 마스크와 반응하고 기판의 기판 층과 반응하지 않을 수 있다. 일부 구현에서, 반응성 가스 종은 금속-함유 포토레지스트 마스크의 전체 또는 실질적인 전체를 제1 재료로부터 제2 재료로 변환할 수 있다. 금속-함유 포토레지스트 마스크의 화학물의 변화는 금속-함유 포토레지스트 마스크의 하나 이상의 특성들을 변경시킬 수 있다. 일부 구현에서, 반응성 가스 종은 금속-함유 포토레지스트 마스크의 외부 부분만을 제1 재료로부터 제2 재료로 변환할 수 있고, 이는 이하에서 더 설명되는 바와 같이 보호막으로서 사용될 수 있다.
반응성 가스 종은 금속-함유 포토레지스트 마스크와 반응하여 라인 CD를 증가시키고 양-대-크기를 감소시킬 수 있다. 반응성 가스 종은 금속-함유 포토레지스트 마스크와 반응하여 거칠기(예를 들어, LWR/LER)를 감소시키거나 적어도 동일한 거칠기를 유지할 수 있다. 반응성 가스 종은 금속-함유 포토레지스트 마스크를 치밀화할 수 있다. 일부 경우에, 반응성 가스 종은 결함(예를 들어, 스커밍)을 감소시키기 위해 금속-함유 포토레지스트 마스크와 반응할 수 있다. 추가로, 반응성 가스 종은 금속-함유 포토레지스트 마스크로부터 주석 아웃개싱과 같은 아웃개싱을 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 반응성 가스 종은 후속 에칭 동작 동안 포토레지스트 마스크의 내에칭성을 증가시키기 위해 금속-함유 포토레지스트 마스크와 반응할 수 있다. 예로서, 반응성 가스 종은 패턴 전사 에칭 후에 라인 CD를 증가시키고 포토레지스트 마스크의 증가된 라인 CD를 적어도 실질적으로 유지할 수 있다.
반응성 가스 종은 아래에 놓이는 기판 층(들)에 비해 금속-함유 포토레지스트와 더 반응성일 수 있다. 특정 구현에서, 반응성 가스 종을 사용하는 화학 처리는 EUV 포토레지스트 마스크의 화학물의 이점을 취한다. EUV 포토레지스트 마스크는 Sn, O 및 C 원자를 갖는 유기주석 산화막과 같은 유기금속 산화막으로 구성될 수 있다. 유기주석 산화막은 Sn-Sn 결합, Sn-H 결합, Sn-C 결합, Sn-OH 결합, Sn-O 결합, Sn-O-Sn 결합 및 Sn-O-C 결합의 네트워크를 포함할 수 있다. 반응성 가스 종은 EUV 포토레지스트 마스크에서 화학적 변화를 유도하기 위해 산화, 환원, 삽입, 추출, 또는 다른 화학 반응 메커니즘에 의해 유기주석 산화막의 하나 이상의 원소와 반응할 수 있다. 일부 경우에, 반응성 가스 종은 일산화탄소(CO)를 포함할 수 있고, 주석 종은 일산화탄소와 촉매 반응을 가질 수 있다. 임의의 이론에 의해 제한됨이 없이, SnOCx의 화합물은 CO와 반응하여 새로운 SnOCx(CO)y의 화합물을 형성한다. 화학 반응은 라인 CD를 확장시킴으로써 EUV 포토레지스트 마스크의 변화를 유도한다. 일부 구현에서, EUV 포토레지스트 마스크의 새로운 화합물의 내에칭성이 개선된다.
CO 이외의 반응성 가스 종은 EUV 포토레지스트 마스크의 화학 반응을 유도하기 위해 이용될 수 있다. 유용한 반응성 가스 종의 예는 공기, 수증기(H2O), 과산화수소(H2O2), 이산화탄소(CO2), 산소(O2), 오존(O3), 메탄(CH4), 메탄올(CH3OH), 에탄올(CH3CH2OH), 질소(N2), 수소(H2), 암모니아(NH3), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 아세틸(C5H8O2), 포름산(CH2O2), 아세트산(CH3COOH), 시안화수소(HCN), 삼염화붕소(BCl3), 사염화규소(SiCl4), 염소(Cl2), 브롬(Br2), 염화수소(HCl), 브롬화수소(HBr), 요오드화수소(HI), 플루오르화수소(HF), 플루오르메탄(CH3F), 디플루오르메탄(CH2F2) 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일부 경우에, 반응성 가스 종은 산소-함유 가스, 탄소-함유 가스, 수소-함유 가스, 질소-함유 가스, 할로겐-함유 가스, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 반응성 가스 종은 텅스텐 헥사플루오라이드(WF6), 사염화주석(SnCl4), 몰리브덴 헥사플루오라이드(MoF6), 몰리브덴 이염화이산화물(MoO2Cl2), 및 몰리브덴 클로라이드(MoCl5)와 같은 금속 전구체를 포함할 수 있다. 다른 반응성 가스 종은 주석 테트라키스(디메틸아미드)(Sn(N(CH3)2)4), 하프늄 테트라키스(디메틸아미드)(Hf(N(CH3)2)4), 디메틸 알루미늄((CH3)2Al), 트리메틸 알루미늄((CH3)3Al), 티타늄 이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4), 텅스텐 카르보닐(W(COx)), 몰리브덴 카르보닐(Mo(CO)x), 루테늄 카르보닐(Ru(CO)x), 철 카르보닐(Fe(CO)x), 및 이들의 조합과 같은 금속 유기 전구체를 포함할 수 있다. 따라서, 일부 경우에, 반응성 가스 종은 금속 할라이드 또는 금속 카르보닐 전구체와 같은 유기금속 전구체를 포함할 수 있다. 종래의 폴리머-기반 포토레지스트 재료는 금속 할라이드 또는 특정 유기금속 전구체와 반응하지 않을 수 있지만, 본 개시의 금속-함유 또는 금속 산화물-함유 포토레지스트 재료는 금속 할라이드 및 유기금속 전구체와 반응하기 더 쉬울 수 있다. 임의의 이론에 의해 제한됨이 없이, 유기금속 포토레지스트 내에 M-OH 결합이 존재하는 경우, M-O-M' 브리지가 형성될 수 있으며, M'은 금속 전구체(예를 들어, 금속 할라이드 또는 유기금속 전구체)로부터 유래된다.
반응성 가스 종은 다른 가스와 공동-유동될 수 있다. 일부 구현에서, 반응성 가스 종은 헬륨, 네온, 아르곤, 또는 크세논과 같은 불활성 가스 종과 공동-유동될 수 있다. 일부 구현에서, 반응성 가스 종의 조합이 서로 공동-유동될 수 있다. 예시로서, 삼염화 붕소와 같은 할로겐-함유 가스는 메탄과 같은 탄소-함유 가스와 공동-유동될 수 있다. 다른 예에서, 육불화텅스텐과 같은 금속 전구체는 디플루오로메탄과 같은 탄소-함유 가스와 공동-유동될 수 있다. 반응성 가스 종은 단독으로 또는 다른 반응성 가스 종과 조합하여, 포토레지스트 마스크를 다른 재료로 변환하거나 포토레지스트 마스크 상에 보호막을 선택적으로 증착할 수 있다.
일부 구현에서, 반응성 가스 종은 프로세스 챔버에 유체적으로 커플링된 가스 소스로부터 프로세스 챔버에 공급될 수 있다. 가스 저장 탱크와 같은 가스 소스는 가스 공급 라인을 통해 프로세스 챔버에 유체적으로 커플링될 수 있다. 가스 반응물은 프로세스 챔버에 들어가기 이전에 사전 혼합되거나, 프로세스 챔버에 들어갈 때 혼합될 수 있다. 일부 구현에서, 반응성 가스 종은 프로세스 챔버 내에서 인-시츄로 발생될 수 있다. 가스 반응물은 화학적 변화를 유도하기 위해 금속-함유 포토레지스트 마스크와 반응하는 반응 생성물을 형성하기 위해 서로 반응할 수 있다. 또는 가스 반응물은 화학적 변화를 유도하기 위해 금속-함유 포토레지스트 마스크와 반응하는 반응 생성물을 형성하기 위해 하나 이상의 챔버 구성요소(예를 들어, 금속-기반 챔버 라인)와 반응할 수 있다. 가스 반응물은 유기금속 전구체를 형성하기 위해 금속 챔버 성분과 반응하는 탄소-함유 전구체일 수 있다. 이러한 반응은 유기금속 전구체를 발생하기 위해 열적으로 구동된다. 예를 들어, 프로세스 챔버 내로 공급된 일산화탄소는 철-함유 챔버 라인과 반응하여 EUV 포토레지스트 마스크와 용이하게 반응하는 철 카보닐(Fe(CO)x)을 형성하며, 이에 의해 EUV 포토레지스트 마스크의 라인 CD를 증가시킬 수 있다. 임의의 이론에 의해 제한됨이 없이, 철 카르보닐은 EUV 포토레지스트 마스크 상에 산화철의 증착을 야기한다. 다른 예에서, 프로세스 챔버 내로 공급된 일산화탄소 또는 이산화탄소는 텅스텐-함유 챔버 라인(예를 들어, 핫와이어(hotwire))과 반응하여 EUV 포토레지스트 마스크와 용이하게 반응하는 텅스텐 카르보닐(W(CO)x)을 형성할 수 있다.
하나 이상의 반응성 가스 종을 수반하는 금속-함유 포토레지스트 마스크의 화학 처리는 열처리 및 플라즈마 처리 중 하나 또는 둘 모두와 함께 이용될 수 있다. 열처리 또는 플라즈마 처리는 단독으로 트레이드오프를 나타낼 수 있는 반면, 이러한 트레이드오프는 금속-함유 포토레지스트 마스크에 화학 처리를 추가로 적용함으로써 상쇄될 수 있다. 구체적으로, 화학 처리는 열처리와 조합되어 하나 이상의 반응성 가스 종이 상승된 온도에서 금속-함유 포토레지스트 마스크에 유동될 수 있다. 상승된 온도가 라인 CD를 감소시킬 수 있지만, 하나 이상의 반응성 가스 종은 금속-함유 포토레지스트 마스크에서 라인 CD를 증가시킬 수 있다. 실제로, 하나 이상의 반응성 가스 종으로부터 기인하는 증가된 라인 CD는 상승된 온도로부터 기인하는 감소된 라인 CD를 초과할 수 있다. 이는 금속-함유 포토레지스트 마스크에서 결함 및 거칠기를 감소시키면서 양-대-크기를 감소시킨다. 일부 실시예에서, 화학 처리는 플라즈마 처리와 조합되어 반응성 가스 종의 라디칼 및/또는 이온이 금속-함유 포토레지스트 마스크로 유동될 수 있다. 라디칼 및/또는 이온은 금속-함유 포토레지스트 마스크와 반응성 가스 종의 반응성을 증가시킬 수 있다. 금속-함유 포토레지스트 마스크는 플라즈마 내의 하나 이상의 반응성 가스 종에 노출될 수 있으며, 이는 금속-함유 포토레지스트 마스크의 화학적 조성을 변화시키고 라인 CD 및 밀도를 증가시킬 수 있다. 이는 금속-함유 포토레지스트 마스크의 결함 또는 거칠기를 반드시 절충하지 않고 이루어질 수 있다. 플라즈마는 기판의 손상을 회피하기 위한 전력으로 인가될 수도 있다.
