[發明專利]蝕刻形貌控制

有效

• 申請號: 200680018829.8
• 申請日: 2006-03-07
• 公開（公告）號: CN101185157A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 卡梅利婭·魯蘇;黃志松;穆昆德·斯里尼瓦桑;埃里克·A·赫德森;阿龍·埃普勒
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余剛;尚志峰

技術領域

本發明涉及在半導體器件生產期間穿過掩模對蝕刻層進行蝕刻。更具體地，本發明涉及在半導體器件生產期間穿過光刻膠掩模蝕刻介電層。

背景技術

在半導體晶片處理過程中，利用熟知的圖案形成和蝕刻處理，在晶片中限定半導體器件的特征。在這些處理中，光刻膠(PR)材料可被沉積在晶片上，然后曝光于由中間掩模(reticle)過濾的光。中間掩模可以是透明板，其圖案化有典型特征幾何形狀，該幾何形狀阻止光穿過中間掩模傳播。

當穿過中間掩模后，光接觸光刻膠材料的表面。光改變光刻膠材料的化學組成，使得顯影液可去除部分光刻膠材料。在正型光刻膠材料的情形下，曝光區域被去除，而在負型光刻膠材料的情形下，未曝光區域被去除。此后，晶片被蝕刻，以從不再受光刻膠材料保護的區域去除下面的材料，并由此在晶片中產生所需的特征。

為提供增加的密度，特征尺寸被減小。這可通過減小特征的臨界尺寸(CD)而實現，其需要改進的光刻膠分辨率。

在深和窄開口的蝕刻中，可產生側壁弓形化(bowing)現象。這種弓形化產生彎曲的而不是直的蝕刻特征的側壁。

發明內容

為實現前述和根據本發明的目的，提供了一種用于蝕刻位于基片上且置于光刻膠掩模下的介電層的方法。基片被置于等離子體處理室中。提供包括O₂和硫成分氣體的蝕刻劑氣體到等離子體室，該硫成分氣體包括H₂S和含有至少一個碳硫鍵的化合物中的至少一種。等離子體由蝕刻劑氣體形成。利用來自蝕刻劑氣體的等離子體，特征穿過光刻膠掩模被蝕刻到蝕刻層中。

在本發明的另一個方面，提供了一種用于在介電層中形成特征的裝置，其中介電層由基片支撐，并且其中蝕刻層由光刻膠掩模覆蓋。等離子體處理室，包括形成等離子體處理室罩的室壁，用于在等離子體處理室罩中支撐基片的基片支撐件，用于調節等離子體處理室罩中壓力的壓力調節器，用于提供電力到等離子體處理室罩中以維持等離子體的至少一個電極，用于提供氣體到等離子體處理室罩中的氣體入口，以及用于從等離子體處理室罩排放氣體的氣體出口。氣體源與氣體入口流體連接，氣體源包括硫成分氣體源以及O₂源，硫成分氣體源用于提供H₂S和含有至少一個碳硫鍵的化合物中的至少一種。控制器可控制地連接到氣體源以及至少一個電極，并且控制器包括至少一個處理器和計算機可讀介質。計算機可讀介質包括用于提供包括O₂以及硫成分氣體的蝕刻劑氣體到等離子體室中的計算機可讀代碼，其中該硫成分氣體包括H₂S和含有至少一個碳硫鍵的化合物中的至少一種，用于從蝕刻劑氣體形成等離子體的計算機可讀代碼，以及用于提供等離子體條件以利用來自蝕刻劑氣體的等離子體，穿過光刻膠掩模將特征蝕刻到介電層中的計算機可讀代碼。

在本發明的另一個方面，提供了一種用于蝕刻位于基片上且置于光刻膠掩模下的硅氧化物基介電層的方法。基片被置于等離子體處理室中。提供包括氟成分、O₂和含硫成分氣體的蝕刻劑氣體到等離子體室中，該硫成分氣體包括H₂S和含有至少一個碳硫鍵的化合物中的至少一種，其中該蝕刻劑氣體具有蝕刻劑氣體流量，并且含硫成分氣體具有硫成分流量，其中硫成分流量為蝕刻劑氣體流量的0.1％到10％。等離子體由蝕刻劑氣體形成。利用由蝕刻劑氣體形成的等離子體，穿過光刻膠掩模將特征蝕刻到蝕刻層中。

本發明的上述和其它特征將會結合附圖，通過以下對本發明的詳細說明而更詳細地描述。

附圖說明

本發明通過附圖以實例的方式而非限定的方式進行說明，在附圖中，相似的參考標記代表類似的元件，其中：

圖1是本發明一個實施例的流程圖；

圖2A-B是在本發明的一個實施例中經蝕刻的層的示意圖；

圖3是可用于蝕刻的等離子體處理室的示意圖；

圖4A-B顯示了一種計算機系統，其適合于實現在本發明的實施例中使用的控制器；

圖5是不使用含硫成分蝕刻的接觸部(contact)的形貌；

圖6是使用H₂S添加物蝕刻的接觸部的形貌；

圖7是使用COS添加物蝕刻的接觸部的形貌。

具體實施方式