[發(fā)明專利]包括具有氫流速漸變的光刻膠等離子體老化步驟的蝕刻方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580037064.8
• 申請日: 2005-09-23
• 公開（公告）號: CN101061436A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 克倫·雅各布斯·卡納里克;A·埃普勒
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭姆研究有限公司
• 主分類號: G03F7/40
• 分類號: G03F7/40;H01L21/311;H01L21/027
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 郭廣迅;范赤

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及光刻膠掩模在半導(dǎo)體器件制備中的用途。具體而言，本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體器件制備過程中通過光刻膠掩模蝕刻。

在半導(dǎo)體晶片加工過程中，采用公知的圖案化和蝕刻方法將半導(dǎo)體器件的特征限定在晶片中。在這些方法中，可以在晶片上沉積光刻膠(PR)材料，然后暴露到由分劃板過濾過的光中。分劃板通常是指用示例性特征幾何形狀進行圖案化處理過的玻璃板，所述示例性特征幾何形狀阻擋光穿過分劃板。

光在通過分劃板之后，接觸光刻膠材料的表面。光改變了光刻膠材料的化學(xué)組成，使得顯影劑可以去除部分光刻膠材料。在正性光刻膠材料的情況下，去除的是暴露的區(qū)域，而在負性光刻膠材料的情況下，去除的是未暴露的區(qū)域。隨后，蝕刻晶片以從不再受到光刻膠材料保護的區(qū)域中去除下面的材料，由此在晶片中制備所需的特征。

為了提供增加的密度，減少了特征尺寸。這可以通過減少特征的臨界尺寸(CD)來實現(xiàn)，而所述減少需要有提高的光刻膠分辨率。提高光刻膠分辨率的一種方式是提供更薄的光刻膠掩模。

人們正在追求新型光刻膠材料(193和157nm?PR)來在光刻膠中制備小的CD尺寸，但是和以前的DIV和248nm光刻膠掩模相比，這些光刻膠的抗等離子體破壞性較差。另外，采用現(xiàn)有的單層方法，必須采用越來越薄的光刻膠來和特征的分辨率保持一致。這樣可能無法為氧化物蝕刻提供足量的光刻膠，而且可能導(dǎo)致其它問題，比如條紋。為了跟得上越來越小的特征尺寸，本行業(yè)一直在研究新的技術(shù)，比如包括數(shù)個加工步驟的多層方法。毫無疑問，轉(zhuǎn)用新技術(shù)將代價昂貴而且耗時。

發(fā)明內(nèi)容

為了實現(xiàn)上述內(nèi)容并和本發(fā)明的目標(biāo)相一致，提供了通過光刻膠掩模在襯底上方在蝕刻層中蝕刻特征的方法。將具有設(shè)置在光刻膠掩模下面的蝕刻層的襯底置于加工室中。對光刻膠掩模進行老化，其中所述老化包括向加工室提供老化氣體，所述老化氣體包括具有一定流速的碳氟化合物和氫氟碳化合物中的至少一種和具有一定流速的含氫氣體；使所述老化氣體能量化以形成老化等離子體。所述老化等離子體被停止(stepped)。向加工室提供蝕刻等離子體，其中所述蝕刻等離子體不同于所述老化等離子體。用蝕刻等離子體在蝕刻層中蝕刻特征。

在本發(fā)明的另一方面，提供了通過防反射涂層和光刻膠掩模在襯底上方在蝕刻層中蝕刻特征的方法。將在防反射涂層和光刻膠掩模下方設(shè)置有蝕刻層的襯底放置在加工室中。打開防反射涂層，包括向加工室提供老化氣體，所述老化氣體包括具有一定流速的碳氟化合物和氫氟碳化合物中的至少一種和具有一定流速的含氫氣體；使所述老化氣體能量化以形成老化等離子體。在打開防反射涂層之后停止所述老化等離子體。向加工室提供蝕刻等離子體，其中所述蝕刻等離子體和老化等離子體不同。采用蝕刻等離子體通過防反射涂層和光刻膠掩模在蝕刻層中蝕刻特征。

在下面發(fā)明詳述將結(jié)合附圖對本發(fā)明的這些和其它特征進行更詳細的描述。

附圖說明

在附圖的圖中通過舉例對本發(fā)明進行了說明，而不是對本發(fā)明的限制，其中相似的附圖標(biāo)記是指相似的元件，而且其中：

圖1是本發(fā)明實施方案的高級流程圖。

圖2A-2C是根據(jù)本發(fā)明加工過的襯底的剖面示意圖。

圖3是可以在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中使用的加工室的示意圖。

圖4是具有氫漸變(ramp)的掩模老化實施方案的更詳細流程圖。

圖5是在老化過程中老化氣體中H₂的流速和時間的關(guān)系圖。

圖6圖示了采用本發(fā)明的漸變處理通過改變所述漸變的初始流速來實現(xiàn)最終頂部CD的調(diào)諧式減少。

圖7是H₂流速的不同漸變方案圖。

圖8A和8B示出了計算機系統(tǒng)，它適用于操作本發(fā)明實施方案中所用的控制器。

圖9是離散的、不連續(xù)的階躍函數(shù)漸變圖。

優(yōu)選實施方案詳述

現(xiàn)在參考附圖中所示的一些優(yōu)選實施方案詳細描述本發(fā)明。在下列描述中，為了提供對本發(fā)明的全面理解，給出了眾多的具體細節(jié)。但是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以在沒有一些或全部這些具體細節(jié)的情況下實施。在其它情況下，為了不至于不必要地使本發(fā)明變得晦澀，對已知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)沒有進行詳細的描述。