금속-함유 포토레지스트 마스크에서 표면 반응 또는 벌크 반응을 유도하는 것은 반응에 에너지를 인가함으로써 발생할 수 있다. 열 노출 및/또는 플라즈마 노출로부터의 에너지의 일부 양은 표면 반응 또는 벌크 반응을 유도하기에 충분할 수 있다. 따라서, 온도 및 플라즈마 전력과 같은 프로세스 조건은 원하는 결과를 달성하기 위해 조정될 수 있다. 일부 구현에서, 기판 온도는 하나 이상의 반응성 가스 종에 의한 화학 처리 동안 약 0℃ 내지 약 400℃, 약 50℃ 내지 약 300℃, 또는 약 100℃ 내지 약 250℃일 수 있다. 일부 구현에서, 플라즈마 전력은 하나 이상의 반응성 가스 종에 의한 화학 처리 동안 약 6 kW 미만, 약 50 W 내지 약 4000 W, 약 50 W 내지 약 1000 W, 또는 약 100 W 내지 약 500 W일 수 있다.
플라즈마 주파수, 노출 시간, 바이어스 전압, 압력, 및 유량과 같은 다른 프로세스 조건은 하나 이상의 반응성 가스 종을 사용하는 화학 처리를 용이하게 하도록 조정될 수 있다. 일부 구현에서, 약 800 V 미만, 약 0 V 내지 약 500 V, 약 10 V 내지 약 400 V, 또는 약 30 V 내지 약 300 V인 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 일부 구현에서, 하나 이상의 반응성 가스 종에 대한 노출은 약 1초 내지 약 10분, 약 5초 내지 약 8분, 또는 약 30초 내지 약 4분의 지속 기간 동안 적용될 수 있다. 일부 구현에서, 챔버 압력은 약 0.1 Torr 내지 약 760 Torr, 또는 일부 경우에서 약 1 mTorr 내지 약 100 mTorr일 수 있다. 제1 반응성 가스 종은 약 1 sccm 내지 약 1000 sccm, 약 2 sccm 내지 약 500 sccm, 또는 약 5 sccm 내지 약 300 sccm의 유량으로 프로세스 챔버 내로 유동될 수 있다. 선택적인 제2 반응성 가스 종은 약 5 sccm 내지 약 1000 sccm, 약 10 sccm 내지 약 500 sccm, 또는 약 20 sccm 내지 약 300 sccm의 유량으로 프로세스 챔버 내로 공동-유동될 수 있다. 선택적인 불활성 가스 종은 약 20 sccm 내지 약 2000 sccm, 약 30 sccm 내지 약 1000 sccm, 또는 약 50 sccm 내지 약 500 sccm의 유량으로 프로세스 챔버 내로 공동-유동될 수 있다. 예로서, 일산화탄소는 약 20초 내지 약 5분 사이의 지속 기간 동안 약 240℃의 기판 온도에서 약 500 sccm의 유량으로 프로세스 챔버 내로 유동될 수 있다. 일산화탄소는 EUV 포토레지스트 마스크의 화학적 조성을 변화시키기 위해 EUV 포토레지스트 마스크와 반응할 수 있다. 대안적인 예에서, 육불화텅스텐은 일산화탄소를 대체하여 EUV 포토레지스트 마스크와 반응하여 포토레지스트 마스크의 화학적 조성을 변화시킬 수 있다. EUV 포토레지스트 마스크는 후속 패턴 전사 에칭 동안 증가된 내에칭성을 나타낼 수 있다.
개시된 방법의 특정 실시예가 도 3에 의해 예시된다. 도 3에서, 블록들(302 내지 310)은 도 1의 블록들(102 내지 110)과 동일한 동작을 나타낸다. 블록(312)에서의 동작은, 단일 프로세스 챔버에서 수행되는 통합된 건식 현상 및 패턴 전사(에칭) 동작을 나타낸다. 동작(312)은 도 1의 동작들(112, 114 및 116) 대신 수행될 수 있다. 그리하여, 생산성이 개선되고, 결함, 오버레이, 및 CD는 더 효과적으로 제어될 수 있다. 건식 현상 및 패턴 전사의 단계를 조합하는 것은 상이한 프로세스 챔버에서 발생하는 후-건식 현상 베이크의 추가 단계를 추가할 필요 없이 주석 아웃개싱과 같은 금속 아웃개싱의 감소를 허용한다. 단일 챔버에서의 건식 현상 및 에칭의 조합은, 특히 압력에 있어서, 각각의 동작이 필요로 하는 직경방향으로 대향된 프로세스 조건으로 인해 반-직관적이다. 이들은 통상적으로, 압력 요건을 실질적으로 관리하기 위해, 상이한 프로세스 도구를 갖는 상이한 챔버에서 수행된다. 열 프로세스는 높은 에칭 레이트를 얻기 위해 높은 압력을 요구한다. 높은 부분 압력은 보다 우수한 선택도로 이어진다. 역으로, 플라즈마 프로세스를 위해, 이방성 에칭을 달성하기 위해 낮은 압력이 요구된다. 단일 프로세스 챔버에서 수행된다면, 몇 자릿수의 크기의 압력 강하가 약 1초 내지 약 10초 내에 신속하게 달성되어야 한다. 건식 현상은 약 400 mTorr 내지 500 mTorr의 압력에서 일어날 수 있지만; 에칭은 약 20 mTorr 내지 50 mTorr의 압력에서 수행된다. 스로틀 밸브, 특수 펌프, 다중 펌프 또는 프로세스 가스 유동 제어를 사용하면 대략 10초 이하에서 압력 강하가 신속하게 이행될 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 강하는 8초, 7초, 6초, 5초, 4초, 3초 또는 2초 내에 발생한다.
금속-함유 포토레지스트가 주석 산화물과 같은 금속 산화물일 때, 주석 아웃개싱과 같은 금속 아웃개싱은 후-건식 현상 베이크를 필요로 하지 않고 제어될 수 있다.
본 개시의 목적을 위해, 이러한 맥락에서 사용되는 "금속"은 금속 및 전도성 금속 염, 특히, 예를 들어, TiN과 같은 전도성 금속 질화물을 포함하는 500 마이크로 옴 cm의 최대 저항률을 갖는 전도체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
"주석 산화물"은 본원에서 x 및 y의 정수 값 및 x 및 y의 비-정수 값을 포함하는 SnxOy에 대한 임의의 그리고 모든 화학량론적(stoichiometric) 가능성을 포함하는 것으로 지칭된다. 예를 들어, "주석 산화물"은 화학식 SnOn을 갖는 화합물을 포함하며, 1 ≤ n ≤ 2이고, n은 정수 또는 비-정수 값일 수 있다. "주석 산화물"은 SnO1.8과 같은 아화학량론적(sub-stoichiometric) 화합물을 포함할 수 있다. "주석 산화물"은 또한 이산화 주석(SnO2 또는 산화 주석(stannic oxide))과 일산화 주석(SnO 또는 산화 주석(stannous oxide))을 포함한다. "주석 산화물"은 또한 천연 및 합성 변형을 모두 포함하고 임의의 그리고 모든 결정질 및 분자 구조를 또한 포함한다. "주석 산화물"은 또한 비정질 주석 산화물을 포함한다.
블록(312)의 통합된 동작을 수행하기 위한 예시적인 방법이 도 4 및 도 5에서 더 상세히 설명된다. 프로세스(300)의 동작은 상이한 순서로 및/또는 상이하거나, 더 적거나, 또는 추가적인 동작으로 수행될 수 있다. 프로세스(300)의 하나 이상의 동작은 도 6 내지 도 9 중 어느 하나에 설명된 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세스(300)의 동작은, 적어도 부분적으로, 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 소프트웨어에 따라 구현될 수 있다.
도 4는 특정 개시된 실시예에 따른 단일 프로세스 챔버에서 통합된 건식 현상 및 에칭을 위한 프로세스(400)를 예시한다. 블록(410)에서의 동작은 열 건식 현상이다. 본원에 설명된 바와 같이, 건식 현상 프로세스는 필름을 프로세싱하는 데 사용될 수 있다. 비-제한적인 프로세스는 HCl-기반 또는 HBr-기반 프로세스와 같은, 할라이드의 사용을 포함할 수 있다. 본 개시는 임의의 특정 이론 또는 동작 메커니즘에 제한되지 않지만, 접근법은 건식-증착된 EUV 포토레지스트 필름과 깨끗한 화학물(예를 들어, HCl, HBr 및 BCl3)의 화학 반응성을 사용하여 증기 또는 플라즈마를 사용하여 휘발성 생성물을 형성하는 것으로 이해된다. 이러한 휘발성 생성물은 임의의 방식으로 (예를 들어, 본원에 설명된 바와 같이, 수성 산으로 처리함으로써) 제거될 수 있다. 건식-증착된 EUV 포토레지스트 필름은 최대 1 nm/s의 에칭 레이트로 제거될 수 있다. 이들 화학물에 의한 건식-증착된 EUV 포토레지스트 필름의 신속한 제거는 챔버 세정, 후면 세정, 베벨 세정, 및 PR 현상에 적용 가능하다. 다양한 온도(예를 들어, -10℃ 초과의 온도에서 HCl 또는 HBr, 또는 80℃ 초과의 온도에서 BCl3)에서 증기를 사용하여 필름을 제거할 수 있지만, 플라즈마가 반응성을 추가로 가속화하거나 향상시키기 위해 또한 사용될 수 있다.
열 현상 프로세스에서, 기판은 진공 챔버(예를 들어, 오븐)에서 건식 현상 화학물(예를 들어, 루이스 산(Lewis Acid))에 노출된다. 적절한 챔버는 진공 라인, 건식 현상 수소 할라이드 화학물 가스(예를 들어, HBr, HCl) 라인, 및 온도 제어를 위한 히터를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 챔버 내부는 유기 폴리머 또는 무기 코팅과 같은 내부식성 필름으로 코팅될 수 있다. 하나의 이러한 코팅은 폴리테트라플루오로에틸렌((PTFE), 예를 들어, TeflonTM)이다. 이러한 재료는 플라즈마 노출에 의한 제거의 위험 없이 본 개시의 열 프로세스에서 사용될 수 있다.
건식 현상을 위한 프로세스 조건은 포토레지스트 필름 및 그의 조성 및 특성에 의존하여, 100 sccm 내지 500 sccm(예를 들어, 500 sccm HBr 또는 HCl)의 반응물 유동, -10℃ 내지 120℃(예를 들어, -10℃)의 온도, 플라즈마가 없는 1 mTorr 내지 500 mTorr(예를 들어, 300 mTorr)의 압력, 및 약 10 초 내지 1분의 시간 기간일 수 있다. 일부 실시예에서, 압력은 10초 내지 20초의 지속 기간 동안 400 mTorr 내지 500 mTorr이다.
