以气相沉积来沉积的光刻胶及此光刻胶的制造与光刻系统的制作方法
【专利说明】以气相沉积来沉积的光刻胶及此光刻胶的制造与光刻系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有于2013年3月14日申请的美国临时专利申请序列号16/786，042的优先权，通过引用该申请而将该申请的标的并入本文。
[0003]本申请包含与2013年12月23日同时申请的美国专利申请序列号14/139，307有关的标的，且通过引用该申请而将该申请的标的并入本文。
[0004]本申请包含与2013年12月23日同时申请的美国专利申请序列号14/139，371有关的标的，且通过引用该申请而将该申请的标的并入本文。
[0005]本申请包含与2013年12月23日同时申请的美国专利申请序列号14/139，415有关的标的，且通过引用该申请而将该申请的标的并入本文。
[0006]本申请包含与2013年12月23日同时申请的美国专利申请序列号14/139，507有关的标的，且通过引用该申请而将该申请的标的并入本文。
技术领域
[0007]本发明大体涉及极紫外线光刻光刻胶。
【背景技术】
[0008]极紫外线光刻(EUV，也被称为软X射线投影光刻(soft x-ray project1nlithography))是用以取代用于制造0.13微米及更小的最小特征尺寸的半导体器件的深紫外线光刻(deep ultrav1let lithography)的竞争者。
[0009]然而，极紫外线光通常在7至40纳米的波长范围内，极紫外线光在实质上所有材料中被强烈吸收。因此，极紫外线系统通过光的反射来工作，而非通过光的透射来工作。通过使用一系列的镜或透镜元件，以及反射元件或涂布有非反射性吸收剂掩模图案的掩模坯料(mask blank)，图案化光化光(actinic light)被反射至涂布光刻胶的半导体晶片上。
[0010]用于将图案转印至光刻胶的光刻技术的进步，已经使得能够转印日益变小的图案。这意味着能够在集成电路中形成更小的集成电路特征。因此，可以在半导体集成电路上的给定区域中放置更多的元件，因此能够大大降低集成电路的成本，同时提高使用这些集成电路的电子器件的功能。
[0011]在制造半导体集成电路时，在半导体晶片上沉积光刻胶。在暴露至辐射及其他处理时，光刻胶的被暴露区域经受改变，使得光刻胶的那些区域更困难或更容易移除。因此，后续的处理可以选择性移除较易移除的材料，而留下被图案化与较难移除的材料。接着此图案能通过该光刻胶转印至半导体晶片，例如，通过使用剩余的光刻胶作为掩模来将需要的特征蚀刻至半导体晶片的下层中。
[0012]因为需要形成越来越精细的掩模，因此对于EUV光刻胶也产生许多要求。目前，没有已知的材料是同时满足对EUV光刻胶的分辨率、线边缘粗糙度以及灵敏性(RLS)的要求。除了 RLS的问题外，用于EUV光刻胶的传统旋涂式技术在许多方面都具有缺陷。
[0013]第一，旋涂式光刻胶利用铸溶剂进行涂布，这会造成环境问题。
[0014]第二，旋涂式沉积技术并不提供良好的厚度控制，并在垂直的Z方向中具有厚度变化，特别是在膜厚度减小的时候。
[0015]第三，旋涂式光刻胶溶液的组分可能由于表面能量效应而在界面处有分离的倾向。
[0016]因此，当变得更加需要EUV光刻技术时，找到这些问题的答案越来越关键。此外，对降低成本、提高效率与性能并满足竞争压力的需求对找到这些问题的答案的关键必要性增加了更大的紧迫性。
[0017]尽管已长期寻找这些问题的解决方案，但先前的发展并未教导或建议任何的解决方案，因此本领域技术人员是长期困惑于这些问题的解决方案。
【发明内容】
[0018]本发明的实施方式提供光刻胶沉积系统，所述系统包含:真空腔室，所述真空腔室具有加热元件和用于固持基板的冷却卡盘，所述真空腔室具有加热的入口 ；以及气相沉积系统，所述气相沉积系统连接至所述加热的入口，以使前驱物挥发进入所述真空腔室中，以在由所述冷却卡盘冷却的基板之上凝结光刻胶。
[0019]本发明的实施方式提供极紫外线光刻系统，所述系统包含:极紫外线光源；镜，所述镜体用于引导来自所述极紫外线光源的光；中间掩模(reticle)台，所述中间掩模台用于放置极紫外线掩模坯料；以及晶片台，所述晶片台用于放置涂布有气相沉积的光刻胶的曰曰斤°
[0020]本发明的实施方式提供极紫外线光刻系统，所述系统包含:极紫外线光源；镜，所述镜用于引导来自所述极紫外线光源的光；中间掩模台，所述中间掩模台用于放置已经利用气相沉积的光刻胶图案化的极紫外线掩模；以及晶片台，所述晶片台用于放置晶片。
[0021]本发明的实施方式提供半导体晶片系统，所述系统包含:半导体晶片；以及所述半导体晶片之上的以气相沉积而沉积的光刻胶。
[0022]本发明的某些实施方式除了以上提及的那些步骤或元件以外，还具有其他步骤或元件，或者本发明的某些实施方式具有代替以上提及的那些步骤或元件的其他步骤或元件。对于本领域技术人员而言，通过参考附图阅读以下【具体实施方式】时，这些步骤或元件将变得显而易见。
