[發明專利]控制掩模輪廓以控制特征輪廓

有效

• 申請號: 200710096615.9
• 申請日: 2007-04-16
• 公開（公告）號: CN101060080A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: C·魯蘇
• 申請（專利權）人: 蘭姆研究有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫宏艷;韋欣華

技術領域

本發明涉及在半導體器件制備過程中通過掩模蝕刻蝕刻層(etch?layer)。具體而言，本發明涉及在半導體器件制備過程中通過聚合物硬掩模蝕刻介電層。?

背景技術

在半導體晶片制備過程中，采用已知的圖案化和蝕刻方法在晶片中限定半導體器件的特征。在這些方法中，可以在晶片上沉積光刻膠(PR)材料，然后暴露到通過光柵(reticle)濾波的光下。光柵可以是用典型特征幾何形狀進行過圖案化的透明板，所述幾何形狀阻擋光通過光柵的傳播。?

在通過光柵之后，光接觸光刻膠材料的表面。光改變了光刻膠材料的化學組成，使得顯影劑可以去除光刻膠材料的一部分。在正性光刻膠材料的情況下去除暴露的區域，在負性光刻膠材料的情況下去除未暴露的區域。隨后，將晶片進行蝕刻，以從不再受光刻膠材料保護的區域去除下面的材料，由此在晶片中形成所需的特征。?

為了可以以高分辨率進行更深地蝕刻，可以在光刻膠掩模和蝕刻層之間放置硬掩模。?

發明內容

為了實現本發明的上述目標以及合乎本發明的目標，提供了用于在位于襯底之上但設置在聚合物硬掩模之下的介電層中蝕刻特征的方法。所述襯底被放置在等離子體加工室中。掩模特征被蝕刻到聚合物硬掩模中，其中所述特征是無頸部的(neckless)，包括在硬掩模中蝕刻具有頸部的掩模特征并對所述掩模特征進行處理以選擇性蝕刻掉所述頸部。特征通過聚合物硬掩模蝕刻到介電層中。?

在本發明的另一表現形式中，提供了用于在位于襯底之上但設里在聚合物掩模之下的介電層中蝕刻特征的方法。在聚合物硬掩模上形成圖案化的光刻膠掩模。襯底被置于等離子體加工室中。掩模特征被通過光刻膠掩模蝕刻到聚合物硬掩模中，包括在硬掩模中蝕刻具有頸部的掩模特征，包括提供掩模蝕刻劑氣體，由掩模蝕刻劑氣體生成等離子體，和停止掩模蝕刻劑氣體的流動和對掩模特征進行處理以選擇性蝕刻掉所述頸部，包括提供包含氟烴的處理氣體，其中所述處理氣體不同于所述掩模蝕刻劑氣體，由所述處理氣體生成等離子體，和停止處理氣體的流動。特征通過聚合物硬掩模蝕刻到介電層中，包括提供介電層蝕刻氣體，其中所述介電層蝕刻氣體不同于所述掩模蝕刻劑氣體和所述處理氣體，和從所述介電層蝕刻氣體產生等離子體。?

在下面本發明的詳述將結合附圖更詳細描述本發明的這些和其它特征。?

附圖說明

在附圖的圖中是通過舉例方式而不是通過限制方式闡述本發明，其中類似的附圖標記表示相似的元件，和其中：?

圖1是本發明實施方案的流程圖。?

圖2A-D是在本發明實施方案中蝕刻的層的示意圖。?

圖3是可用于蝕刻的等離子體加工室的示意圖。?

圖4A-B舉例說明了計算機系統，它適用于操縱在本發明的實施方案中使用的控制器。?

圖5是多步驟掩模蝕刻的更詳細的流程圖。?

圖6A-C是在本發明的實施方案中蝕刻的掩模層的示意圖。?

圖7是不用本發明蝕刻的特征的剖面圖。?

圖8是采用本發明蝕刻的特征的剖面圖。?

優選實施方式?

現在，將參考在附圖中舉例說明的數個優選實施方案詳細描述本發明。在下列描述中，為了提供對本發明的徹底了解，給出了眾多特定的細節。但是，對本領域技術人員而言，顯然本發明可以在沒有部分或者全部這些特定細節的情況下實施。在其它情況下，為了不會非必要地使本發明變得晦澀，沒有詳細描述已知的工藝步驟和/或結構。?

為了便于理解，圖1是在本發明實施方案中使用的工藝的高層次流程圖。提供了具有介電層的襯底(步驟104)。為了便于理解本發明，圖2A是其中襯底210配備了介電層220(步驟104)的剖面圖。在本發明的這個實施方案中，襯底210是硅晶片，介電層220是基于氧化硅的低k介電材料或者基于有機物的低k介電層。?

在介電層220上形成了聚合物硬掩模層212(步驟106)。聚合物?硬掩模層可以由各種聚合物材料比如無定形碳或者其它光刻膠材料(例如，富硅的光刻膠)形成。無定形碳是碳材料，可以具有不同濃度的結合氫。一般而言，聚合物硬掩模(例如，無定形碳或者結合硅的光刻膠)比光刻膠掩模抗蝕刻能力更強，所以聚合物硬掩模充當后續介電層蝕刻的硬掩模。?

在聚合物硬掩模上方，形成了光刻膠掩模216(步驟108)。它可以是任何類型的光刻膠，但優先采用248nm或者193nm的光刻膠材料(PR)。采用光刻法在光刻膠中打開所需的掩模。?