블록들(410 및 420) 사이에서, 유동 경로(415)는 챔버 내에서 발생하는 신속한 압력 변화 절차를 나타낸다. 요구되는 압력 강하는 프로세스 챔버 내에서 달성되어, 동일한 챔버에서 고압 프로세스 및 저압 프로세스 둘 모두가 발생할 수 있게 한다. 압력 변화는 스로틀 밸브, 특수 펌프, 다중 펌프, 프로세스 가스 유동 제어 또는 이들 기술의 조합에 의해 관리될 수 있다. 하나 초과의 펌프가 활용된다면, 펌프 중 하나는 러핑 펌프(roughing pump)일 수 있고 펌프 중 하나는 터보 펌프일 수 있다.
열 건식 현상에 이어서, 블록(420)에서의 동작은 O2 플래시 처리에 의한 플라즈마 건식 현상 단계를 나타낸다. 플라즈마 프로세스는, 통상의 기술자에게 공지된 것 중에서 장비 및 기술을 이용하는, 변압기 결합 플라즈마(TCP), 유도성 결합 플라즈마(ICP) 또는 용량성 결합 플라즈마(CCP)를 포함한다. 예를 들어, 프로세스는 1000 W 미만(예를 들어, 500 W 미만)의 전력 레벨에서, 0.5 mTorr 초과의(예를 들어, 1 mTorr 내지 100 mTorr와 같은) 압력에서 수행될 수 있다. 온도는 1초 내지 3000초(예를 들어, 10초 내지 600초) 동안 100 내지 1000 표준 입방 센티미터/분(sccm), 예를 들어, 약 500 sccm의 유량으로 30℃ 내지 300℃(예를 들어, 30℃ 내지 120℃)일 수 있다.
할라이드 반응물 유동이 수소 가스 및 할라이드 가스인 경우, 원격 플라즈마/UV 방사선이 사용되어 H2 및 Cl2 및/또는 Br2로부터 라디칼을 발생하고, 수소 및 할라이드 라디칼이 반응 챔버로 유동되어 웨이퍼의 기판 층 상의 패터닝된 EUV 포토레지스트와 접촉한다. 적절한 플라즈마 전력은 바이어스가 없는, 100 W 내지 500 W의 범위일 수 있다. 이들 조건들이 일부 프로세싱 반응기에 적절하지만, 프로세싱 반응기의 능력에 따라 더 넓은 범위의 프로세스 조건이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
블록(420)에서의 O2 플래시 처리 프로세스는 산소(O2)의 1,000 sccm 내지 2,000 sccm의 플래시 가스를 프로세스 챔버로 전달하는 것을 포함한다. 특정 실시예에서, 100 와트 내지 3,000 와트의 무선 주파수 전력은 플래시 가스를 플라즈마로 변환하기 위해 13.56 MHz에서 전달된다. 20 mTorr 내지 100 mTorr의 압력이 제공된다. 이 후면 세정 프로세스는, 전력이 전달되는 시간이 약 0.5초 내지 약 4초로 비교적 빠르므로, "O2 플래시" 동작으로서 지칭될 수 있다. O2 플래시 동작은 패턴 전사를 유도한다.
패턴 전사에 후속하여, 선택적 습식 세정 프로세스(430)가 금속 산화물 뿐만 아니라 다른 오염물을 제거하기 위해 수행될 수 있다. 습식 세정 프로세스는 챔버를 개방한 후에 발생한다. 후면 및 베벨 세정 프로세스의 경우, 웨이퍼의 전면 상의 어떠한 필름 열화 없이, 후면 및 베벨만이 제거되는 것을 보장하기 위해 증기 및/또는 플라즈마는 웨이퍼의 특정 영역으로 제한될 수 있다. 제거되는 건식-증착된 EUV 포토레지스트 필름은 일반적으로 Sn, O 및 C로 구성되지만, 동일한 세정 접근법이 다른 금속 산화물 레지스트 및 재료의 필름으로 확장될 수 있다. 게다가, 이 접근법은 또한 필름 스트립 및 포토레지스트 재작업에 사용될 수 있다.
습식 세정을 위해, 용액은 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH)와 같은 화합물, 에틸렌 디아민 또는 디에틸렌 트리아민과 같은 착화(complexing) 아민, 반-수성 플루오라이드 스트리퍼 또는 희석된 불산 스트리퍼를 포함한다. 금속 산화물은, 시트르산, 아세트산, 옥탄산 등과 같은 산을 사용함으로써 제거될 수 있거나 또는 다른 유기산 또는 무기산이 사용될 수 있다. 추가로, 매우 희석된(즉, 0/1% 미만) 과산화수소-함유 산, 이를테면, 황산-과산화수소 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 위에서 언급된 습식 세정기 중 임의의 것의 조합이 또한 활용될 수 있다.
도 5는 특정 개시된 실시예에 따른 단일 프로세스 챔버에서 통합된 건식 현상 및 에칭을 위한 대안적인 프로세스(500)를 예시한다. 블록(510)에서의 동작은 위의 도 4의 블록(410)에 대해 설명된 바와 같은 열 건식 현상을 나타낸다.
블록들(510 및 520) 사이에서, 유동 경로(515)는 챔버 내에서 발생하는 신속한 압력 변화 절차를 나타낸다. 위에서 유동 경로(415)에 대해 설명된 바와 같이, 요구되는 압력 강하는 프로세스 챔버 내에서 달성되어, 동일한 챔버에서 고압 프로세스 및 저압 프로세스 둘 모두가 발생할 수 있게 한다. 압력 변화는 스로틀 밸브, 특수 펌프, 다중 펌프, 프로세스 가스 유동 제어 또는 이들 기술의 조합에 의해 관리될 수 있다. 하나 초과의 펌프가 활용된다면, 펌프 중 하나는 러핑 펌프일 수 있고 펌프 중 하나는 터보 펌프일 수 있다.
열 건식 현상에 이어서, 블록(520)에서의 동작은 플라즈마 디스컴 단계 및 패턴 전사를 나타낸다. 스컴은 푸팅(footing), 스트링거(stringer) 또는 리소그래피 후에 기판 상에 남아 있는 바람직하지 않은 기판 표면 거칠기의 다른 형태들과 같은 원하지 않는 탄소-기반 재료를 지칭한다. 스컴은 플라즈마를 통한 원자 층 에칭 프로세스에 의해 또는 열적으로 제거될 수 있다.
동작(530)은 금속의 선택적 증착이다. 선택적 증착은 포토레지스트 경화를 위해 포토레지스트 상에 선택적 금속 산화물 증착을 수행하는 것과 같은 포토레지스트 복구를 위해; 또는 패턴 전사 동안 포토레지스트에 더 많은 선택도를 부가하기 위해 활용될 수 있다. 선택적 증착을 위한 금속 산화물은 SnOx를 포함한다.
선택적 증착(530)에 후속하여, 위의 도 4의 블록(430)에 대해 설명된 바와 같은 동작과 유사하게, 선택적인 습식 세정 프로세스(540)가 수행될 수 있다.
전술한 설명은 본질적으로 단지 예시적이며 개시, 그의 적용 또는 용도를 어떠한 방식으로도 제한하려는 의도는 아니다. 개시의 폭 넓은 교시는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시는 특정 예를 포함하지만, 도면, 명세서 및 다음 청구 범위를 연구하면 다른 수정이 명백해질 것이기 때문에 본 개시의 실제 범주는 그렇게 제한되어서는 안 된다. 방법 내의 하나 이상의 단계는 본 개시의 원리를 변경하지 않고 상이한 순서로(또는 동시적으로) 실행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시예 각각은 특정 특징을 갖는 것으로 위에서 설명되지만, 본 개시의 임의의 실시예에 관하여 설명된 이러한 특징 중 임의의 하나 이상은, 조합이 명시적으로 설명되지 않더라도, 다른 실시예 중 임의의 실시예의 특징으로 및/또는 특징과 조합되어 구현될 수 있다. 다시 말해서, 설명된 실시예는 상호 배타적이지 않으며, 하나 이상의 실시예의 서로 간의 치환은 본 개시의 범주 내에 남아 있다.
장치
본 개시의 장치는 패터닝된 금속-함유 포토레지스트 마스크의 후-현상 처리를 위해 구성된다. 장치는 증착, 베벨 및 후면 세정, 후-도포 베이킹, EUV 스캐닝, 후-노출 베이킹, 현상, 에칭, 및 다른 동작과 같은 다른 프로세싱 동작을 위해 구성될 수 있다. 일부 구현에서, 장치는 다수의 건식 동작을 수행하도록 구성된다. 일부 구현에서, 장치는 습식 동작 및 건식 동작의 조합을 수행하도록 구성된다. 장치는 동일한 프로세스 챔버 내에 단일 웨이퍼 챔버 또는 다수의 스테이션을 포함할 수 있다. 동일한 프로세스 챔버 내의 다수의 스테이션과 함께, 본 개시에서 설명된 것과 같은 다양한 프로세싱 동작이 동일한 프로세스 챔버 내의 상이한 스테이션에서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 본 개시의 후-현상 처리를 위한 프로세스 챔버는 현상과 동일한 챔버에서, 패턴 전사 에칭과 동일한 챔버에서, 또는 현상 및 패턴 전사 에칭 둘 모두와 동일한 챔버에서 수행될 수 있다.
후-현상 처리를 하도록 구성된 장치는 기판 지지부를 갖는 프로세스 챔버를 포함한다. 장치는 프로세스 챔버와 유체 연통하는 적어도 반응성 가스 소스를 포함할 수 있다. 장치는 하나 이상의 반응성 가스 종의 전달을 위한 하나 이상의 가스 라인을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 반응성 가스 종은 유기 가스 종, 유기금속 가스 종, 금속-함유 가스 종, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 반응성 가스 종은 산소-함유 가스, 탄소-함유 가스, 수소-함유 가스, 질소-함유 가스, 할로겐-함유 가스, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 하나 이상의 반응성 가스 종은 후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크를 처리하기 위해 하나 이상의 가스 라인을 통해 프로세스 챔버로 전달될 수 있다. 장치는 온도 제어를 위한 하나 이상의 가열 요소를 포함할 수 있다. 이러한 가열 요소는 프로세스 챔버 내에 및/또는 기판 지지부 내에 제공될 수 있다. 대안적으로, 이러한 가열 요소는 프로세스 챔버의 외측에 제공될 수 있다. 일부 구현에서, 장치는 후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크의 처리 동안 플라즈마를 발생하기 위한 플라즈마 소스를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 하나 이상의 반응성 종은 후-현상된 금속-함유 포토레지스트 마스크 상에 보호막을 선택적으로 증착시킬 수 있다. 장치는 입자 카운트, 웨이퍼 카운트, 두께 카운트, 또는 후-현상 처리의 종점을 트리거하기 위한 다른 파라미터를 감지하기 위한 하나 이상의 센서를 더 포함할 수 있다.