【附图说明】
[0023]图1为根据本发明实施方式的气相沉积系统的截面。
[0024]图2为根据本发明实施方式的半导体晶片的部分。
[0025]图3为根据本发明实施方式的图2的气相沉积光刻胶于图案化之后的图。
[0026]图4为根据本发明实施方式的用于极紫外线光刻系统的光学元件组。
[0027]图5图示根据本发明实施方式的极紫外线光刻系统。
【具体实施方式】
[0028]为使本领域技术人员能够制作并使用本发明，将充分详细地描述以下的实施方式。应了解，基于本发明揭示内容，其他实施方式将是显而易见的，且在不背离本发明的范围的情况下可以做出系统、工艺或机械的改变。
[0029]在以下描述中，将给出许多特定细节，以提供对本发明的完整了解。然而，将明显的是，可以在没有这些特定细节的情况下，来实施本发明。为了避免对本发明造成干扰，一些熟知的电路、系统配置以及工艺步骤则不详细揭示。
[0030]图示出系统的实施方式的这些附图是半图解的且未按比例绘制，特别地，为了表达的清晰，在这些附图中一些尺寸被夸大图示。类似地，虽然为了容易描述，在这些附图中的视图通常以相似方向图示，但这些附图中的此描绘方式绝大部分为随意选择。一般而言，本发明可于任何方向中操作。
[0031 ] 将在所有附图中使用相同编号来表示相同的元件。
[0032]为了解释的目的，在本文使用的术语“水平”定义为平行于晶片的表面或平面的平面，而不管其方向为何。术语“垂直”是指垂直于刚刚定义的水平的方向。诸如“以上”、“以下”、“底部”、“顶部”、“侧部”(如在“侧壁”中)、“较高”、“较低”、“上方”、“于…之上”以及“下方”之类的术语则如附图中所示的那样相对于水平平面而定义。术语“在…上”意指各元件之间有直接接触。
[0033]在本文使用的术语“处理”包括在形成描述的结构时所需的材料或光刻胶的沉积、材料或光刻胶的图案化、曝光、显影、蚀刻、清洁和/或移除。
[0034]现在参考图1，图1图不根据本发明实施方式的气相沉积系统的截面。气相沉积系统可为独立系统或沉积系统100的部分。特指为气相沉积系统100的独立系统包含真空腔室102，真空腔室102具有加热的主要入口 104和一或多个加热的次级入口，比如入口 106。气相沉积系统100具有出口 108。
[0035]真空腔室102包含加热元件110和冷却卡盘112，冷却卡盘112用于固持半导体晶片115、极紫外线掩模坯料或其他掩模坯料。
[0036]前驱物116挥发并被引入至真空腔室102。当挥发的前驱物116抵达冷却卡盘112时，前驱物116于半导体晶片115的表面上凝结。前驱物116的实例为金属烷氧化物(metal alkoxides)或其他挥发性金属氧化物前驱物，比如叔丁醇給、正丁醇钛(titaniumn-butoxide)、硼氢化給及其他物质。
[0037]前驱物可选择性地与水或另一种氧化剂反应，所述氧化剂如臭氧或过氧化物，以将金属氧化物前驱物转变成金属氧化物膜或金属氧化物颗粒。虽然可以使用任何的金属氧化物，但是铪、锆、锡、钛、铁和钼的氧化物工作良好。反应氧化剂可与金属氧化物前驱物同时引入，或与金属氧化物前驱物依序引入。
[0038]在一些实施方式中，将前驱物引入至该腔室中，以刻意驱动前驱物之间的气相反应，造成沉积于半导体晶片115上的较大分子的形成。也可引入第二前驱物(如在原子层沉积(ALD)反应中第二前驱物与其他前驱物被同时引入或依序引入)。
[0039]此第二前驱物为配体，所述配体与金属氧化物颗粒或膜键合，或引发与附在金属中心周围的现有配体的配体取代反应。虽然可以使用任意金属中心，但铪、锆、锡、钛、铁和钼的金属中心工作良好。实例包含如异丁烯酸、甲酸、乙酸及其他物质的羧酸，但也可以包含诸如磺酸、二稀经或其他化学品之类的其他官能度物质(funct1nality)，所述其他官能度物质能与金属氧化物颗粒或膜形成复合物。
[0040]现在参考图2，图2图示根据本发明实施方式的半导体晶片115的一部分。半导体晶片115具有基板200，其可包含诸如晶体硅(例如，Si〈100>或Si〈lll>)、氧化硅、应变硅、硅锗、掺杂或未掺杂的多晶硅、掺杂或未掺杂的硅晶片之类的材料、诸如砷化镓、氮化镓、磷化铟等等的II1-V族材料，并可为图案化或未图案化的晶片。基板可以具有各种尺寸，比如200毫米或300毫米直径的晶片，以及可为矩形或方形格板(pane)。基板可暴露至预处理工艺，以研磨、蚀刻、还原、氧化、羟化、退火和/或烘烤基板表面。
[0041 ] 基板200具有基板表面204，基板表面204可为在制造工艺期间执行膜处理之后在基板上形成的任何基板或材料表面。例如，根据应用，能执行处理的基板表面204包含诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、碳掺杂氧化硅、氮化硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石之类的材料，以及诸如金属、金属氮化物、金属合金及其他导电材料之类的任何其他材料。基板表面上的阻隔层、金属或金属氮