도 6은 일부 실시예에 따른 포토레지스트 현상, 포토레지스트 처리, 및/또는 조합된 에칭 동작을 수행하기에 적절한 환경을 유지하기 위한 예시적인 프로세스 스테이션의 개략도를 묘사한다. 간략화를 위해, 프로세스 스테이션(600)은 저압 환경을 유지하기 위한 프로세스 챔버 본체(602)를 갖는 독립형 프로세스 스테이션으로서 도시된다. 하지만, 복수의 프로세스 스테이션(600)이 공통 프로세스 도구 환경에 포함될 수 있다는 것이 인지될 것이다. 추가로, 일부 실시예에서, 하기에 세부적으로 논의된 것들을 포함하는 프로세스 스테이션(600)의 하나 이상의 하드웨어 파라미터가, 하나 이상의 컴퓨터 제어기에 의해 프로그램적으로 조정될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
복수의 프로세스 스테이션(600)이 공통 저압 프로세스 도구 환경에 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 7은 다중-스테이션 프로세싱 도구(700)의 구현을 묘사한다. 일부 구현에서, 하기 세부적으로 논의된 것들을 포함하는 프로세스 스테이션(700)의 하나 이상의 하드웨어 파라미터는 하나 이상의 컴퓨터 제어기(750)에 의해 프로그램적으로 조정될 수 있다.
프로세스 스테이션은 클러스터 도구의 모듈로서 구성될 수 있다. 도 9는 본원에 설명된 구현들의 구현을 위해 적절한 진공-통합된 증착 모듈 및 패터닝 모듈을 갖는 반도체 프로세스 클러스터 도구 아키텍처를 묘사한다. 이러한 클러스터 프로세스 도구 아키텍처는, 도 6 및 도 7을 참조하여 위에서 그리고 더 아래에서 설명되는 바와 같이, 레지스트 증착, 레지스트 노출(EUV 스캐너), 레지스트 현상, 레지스트 재작업, 및 에칭 모듈을 포함할 수 있다.
도 6으로 돌아가면, 프로세스 스테이션(600)은 샤워헤드(606)로 프로세스 가스를 전달하기 위해 반응물 전달 시스템(601)과 유체 연통한다. 반응물 전달 시스템(601)은, 샤워헤드(606)로의 전달을 위한 프로세스 가스를 블렌딩 및/또는 컨디셔닝하기 위해 선택적으로 혼합 용기(604)를 포함한다. 하나 이상의 혼합 용기 유입구 밸브(620)는 혼합 용기(604)로의 프로세스 가스의 도입을 제어할 수 있다. 플라즈마 노출이 사용되는 경우, 플라즈마는 또한 샤워헤드(606)로 전달될 수 있거나, 프로세스 스테이션(600)에서 생성될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 적어도 일부 구현에서, 비-플라즈마 열 노출이 선호된다.
도 6은 혼합 용기(604)로 공급될 액체 반응물을 기화시키기 위한 선택적 기화 지점(603)을 포함한다. 일부 구현에서, 기화 지점(603)의 상류에 있는 액체 유동 제어기(LFC)가 기화 및 프로세스 스테이션(600)으로의 전달을 위한 액체의 질량 유동을 제어하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, LFC는 LFC의 하류에 로케이팅된 열 질량 유량계(MFM)를 포함할 수 있다. 이어서 LFC의 플런저(plunger) 밸브가 MFM과 전기적으로 통신하는 비례-적분-미분(PID) 제어기에 의해 제공된 피드백 제어 신호에 응답하여 조정될 수 있다.
샤워헤드(606)는 기판(612)을 향해 프로세스 가스를 분배한다. 도 6에 도시된 구현에서, 기판(612)은 샤워헤드(606) 밑에 로케이팅되고 페데스탈(608) 위에 놓인 것으로 도시된다. 샤워헤드(606)는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있고, 기판(612)에 프로세스 가스를 분배하기 위한 임의의 적절한 수 및 배열의 포트를 가질 수 있다.
일부 구현에서, 페데스탈(608)은 기판(612)과 샤워헤드(606) 사이의 부피에 기판(612)을 노출하도록 상승되거나 하강될 수 있다. 일부 구현에서, 페데스탈 높이는 적절한 컴퓨터 제어기(650)에 의해 프로그램적으로 조정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 구현에서, 샤워헤드(606)는 다수의 온도 제어를 갖는 다수의 플리넘 부피를 가질 수 있다.
일부 구현에서, 페데스탈(608)은 히터(610)를 통해 온도 제어될 수 있다. 일부 구현에서, 페데스탈(608)은 개시된 구현에서 설명된 바와 같이, 후-현상 처리 동안 0℃보다 크고 300℃까지, 예를 들어, 50℃ 내지 280℃, 이를테면, 약 100℃ 내지 240℃의 온도로 가열될 수도 있다. 일부 구현에서, 페데스탈(608)의 히터(610)는 복수의 독립적으로 제어 가능한 온도 제어 존을 포함할 수 있다.
또한, 일부 구현에서, 프로세스 스테이션(600)에 대한 압력 제어는 버터플라이 밸브(618)에 의해 제공될 수 있다. 도 6의 구현에 도시된 바와 같이, 버터플라이 밸브(618)는 하류 진공 펌프(도시되지 않음)에 의해 제공된 진공을 스로틀링한다. 하지만, 일부 구현에서, 프로세스 스테이션(600)의 압력 제어는 또한 프로세스 스테이션(600)에 도입되는 하나 이상의 가스의 유량을 변화시킴으로써 조정될 수 있다.
일부 구현에서, 샤워헤드(606)의 위치는 기판(612)과 샤워헤드(606) 사이의 부피를 변화시키도록 페데스탈(608)에 대해 조정될 수 있다. 추가로, 페데스탈(608) 및/또는 샤워헤드(606)의 수직 위치가 본 개시의 범위 내에서 임의의 적절한 메커니즘에 의해 달라질 수 있다는 것이 인지될 것이다. 일부 구현에서, 페데스탈(608)은 기판(612)의 배향을 회전하기 위한 회전 축을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 이들 예시적인 조정 중 하나 이상이 하나 이상의 적절한 컴퓨터 제어기(350)에 의해 프로그램적으로 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
예를 들어 디스커밍, 처리, 증착, 또는 평탄화(smoothing) 동작에서 플라즈마가 사용될 수 있는 경우, 샤워헤드(606) 및 페데스탈(608)은 플라즈마에 전력을 공급하기 위해 무선 주파수(RF) 전력 공급부(614) 및 매칭 네트워크(616)와 전기적으로 통신한다. 일부 구현에서, 플라즈마 에너지는 프로세스 스테이션 압력, 가스 농도, RF 소스 출력, RF 소스 주파수, 및 플라즈마 전력 펄스 타이밍 중 하나 이상을 제어함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, RF 전력 공급부(614) 및 매칭 네트워크(616)는 소망하는 조성의 라디칼 종을 갖는 플라즈마를 형성하도록 임의의 적절한 전력에서 동작될 수 있다. 적절한 전력의 예는 최대 약 1000 W이다.
일부 구현에서, 컴퓨터 제어기(도시되지 않음)를 위한 명령은 입력/출력 제어(IOC) 시퀀싱 명령을 통해 제공될 수 있다. 하나의 예에서, 프로세스 페이즈에 대한 조건을 설정하기 위한 명령은 프로세스 레시피의 해당하는 레시피 페이즈에 포함될 수 있다. 일부 경우에서, 프로세스 레시피 페이즈는 순차적으로 배열될 수 있어서, 프로세스 페이즈에 대한 모든 명령이 해당 프로세스 페이즈와 동시적으로 실행된다. 일부 구현에서, 하나 이상의 반응기 파라미터를 설정하기 위한 명령은 레시피 페이즈에 포함될 수 있다. 예를 들어, 레시피 페이즈는 수소 할라이드와 같은 에칭 가스의 유량을 설정하기 위한 명령, 및 레시피 페이즈에 대한 시간 지연 명령을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 제어기는 도 7의 제어기(750)와 관련하여 후술되는 특징 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 하나 이상의 프로세스 스테이션은 다중 스테이션 프로세싱 도구에 포함될 수 있다. 도 7은 인바운드 로드록(702) 및 아웃바운드 로드록(704)을 갖는 다중-스테이션 프로세싱 도구(700)의 구현의 개략도를 나타내고, 인바운드 로드록(802) 및 아웃바운드 로드록(804) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 원격 플라즈마 소스를 포함할 수 있다. 대기압에서 로봇(706)은, 포드(708)를 통해 로딩된 카세트로부터 웨이퍼를 대기 포트(710)를 통해 인바운드 로드록(702)으로 이동시키도록 구성된다. 웨이퍼는 인바운드 로드록(702) 내의 페데스탈(712) 위에 로봇(706)에 의해 배치되고, 대기 포트(710)는 폐쇄되고, 로드록은 펌핑 다운된다(pump down). 인바운드 로드록(702)이 원격 플라즈마 소스를 포함하면, 웨이퍼는 프로세싱 챔버(714) 내로 도입되기 전에 로드록 내에서 기판 표면을 처리하기 위해 원격 플라즈마 처리에 노출될 수 있다. 추가로, 웨이퍼는 또한, 예를 들어, 수분 및 흡착된 가스를 제거하기 위해 인바운드 로드록(702) 내에서 가열될 수 있다. 다음에, 프로세싱 챔버(714)로의 챔버 전달 포트(716)가 개방되고, 또 다른 로봇(도시되지 않음)이 프로세스를 위한 반응기 내에 도시된 제1 스테이션의 페데스탈 위의 반응기 내로 웨이퍼를 배치한다. 도 7에 도시된 구현이 로드록을 포함하지만, 일부 구현에서, 프로세스 스테이션 내로 웨이퍼의 직접 진입이 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
묘사된 프로세싱 챔버(714)는 도 7에 도시된 구현에서 1 내지 4로 번호가 붙여진, 4개의 프로세스 스테이션을 포함한다. 각각의 스테이션은 가열된 페데스탈(스테이션 1에 대해 718로 도시됨) 및 가스 라인 유입구를 갖는다. 일부 구현에서, 각각의 프로세스 스테이션이 상이한 목적 또는 복수의 목적을 가질 수 있다는 것이 인지될 것이다. 예를 들어, 일부 구현에서, 프로세스 스테이션은 현상 및 에칭 프로세스 모드 사이에서 전환 가능할 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현에서, 프로세싱 챔버(714)는 현상 및 에칭 프로세스 스테이션의 하나 이상의 매칭된 쌍을 포함할 수 있다. 도시된 프로세싱 챔버(714)는 4개의 스테이션을 포함하지만, 본 개시에 따른 프로세싱 챔버는 임의의 적절한 수의 스테이션을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 구현에서, 프로세싱 챔버는 5개 이상의 스테이션을 가질 수 있는 한편, 다른 구현에서 프로세싱 챔버는 3개 이하의 스테이션을 가질 수 있다.
도 7은 프로세싱 챔버(714) 내에서 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 핸들링 시스템(790)의 구현을 묘사한다. 일부 구현에서, 웨이퍼 핸들링 시스템(790)은 다양한 프로세스 스테이션 사이 및/또는 프로세스 스테이션과 로드록 사이에서 웨이퍼를 이송할 수 있다. 임의의 적절한 웨이퍼 핸들링 시스템이 이용될 수 있다는 것이 인지될 것이다. 비제한적인 예는 웨이퍼 캐로우셀(carousel) 및 웨이퍼 핸들링 로봇을 포함한다. 도 7은 또한 프로세스 도구(700)의 프로세스 조건 및 하드웨어 상태를 제어하도록 이용된 제어기(750)(예를 들어, 시스템 제어기)의 구현을 묘사한다. 제어기(750)는 하나 이상의 메모리 디바이스(756), 하나 이상의 대용량 저장 디바이스(754) 및 하나 이상의 프로세서(752)를 포함할 수 있다. 프로세서(752)는 CPU 또는 컴퓨터, 아날로그, 및/또는 디지털 입력/출력 연결부, 스테퍼 모터 제어 보드 등을 포함할 수 있다.
일부 구현에서, 제어기(750)는 프로세스 도구(700)의 모든 활동을 제어한다. 제어기(750)는 대용량 저장 디바이스(754)에 저장되고 메모리 디바이스(756) 내로 로딩되고, 프로세서(752) 상에서 실행되는 시스템 제어 소프트웨어(758)를 실행한다. 대안적으로, 제어 로직은 제어기(750)에 하드 코딩될 수 있다. 주문형 집적 회로(ASIC), 프로그래밍가능 로직 디바이스(예를 들어, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이, 또는 FPGA들) 등이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 이하의 논의에서, "소프트웨어" 또는 "코드"가 사용된다면, 기능적으로 비교 가능한 하드 코딩된 로직이 그 자리에 사용될 수 있다. 시스템 제어 소프트웨어(758)는 타이밍, 가스의 혼합물, 챔버 및/또는 스테이션 압력, 챔버 및/또는 스테이션 온도, 웨이퍼 온도, 타겟 전력 레벨, RF 전력 레벨, 기판 페데스탈, 척 및/또는 서셉터 위치, 및 프로세스 도구(700)에 의해 수행되는 특정 프로세스의 다른 파라미터를 제어하기 위한 명령을 포함할 수 있다. 시스템 제어 소프트웨어(758)는 임의의 적절한 방식으로 구성될 수 있다. 예컨대, 다양한 프로세스 도구 구성요소 서브루틴 또는 제어 오브젝트는 다양한 프로세스 도구 프로세스를 수행하기 위해 사용되는 프로세스 도구 구성요소의 동작을 제어하도록 쓰여질 수 있다. 시스템 제어 소프트웨어(758)는 임의의 적절한 컴퓨터 판독 프로그래밍 언어로 코딩될 수 있다.
일부 구현에서, 시스템 제어 소프트웨어(758)는 위에서 설명된 다양한 파라미터를 제어하기 위한 입력/출력 제어(IOC) 시퀀싱 명령을 포함할 수 있다. 제어기(750)와 연관된 대용량 저장 디바이스(754) 및/또는 메모리 디바이스(756)에 저장된 다른 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 프로그램이 일부 구현에서 이용될 수 있다. 이 목적을 위한 프로그램 또는 프로그램의 섹션의 예는 기판 포지셔닝 프로그램, 프로그램 가스 제어 프로그램, 압력 제어 프로그램, 히터 제어 프로그램, 및 플라즈마 제어 프로그램을 포함한다.
기판 포지셔닝 프로그램은 페데스탈(718) 위로 기판을 로딩하고 기판과 프로세스 도구(700)의 다른 부분 사이의 간격을 제어하도록 사용된 프로세스 도구 구성요소에 대한 프로그램 코드를 포함할 수 있다.
프로세스 가스 제어 프로그램은 프로세스 가스 조성 및 유량을 제어하기 위해 및 선택적으로 프로그램 스테이션 내의 압력을 안정화시키기 위해 증착 이전에 하나 이상의 프로세스 스테이션 내로 가스를 유동시키기 위한 코드를 포함할 수 있다. 압력 제어 프로그램은 예를 들어, 프로세스 스테이션의 배기 시스템 내의 스로틀 밸브, 프로세스 스테이션으로의 가스 유동 등을 조절함으로써 프로세스 스테이션 내의 압력을 제어하기 위한 코드를 포함할 수 있다.
히터 제어 프로그램은 기판을 가열하는 데 사용되는 가열 유닛으로의 전류를 제어하기 위한 코드를 포함할 수 있다. 대안적으로, 히터 제어 프로그램은 기판으로의 열 전달 가스(이를테면, 헬륨)의 전달을 제어할 수 있다.
플라즈마 제어 프로그램은 본원의 구현에 따른 하나 이상의 프로세스 스테이션에서 프로세스 전극에 인가된 RF 전력 레벨을 설정하기 위한 코드를 포함할 수 있다.
압력 제어 프로그램은 본원의 구현에 따른 반응 챔버 내의 압력을 유지하기 위한 코드를 포함할 수 있다.
일부 구현에서, 제어기(750)와 연관된 사용자 인터페이스가 있을 수 있다. 사용자 인터페이스는 디스플레이 스크린, 장치 및/또는 프로세스 조건의 그래픽 소프트웨어 디스플레이, 사용자 입력 디바이스 이를테면, 포인팅 디바이스, 키보드, 터치 스크린, 마이크로폰 등을 포함할 수 있다.
일부 구현에서, 제어기(750)에 의해 조정된 파라미터는 프로세스 조건과 관련될 수 있다. 비-제한적인 예는 프로세스 가스 조성 및 유량, 온도, 압력, 플라즈마 조건(이를테면, RF 바이어스 전력 레벨) 등을 포함한다. 이들 파라미터는 사용자 인터페이스를 활용하여 입력될 수 있는 레시피의 형태로 사용자에게 제공될 수 있다.
프로세스를 모니터링하기 위한 신호는 다양한 프로세스 도구 센서로부터 제어기(750)의 아날로그 및/또는 디지털 입력 연결부에 의해 제공될 수 있다. 프로세스를 제어하기 위한 신호는 프로세스 도구(700)의 아날로그 및 디지털 출력 연결부 상에서 출력될 수 있다. 모니터링될 수 있는 프로세스 도구 센서의 비제한적인 예는 질량 유동 제어기, 압력 센서(이를테면, 마노미터), 열전대 등을 포함한다. 적합하게 프로그래밍된 피드백 및 제어 알고리즘이 프로세스 조건을 유지하기 위해 이들 센서로부터의 데이터와 함께 사용될 수 있다.
제어기(750)는 위에서 설명된 증착 프로세스를 구현하기 위한 프로그램 명령을 제공할 수 있다. 프로그램 명령은 DC 전력 레벨, RF 바이어스 전력 레벨, 압력, 온도 등과 같은 다양한 프로세스 파라미터를 제어할 수 있다. 명령은 본원에 설명된 다양한 구현에 따른 현상, 세정, 및/또는 에칭 프로세스를 동작시키기 위해 파라미터를 제어할 수 있다.
제어기(750)는 통상적으로 하나 이상의 메모리 디바이스 및 명령을 실행하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 포함할 것이며, 그리하여 장치는 개시된 구현에 따른 방법을 수행할 것이다. 개시된 구현에 따른 프로세스 동작을 제어하기 위한 명령을 포함하는 머신-판독가능 매체는 제어기(750)에 커플링될 수 있다.
일부 구현에서, 제어기(750)는, 위에서 설명된 예의 일부일 수 있는, 시스템의 일부이다. 이러한 시스템은 프로세스 도구 또는 도구들, 챔버 또는 챔버들, 프로세스를 위한 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세스 구성요소(웨이퍼 페데스탈, 가스 유동 시스템 등)를 포함한 반도체 프로세스 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전, 그 동안, 그 후에 그의 동작을 제어하기 위해 전자 장치와 통합될 수 있다. 전자 장치는 시스템 또는 시스템들의 다양한 구성요소나 하위 부분을 제어할 수 있는 "제어기"로서 지칭될 수 있다. 제어기(750)는, 프로세싱 조건 및/또는 시스템 유형에 의존하여, 프로세싱 가스의 전달, 온도 설정(예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정, 진공 설정, 전력 설정, 무선 주파수(RF) 발생기 설정, RF 정합 회로 설정, 주파수 설정, 유량 설정, 유체 전달 설정, 포지션 및 동작 설정, 도구 및 다른 전달 도구 안팎으로 웨이퍼 전달 및/또는 특정 시스템에 연결되거나 인터페이싱되는 로드록을 포함하여, 본원에서 개시된 프로세스 중 임의의 것을 제어하기 위해 프로그래밍될 수 있다.
광범위하게 말하면, 제어기(750)는 명령을 수신하고, 명령을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작을 가능하게 하고, 엔드포인트 측정을 가능하게 하는 등을 하는 다양한 집적 회로, 로직, 메모리 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자 장치로서 정의될 수 있다. 집적 회로는 프로그램 명령을 저장하는 펌웨어 형태의 칩, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP), 주문형 집적 회로(ASIC)로 정의된 칩 및/또는 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 프로그램 명령(예를 들어, 소프트웨어)을 실행하는 마이크로제어기를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 다양한 개별 설정(또는 프로그램 파일)의 형태로 제어기(750)에 통신되어, 시스템에 대한 또는 반도체 웨이퍼에 대한 또는 반도체 웨이퍼 상에서 특정 프로세스를 수행하기 위한 동작 파라미터를 정의하는 명령일 수 있다. 동작 파라미터는, 일부 구현에서 하나 이상의 층, 재료, 금속, 산화물, 실리콘, 실리콘 이산화물, 표면, 회로 및/또는 웨이퍼의 다이의 제작 동안 하나 이상의 프로세싱 단계를 달성하기 위해 프로세스 엔지니어에 의해 정의된 레시피의 일부일 수 있다.
제어기(750)는, 일부 구현에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나 또는 이들의 조합인 컴퓨터의 일부이거나 컴퓨터에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 제어기(750)는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 허용할 수 있는 "클라우드" 또는 팹 호스트 컴퓨터 시스템(fab host computer system)의 전부 또는 일부에 있을 수 있다. 컴퓨터는 시스템에 대한 원격 액세스를 가능하게 하여 제작 작업의 현재 진행 상황을 모니터링하고, 과거 제작 작업의 이력을 검사하고, 복수의 제작 작업으로부터 추세 또는 성능 메트릭을 검사하고, 현재 프로세싱의 파라미터를 변경하고, 현재 프로세싱에 뒤따르는 프로세싱 단계를 세팅하거나 새로운 프로세스를 시작할 수 있다. 일부 예에서, 원격 컴퓨터(예를 들어, 서버)는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수 있는 네트워크를 통해 시스템에 프로세스 레시피를 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 파라미터 및/또는 설정의 엔트리 또는 프로그래밍을 가능하게 하는 사용자 인터페이스를 포함할 수 있으며, 이는 그 후 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 통신된다. 일부 예에서, 제어기(750)는 하나 이상의 동작 동안 수행될 프로세싱 단계 각각에 대한 파라미터를 특정하는, 데이터의 형태의 명령을 수신한다. 파라미터는 수행될 프로세스의 유형 및 제어기(750)가 인터페이싱하거나 제어하도록 구성된 도구의 유형에 특유할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서 위에서 설명된 바와 같이, 제어기(750)는 이를테면, 본원에서 설명된 프로세스 및 제어와 같은 공통 목적을 위해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기를 포함함으로써 분산될 수 있다. 이러한 목적을 위한 분산된 제어기의 예는 챔버에 대한 프로세스를 제어하기 위해 결합되는 (이를테면, 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격에 로케이팅된 하나 이상의 집적 회로와 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로일 것이다.
제한 없이, 예시적인 시스템은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-헹굼 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, 물리 기상 증착(PVD) 챔버 또는 모듈, 화학 기상 증착(CVD) 챔버 또는 모듈, ALD 챔버 또는 모듈, 원자 층 에칭(ALE) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 챔버 또는 모듈, EUV 리소그래피 챔버(스캐너) 또는 모듈, 현상 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼의 제작 및/또는 제조 시에 사용되거나 연관될 수 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템을 포함할 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 도구에 의해 수행되는 프로세스 단계 또는 단계들에 따라, 제어기(750)는 다른 도구 회로 또는 모듈, 다른 도구 구성요소, 클러스터 도구, 다른 도구 인터페이스, 인접 도구, 이웃 도구, 공장 전체에 걸쳐 로케이팅된 도구, 메인 컴퓨터, 다른 제어기 또는 웨이퍼의 컨테이너를 반도체 제조 공장의 도구 로케이션 및/또는 로드 포트로 가져가고 가져오는 재료 운송에 사용되는 도구 중 하나 이상과 통신할 수 있다.
특정 구현에서, 일부 구현들의 구현에 적절한 에칭 동작에 적절할 수 있는 ICP 반응기가 이제 설명된다. ICP 반응기가 본원에서 설명되지만, 일부 구현에서, 용량성 결합 플라즈마 반응기가 또한 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 8은 건식 현상, 후-현상 처리, 및/또는 에칭과 같은 구현의 특정 구현 또는 양태를 구현하기에 적절한 유도성 결합 플라즈마 장치(800)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 다른 구현에서, 본원에 설명된 건식 현상, 후-현상 처리, 및/또는 에칭 프로세스를 수행하는 기능을 갖는 다른 도구 또는 도구 유형이 구현을 위해 사용될 수 있다.
유도성 결합 플라즈마 장치(800)는 챔버 벽(801) 및 윈도우(811)에 의해 구조적으로 정의된 전체 프로세스 챔버(824)를 포함한다. 챔버 벽(801)은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는 플라스틱으로 제작될 수 있다. 윈도우(811)는 석영 또는 다른 유전체 재료로 제작될 수 있다. 선택적인 내부 플라즈마 그리드(850)는 전체 프로세스 챔버를 상부 서브-챔버(802) 및 하부 서브-챔버(803)로 분할한다. 대부분의 구현에서, 플라즈마 그리드(850)는 제거될 수 있고, 이에 의해 서브 챔버들(802 및 803)로 이루어진 챔버 공간을 활용할 수 있다. 척(817)이 바닥 내부 표면 근처의 하부 서브-챔버(803) 내에 위치된다. 척(817)은 에칭 및 증착 프로세스가 수행되는 반도체 웨이퍼(819)를 수용하고 유지하도록 구성된다. 척(817)은 존재할 때 웨이퍼(819)를 지지하기 위한 정전 척일 수 있다. 일부 구현에서, 에지 링(도시되지 않음)은 척(817)을 둘러싸고, 척(817) 위에 존재할 때 웨이퍼(819)의 정상 표면과 대략 평면인 상부 표면을 갖는다. 척(817)은 또한 웨이퍼(819)를 척킹(chucking) 및 디척킹(dechucking)하기 위한 정전 전극을 포함한다. 이 목적을 위해 필터 및 DC 클램프 전력 공급부(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 척(817)으로부터 웨이퍼(819)를 들어올리기 위한 다른 제어 시스템이 또한 제공될 수 있다. 척(817)은 RF 전력 공급부(823)를 사용하여 전기적으로 충전될 수 있다. RF 전력 공급부(823)는 연결부(827)를 통해 매칭 회로부(821)에 연결된다. 매칭 회로부(821)는 연결부(825)를 통해 척(817)에 연결된다. 이러한 방식으로, RF 전력 공급부(823)는 척(817)에 연결된다. 다양한 구현에서, 정전 척의 바이어스 전력은 약 50 V로 설정될 수 있거나 개시된 구현에 따라 수행되는 프로세스에 따라 상이한 바이어스 전력으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 바이어스 전력은 약 20 V 내지 약 100 V, 또는 약 30 V 내지 약 150 V일 수 있다.
플라즈마 발생을 위한 요소는 윈도우(811) 위에 위치되는 코일(833)을 포함한다. 일부 구현에서, 코일은 개시된 구현에서 사용되지 않는다. 코일(833)은 전기 전도성 재료로 제작되고 적어도 하나의 완전한 턴(turn)을 포함한다. 도 8에 도시된 코일(833)의 예는 3개의 턴을 포함한다. 코일(833)의 단면은 심볼로 도시되고, "X"를 갖는 코일은 페이지 내로 회전식으로 연장되고, "●"를 갖는 코일들은 페이지 밖으로 회전식으로 연장된다. 플라즈마 발생을 위한 요소는 또한 코일(833)에 RF 전력을 공급하도록 구성된 RF 전력 공급부(841)를 포함한다. 일반적으로, RF 전력 공급부(841)는 연결부(845)를 통해 매칭 회로부(839)에 연결된다. 매칭 회로부(839)는 연결부(843)를 통해 코일(833)에 연결된다. 이러한 방식으로, RF 전력 공급부(841)가 코일(833)에 연결된다. 선택적인 패러데이 쉴드(Faraday shield)(849)가 코일(833)과 윈도우(811) 사이에 위치된다. 패러데이 쉴드(849)는 코일(833)에 대해 이격 관계로 유지될 수 있다. 일부 구현에서, 패러데이 쉴드(849)는 윈도우(811) 바로 위에 배치된다. 일부 구현에서, 패러데이 쉴드(849)는 윈도우(811)와 척(817) 사이에 있다. 일부 구현에서, 패러데이 쉴드(849)는 코일(833)에 대해 이격 관계로 유지되지 않는다. 예를 들어, 패러데이 쉴드(849)는 갭 없이 윈도우(811)의 바로 아래에 배치될 수 있다. 코일(833), 패러데이 쉴드(849), 및 윈도우(811)는 각각 서로 실질적으로 평행하도록 구성된다. 패러데이 쉴드(849)는 금속 또는 다른 종이 프로세스 챔버(824)의 윈도우(811) 상에 증착되는 것을 방지할 수 있다.
프로세스 가스는 상부 서브-챔버(802)에 위치된 하나 이상의 메인 가스 유동 유입구(860)를 통해 및/또는 하나 이상의 사이드 가스 유동 유입구(870)를 통해 프로세스 챔버 내로 유동될 수 있다. 마찬가지로, 명시적으로 도시되지 않았지만, 유사한 가스 유동 유입구는 용량성 결합 플라즈마 프로세싱 챔버에 프로세스 가스를 공급하기 위해 사용될 수 있다. 진공 펌프, 예를 들어, 1 또는 2 스테이지 기계적 건식 펌프 및/또는 터보 분자 펌프(840)가 프로세스 챔버(824)로부터 프로세스 가스를 인출하고 프로세스 챔버(824) 내의 압력을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 진공 펌프는 퍼지 동작 동안 하부 서브 챔버(803)를 배기시키기 위해 사용될 수 있다. 밸브-제어 도관이 진공 펌프에 의해 제공되는 진공 환경의 적용을 선택적으로 제어하도록 진공 펌프를 프로세스 챔버(824)에 유동적으로 연결하기 위해 사용될 수 있다. 이는 동작 플라즈마 프로세싱 동안 스로틀 밸브(도시되지 않음) 또는 진자 밸브(pendulum valve)(도시되지 않음)와 같은 폐쇄 루프-제어 유동 제한 디바이스를 이용하여 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 용량성 결합 플라즈마 프로세싱 챔버에 대한 진공 펌프 및 밸브 제어된 유체 연결이 또한 이용될 수 있다. 조합된 건식 현상 및 에칭을 위해 프로세스 챔버 내에서 변조될 넓은 범위의 압력은 가변-속도 진공 시스템, 스로틀 밸브, 프로세스 가스의 유동을 조정함으로써, 또는 2개의 압력 조절 시스템을 사용함으로써 달성될 수 있다.
장치(800)의 동작 동안, 하나 이상의 프로세스 가스가 가스 유동 유입구들(860 및/또는 870)을 통해 공급될 수 있다. 특정 구현에서, 프로세스 가스는 메인 가스 유동 유입구(860)를 통해서만, 또는 측면 가스 유동 유입구(870)를 통해서만 공급될 수 있다. 일부 경우에, 도면에 도시된 가스 유동 유입구는, 예를 들어, 더 복잡한 가스 유동 유입구, 하나 이상의 샤워헤드로 대체될 수 있다. 패러데이 쉴드(849) 및/또는 선택적인 그리드(850)는 프로세스 가스의 프로세스 챔버(824)로의 전달을 허용하는 내부 채널 및 구멍을 포함할 수 있다. 패러데이 쉴드(849) 및 선택적인 그리드(850) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 프로세스 가스의 전달을 위한 샤워헤드로서 작용할 수 있다. 일부 구현에서, 액체 기화 및 전달 시스템은 프로세스 챔버(824)의 상류에 위치될 수 있어서, 일단 액체 반응물 또는 전구체가 기화되면, 기화된 반응물 또는 전구체는 가스 유동 유입구(860 및/또는 870)를 통해 프로세스 챔버(824) 내로 도입되게 된다.
무선 주파수 전력은 RF 전력 공급부(841)로부터 코일(833)로 공급되어 RF 전류가 코일(833)을 통해 흐르게 한다. 코일(833)을 통하여 흐르는 RF 전류는 코일(833)에 대해 전자기장을 발생시킨다. 전자기장은 상부 서브-챔버(802) 내에 유도 전류를 발생한다. 웨이퍼(819)와 다양한 발생된 이온 및 라디칼의 물리적 및 화학적 상호 작용은 웨이퍼(819) 상의 층을 에칭하고 선택적으로 증착한다.
플라즈마 그리드(850)가 상부 서브-챔버(802) 및 하부 서브-챔버(803) 둘 모두가 존재하도록 사용된다면, 유도 전류는 상부 서브-챔버(802)에 존재하는 가스에 작용하여 상부 서브-챔버(802)에 전자-이온 플라즈마를 발생시킨다. 선택적인 내부 플라즈마 그리드(850)는 하부 서브-챔버(803) 내의 고온 전자의 양을 제한한다. 일부 구현에서, 장치(800)는 하부 서브-챔버(803)에 존재하는 플라즈마가 이온-이온 플라즈마이도록 설계되고 동작된다.
상부 전자-이온 플라즈마 및 하부 이온-이온 플라즈마 둘 모두는 양이온 및 음이온을 포함할 수 있지만, 이온-이온 플라즈마는 양이온에 대한 음이온의 더 큰 비율을 가질 것이다. 휘발성 에칭 및/또는 증착 부산물은 포트(822)를 통해 하부 서브-챔버(803)로부터 제거될 수 있다. 본원에 개시된 척(817)은 약 10℃ 내지 약 250℃ 범위의 상승된 온도에서 동작할 수 있다. 온도는 프로세스 동작 및 특정 레시피에 따라 달라질 것이다.
장치(800)는 세정 룸 또는 제작 설비에 설치될 때 설비(도시되지 않음)에 커플링될 수 있다. 설비는 프로세싱 가스, 진공, 온도 제어, 및 환경 입자 제어를 제공하는 배관을 포함한다. 이들 설비는, 타겟 제작 설비에 설치될 때, 장치(800)에 커플링된다. 추가로, 장치(800)는 로보틱스가 통상적인 자동화를 사용하여 반도체 웨이퍼를 장치(800) 내로 및 장치 밖으로 이송하는 것을 허용하는 이송 챔버에 커플링될 수 있다.
일부 구현에서, 제어기(830)(하나 이상의 물리적 또는 논리적 제어기를 포함할 수 있음)는 프로세스 챔버(824)의 동작 중 일부 또는 전부를 제어한다. 제어기(830)는 하나 이상의 메모리 디바이스 및 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 장치(800)는 개시된 구현이 수행될 때 유량 및 지속 기간을 제어하기 위한 스위칭 시스템을 포함한다. 일부 구현에서, 장치(800)는 최대 약 500 ms, 또는 최대 약 750 ms의 스위칭 시간을 가질 수 있다. 스위칭 시간은 유동 화학물, 선택된 레시피, 반응기 아키텍처, 및 다른 요인에 의존할 수 있다.
일부 구현에서, 제어기(830)는, 위에서 설명된 예의 일부일 수 있는, 시스템의 일부이다. 제어기(830)의 다양한 양태가 위에서 설명된다.
EUVL 패터닝은 종종 스캐너로 지칭되는 임의의 적절한 도구를 사용하여 수행될 수 있다. EUVL 패터닝 도구는 본원에 설명된 바와 같은 증착 및 에칭을 위해 기판이 그 안으로 그리고 밖으로 이동되는 독립형 디바이스일 수 있다. 대안적으로, 아래에서 설명되는 바와 같이, EUVL 패터닝 도구는 더 큰 다중-구성요소 도구 상의 모듈일 수 있다.
도 9는 본원에 설명된 프로세스의 구현에 적절한, 진공 이송 모듈과 인터페이싱하는 진공-통합된 증착 모듈, 패터닝 모듈, 및 처리 모듈을 갖는 반도체 프로세스 클러스터 도구 아키텍처(900)를 묘사한다. 다수의 저장 설비 및 프로세싱 모듈 중에서 웨이퍼를 "이송"하기 위한 이송 모듈의 배열은 "클러스터 도구 아키텍처" 시스템으로서 지칭될 수 있다. 증착 모듈, 패터닝 모듈, 및 처리 모듈은 특정 프로세스의 요건에 따라 진공-통합된다. 에칭을 위한 것과 같은 다른 모듈이 또한 클러스터 상에 포함될 수 있다.
진공 이송 모듈(vacuum transport module, VTM)(938)은 다양한 제작 프로세스를 수행하도록 개별적으로 최적화될 수 있는 4개의 프로세싱 모듈들(920a 내지 920d)과 인터페이싱한다. 예로서, 프로세싱 모듈들(920a 내지 920d)은 증착, 증발, ELD, 건식 현상, 세정, 에칭, 처리, 스트립, 및/또는 다른 반도체 프로세스를 수행하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 모듈(920a)은 본원에 설명된 바와 같은 비-플라즈마, 열 원자 층 증착에서 수행하도록 동작될 수 있는 ALD 반응기일 수 있다. 모듈(920b)은 PECVD 도구일 수 있다. 도면은 반드시 실척대로 그려진 것이 아님이 이해되어야 한다.
로드록 또는 이송 모듈로서 또한 공지되는 에어록(942 및 946)은 VTM(938) 및 패터닝 모듈(940)과 인터페이싱한다. 이 도구 아키텍처는 반도체 기판 또는 웨이퍼와 같은 작업물이 노출 전에 반응하지 않도록 진공 하에서 이송되는 것을 허용한다. 리소그래피 도구와의 증착 모듈의 통합은 EUVL이 또한 H2O, O2 등과 같은 주변 가스에 의한 입사 광자의 강한 광학 흡수가 주어지면 크게 감소된 압력을 요구한다는 사실에 의해 용이하게 된다.
위에서 언급된 바와 같이, 이러한 통합 아키텍처는 설명된 프로세스의 구현을 위한 도구의 하나의 가능한 구현일 뿐이다. 프로세스는 또한, 예를 들어, 도 9를 참조하여 설명된 바와 같지만, 통합된 패터닝 모듈이 없는 모듈들로서, 에칭, 스트립 등과 같은 다른 도구와 클러스터 아키텍처에 통합된 또는 독립형인, 보다 종래의 독립형 EUVL 스캐너 및 증착 반응기로 구현될 수 있다.
에어록(942)은 증착 모듈(920a)을 제공하는 VTM(938)으로부터 패터닝 모듈(940)로의 기판의 이송을 지칭하는 "나오는" 로드록일 수 있고, 에어록(946)은 패터닝 모듈(940)로부터 다시 VTM(938)으로의 기판의 이송을 지칭하는 "들어오는" 로드록일 수 있다. 들어오는 에어록(946)은 또한 기판의 액세스 및 떠남을 위한 도구의 외부에 인터페이스를 제공할 수 있다. 각각의 프로세스 모듈은 모듈을 VTM(938)에 인터페이싱하는 패싯(facet)을 갖는다. 예를 들어, 증착 프로세스 모듈(920a)은 패싯(936)을 갖는다. 각각의 패싯 내측에서, 센서, 예를 들어, 도시된 바와 같은 센서들(1 내지 18)이, 각각의 스테이션들 사이에서 이동될 때, 웨이퍼(926)의 통과를 검출하는 데 사용된다. 패터닝 모듈(940) 및 에어록들(942 및 946)은 도시되지 않은 추가의 패싯 및 센서를 유사하게 구비할 수 있다.
메인 VTM 로봇(922)은 에어록들(942 및 946)을 포함하는 모듈 사이에서 웨이퍼(926)를 이송한다. 일 구현에서, 로봇(922)은 하나의 아암을 갖고, 다른 구현에서, 로봇(922)은 2개의 아암을 갖고, 각각의 아암은 이송을 위해 웨이퍼(926)와 같은 웨이퍼를 픽업하기 위한 엔드 이펙터(924)를 갖는다. 프론트-엔드 로봇(944)은 웨이퍼(926)를 나오는 에어록(942)으로부터 패터닝 모듈(940) 내로, 패터닝 모듈(940)로부터 들어오는 에어록(946) 내로 이송하는 데 사용된다. 프론트-엔드 로봇(944)은 또한 기판의 액세스 및 떠남을 위해 들어오는 로드록과 도구의 외부 사이에서 웨이퍼(926)를 이송할 수 있다. 들어오는 에어록 모듈(946)이 대기압과 진공 사이의 환경에 매칭하는 능력을 갖기 때문에, 웨이퍼(926)는 손상되지 않고 2개의 압력 환경 사이에서 이동할 수 있다.
EUVL 도구는 통상적으로 증착 도구보다 더 높은 진공에서 동작한다는 것에 유의해야 한다. 이러한 경우라면, 패터닝 도구 내로 진입하기 이전에 기판이 탈기되는 것을 허용하기 위해 EUVL 도구로의 증착 사이의 이송 동안 기판의 진공 환경을 증가시키는 것이 바람직하다. 나오는 에어록(942)은 일정 시간 동안 이송된 웨이퍼를 패터닝 모듈(940)의 압력보다 높지 않은 더 낮은 압력으로 유지하고 임의의 오프-개싱을 배기함으로써 이러한 기능을 제공할 수 있어서, 패터닝 모듈(940)의 광학이 기판으로부터의 오프-개싱에 의해 오염되지 않는다. 나오는, 오프-개싱 에어록에 대한 적절한 압력은 1E 내지 8 Torr 이하이다.
일부 구현에서, 제어기(950)(하나 이상의 물리적 또는 논리적 제어기를 포함할 수 있음)는 클러스터 도구 및/또는 그 별개의 모듈의 동작 중 일부 또는 전부를 제어한다. 제어기는 클러스터 아키텍처에 국부적일 수 있거나, 제작 플로어의 클러스터 아키텍처의 외부에 로케이팅되거나 원격 로케이션에 있을 수 있고 네트워크를 통해 클러스터 아키텍처에 연결될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 제어기(950)는 하나 이상의 메모리 디바이스 및 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 중앙 처리 유닛(CPU) 또는 컴퓨터, 아날로그 및/또는 디지털 입력/출력 연결부, 스테퍼 모터 제어기 보드 및 다른 유사한 구성요소를 포함할 수 있다. 적절한 제어 동작을 구현하기 위한 명령이 프로세서 상에서 실행된다. 이들 명령은 제어기와 연관된 메모리 디바이스 상에 저장될 수 있거나, 이들은 네트워크를 통해 제공될 수 있다. 특정 구현에서, 시스템 제어기는 시스템 제어 소프트웨어를 실행한다.
시스템 제어 소프트웨어는 도구 또는 모듈 동작의 임의의 양태의 적용 타이밍 및/또는 크기를 제어하기 위한 명령을 포함할 수 있다. 시스템 제어 소프트웨어는 임의의 적절한 방식으로 구성될 수 있다. 예컨대, 다양한 프로세스 도구 구성요소 서브루틴 또는 제어 오브젝트는 다양한 프로세스 도구 프로세스를 수행하는 데 필요한 프로세스 도구 구성요소의 동작을 제어하도록 쓰여질 수 있다. 시스템 제어 소프트웨어는 임의의 적절한 컴퓨터 판독가능한 프로그래밍 언어로 코딩될 수 있다. 일부 구현에서, 시스템 제어 소프트웨어는 위에서 설명된 다양한 파라미터를 제어하기 위한 입력/출력 제어(IOC) 시퀀싱 명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 제작 프로세스의 각각의 페이즈는 제어기에 의한 실행을 위한 하나 이상의 명령을 포함할 수 있다. 응축, 증착, 증발, 패터닝 및/또는 에칭 페이즈에 대한 프로세스 조건을 설정하기 위한 명령은, 예를 들어, 대응하는 레시피 페이즈에 포함될 수 있다.
다양한 구현에서, 후-현상 처리를 위한 장치가 제공된다. 장치는 패터닝, 처리, 증착, 및 에칭을 위한 프로세싱 챔버, 및 패터닝된 포토레지스트 마스크의 후-현상 처리를 위한 명령을 포함하는 제어기를 포함할 수 있다. 명령은, 프로세싱 챔버에서, 현상 후에 패터닝된 금속-함유 포토레지스트 마스크를 프로세싱하기 위한 코드를 포함할 수 있다. 이러한 처리는 패터닝된 금속-함유 포토레지스트 마스크 상의 보호층의 열처리, 플라즈마 처리, 화학 처리, 또는 선택적 증착을 포함할 수 있다.
웨이퍼 이동을 제어하는 컴퓨터는 클러스터 아키텍처에 국부적일 수 있거나, 제작 플로어의 클러스터 아키텍처의 외부에 로케이팅되거나 원격 로케이션에 있을 수 있고 네트워크를 통해 클러스터 아키텍처에 연결될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 도 6, 도 7, 또는 도 8 중 임의의 것에 관하여 설명된 바와 같은 제어기가 도 9의 도구를 사용하여 구현될 수 있다.
추가 구현
본원에 설명된 장치 및 프로세스는 예를 들어, 반도체 디바이스, 디스플레이, LED, 광기전 패널 등의 제작 또는 제조를 위해, 리소그래픽 패터닝 도구 또는 프로세스와 함께 사용될 수 있다. 전형적으로, 반드시 그럴 필요는 없으나, 이러한 도구/프로세스는 공통의 제작 설비에서 함께 사용되거나 수행될 것이다. 필름의 리소그래픽 패터닝은 전형적으로 다음의 단계 중 일부 또는 전부를 포함하고, 각각의 단계는 다수의 가능한 도구로 가능하게 하였다: (1) 스핀-온 또는 스프레이-온 도구를 사용하여, 작업물, 즉 기판 위에 포토레지스트를 도포함; (2) 고온 플레이트 또는 노 또는 UV 경화 도구를 사용하여 포토레지스트를 경화함; (3) 웨이퍼 스테퍼와 같은 도구를 사용하여 포토레지스트를 가시광선 또는 UV 또는 x-레이 광에 노출시킴; (4) 레지스트를 현상하여 레지스트를 선택적으로 제거하고 이로 인해 이를 습식 벤치와 같은 도구를 사용하여 패터닝함; (5) 건식 또는 플라즈마-보조된 에칭 도구를 사용함으로써 아래에 놓이는 필름 또는 작업물 내로 레지스트 패턴을 전사함; 및 (6) RF 또는 마이크로파 플라즈마 레지스트 스트리퍼와 같은 도구를 사용하여 레지스트를 제거함.
결론
이하의 설명에서, 제시된 실시예의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적 세부사항이 제시된다. 개시된 실시예는 이들 구체적 세부사항의 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다. 다른 예에서, 공지된 프로세스 동작은 개시된 실시예를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다. 개시된 실시예가 구체적 실시예와 함께 설명될 것이지만, 개시된 실시예를 제한하려는 의도는 아니라는 것이 이해될 것이다.
전술한 실시예는 이해의 명확성을 목적으로 다소 상세히 설명되었지만, 특정 변경 및 수정이 첨부된 청구항의 범주 내에서 실시될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 본 실시예의 프로세스, 시스템 및 장치를 구현하는 많은 대안적인 방식이 있다는 것에 유의해야 한다. 따라서, 본 실시예는 예시적이고 제한되지 않는 것으로 고려되어야 하며, 실시예는 본원에 주어진 세부사항으로 제한되지 않아야 한다.
다음의 청구항은 본 개시의 특정 실시예의 추가적인 예시를 위해 제공된다. 본 개시가 반드시 이러한 실시예로 제한되는 것은 아니다.
Claims (20)
- 단일 프로세스 챔버에서 건식 현상 및 에칭 반도체 프로세스를 통합하기 위한 장치로서,
하나 이상의 프로세스 챔버;
하나 이상의 압력 조절 디바이스;
상기 압력 조절 디바이스와 유체적으로 커플링된 하나 이상의 펌프;
플라즈마 프로세싱 시스템;
상기 프로세스 챔버 및 연관된 유동-제어 하드웨어 내로의 하나 이상의 가스 유입구; 및
적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 갖는 제어기를 포함하며,
상기 적어도 하나의 프로세서 및 상기 메모리는 서로 통신 가능하게 연결되고,
상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 연관된 유동-제어 하드웨어와 적어도 동작 가능하게 연결되고, 상기 메모리는 상기 적어도 하나의 프로세서를 제어하기 위한 컴퓨터-실행가능 명령을 저장하여 상기 연관된 유동-제어 하드웨어를 적어도 제어하여:
프로세스 챔버 내의 제1 압력에서의 열 건식 현상을 수행하고;
동일한 프로세스 챔버 내의 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력에서의 플라즈마 건식 현상 및 에칭을 수행하고;
동일한 프로세스 챔버 내의 압력을 10초 이하에 상기 제1 압력으로부터 상기 제2 압력까지 전이하고; 및
하나 이상의 프로세스 파라미터를 균일하게 유지하는, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 압력 조절 디바이스는 압력 제어 밸브 조립체를 포함하는, 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 압력 제어 밸브 조립체는 스로틀 밸브를 포함하는, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프는 러핑 펌프(roughing pump) 및 터보 펌프를 포함하는, 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 제1 압력은 상기 제2 압력보다 5배 내지 150배 더 높은, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세스 파라미터는 펌핑, 가스 전달, 또는 펌핑 및 가스 전달을 포함하는, 장치.
- 금속-함유 포토레지스트를 프로세싱하기 위한 장치로서,
하나 이상의 프로세스 챔버;
하나 이상의 압력 조절 디바이스;
상기 압력 조절 디바이스와 유체적으로 커플링된 하나 이상의 펌프;
상기 프로세스 챔버 및 연관된 유동-제어 하드웨어 내로의 하나 이상의 가스 유입구;
플라즈마 프로세싱 시스템; 및
적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 갖는 제어기를 포함하며,
상기 적어도 하나의 프로세서 및 상기 메모리는 서로 통신 가능하게 연결되고,
상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 연관된 유동-제어 하드웨어와 적어도 동작 가능하게 연결되고, 상기 메모리는 상기 적어도 하나의 프로세서를 제어하기 위한 컴퓨터-실행가능 명령을 저장하여 상기 연관된 유동-제어 하드웨어를 적어도 제어하여:
프로세스 챔버 내의 제1 압력에서의 열 건식 현상을 수행하고;
동일한 프로세스 챔버 내의 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력에서의 플라즈마 건식 현상 및 에칭을 수행하고;
동일한 프로세스 챔버 내의 압력을 10초 이하에 상기 제1 압력으로부터 상기 제2 압력으로 변조하고;
동일한 프로세스 챔버 내의 압력을 플라즈마 건식 현상 및 에칭 후 20초 이하에 상기 제2 압력으로부터 상기 제1 압력으로 복귀시키고; 및
하나 이상의 프로세스 파라미터를 균일하게 유지하는, 장치. - 제7항에 있어서, 상기 플라즈마 프로세싱 시스템은 무선 주파수(radiofrequency) 전력 증폭기를 포함하는, 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 무선 주파수 전력 증폭기는 연속적으로 또는 펄스형으로 동작되는, 장치.
- 반도체 기판을 프로세싱하는 방법으로서,
프로세스 챔버 내의 반도체 기판 상에 패터닝된(patterned) 포토레지스트를 제공하는 단계;
열적으로 건식 현상된 패터닝된 레지스트를 형성하기 위해 상기 패터닝된 포토레지스트를 제1 압력에서 프로세스 가스로 열적으로 건식 현상하는 단계; 및
패터닝된 기판을 형성하기 위해 상기 열적으로 건식 현상된 패터닝된 레지스트를 제2 압력에서 에천트(etchant)로 플라즈마 건식 현상 및 에칭하는 단계를 포함하며;
상기 열적으로 건식 현상하는 단계, 플라즈마 건식 현상 및 에칭은 동일한 프로세스 챔버에서 발생하고;
상기 프로세스 챔버는 에칭 전에 10초 이하에 상기 제1 압력으로부터 상기 제2 압력으로 전이되고, 에칭 후에 20초 이하에 상기 제1 압력으로 복귀되고; 및
상기 패터닝된 포토레지스트는 금속-함유 포토레지스트인, 방법. - 제10항에 있어서, 상기 제1 압력은 약 200 mTorr 내지 500 mTorr이고, 상기 제2 압력은 약 20 mTorr 내지 50 mTorr인, 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 금속-함유 포토레지스트는 포토패터닝된 EUV-민감성 유기-금속 산화물, 포토패터닝된 EUV-민감성 금속 산화물 또는 유기-금속 함유 박막 EUV 레지스트를 포함하는, 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 포토패터닝된 EUV-민감성 금속 산화물은 주석 산화물을 포함하는, 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 주석 산화물로부터 주석 아웃개싱(tin outgassing)이 완화되는, 방법.
- 제10항에 있어서, 선택적인 금속 증착을 더 포함하는, 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 에칭하는 단계는 에천트 플라즈마에 대한 노출을 포함하는, 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 에천트 플라즈마는 하드마스크 개구 가스(hardmask opening gas)를 포함하는, 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 하드마스크 개구 가스는 카보닐 설파이드, 산소, 이산화탄소, 질소, 수소 또는 이들의 조합을 포함하는, 방법.
- 제18항에 있어서, 상기 하드마스크 개구 가스는 산소 플라즈마를 포함하는, 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 산소 플라즈마에 대한 노출은 약 0.5초 내지 약 4초의 지속 기간 동안인, 방법.
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|---|---|---|---|---|
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| KR19990070327A (ko) * | 1998-02-19 | 1999-09-15 | 노건일 | 진공 리소그래피 공정 및 레지스트 박막 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07161607A (ja) * | 1993-12-03 | 1995-06-23 | Hitachi Ltd | パターン形成方法及びパターン形成装置 |
| KR19990070327A (ko) * | 1998-02-19 | 1999-09-15 | 노건일 | 진공 리소그래피 공정 및 레지스트 박막 |
| KR20220025020A (ko) * | 2019-06-26 | 2022-03-03 | 램 리써치 코포레이션 | 할로겐 화학 물질들을 사용한 포토레지스트 현상 |
| KR20230029977A (ko) * | 2020-07-01 | 2023-03-03 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 포토레지스트의 건식 현상 프로세스 |
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