[發明專利]圖形轉印方法

無效

• 申請號: 200910046712.6
• 申請日: 2009-02-26
• 公開（公告）號: CN101819932A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 沈滿華;黃怡
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311;H01L21/027;G03F7/00
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 謝安昆;宋志強

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造技術領域，特別涉及圖形轉印方法，尤其涉及一種在圖形轉印步驟中控制圖形關鍵尺度以及抑制不規則條紋的方法。

背景技術

在半導體集成電路的制造過程中，常需要在晶圓上定義出極細微尺寸的圖形，這些圖形的主要形成方式，是通過光蝕刻技術將微影后產生的光阻圖形轉印到光阻材料下的晶圓上，以形成半導體集成電路的復雜架構。

隨著半導體集成電路上邏輯器件的尺寸縮小到65納米及以下，對于器件關鍵尺度的控制要求變得更加嚴苛。蝕刻過程包括各項同性蝕刻和非各項同性蝕刻。圖1為非各項同性蝕刻的蝕刻方向示意圖，圖2為各項同性蝕刻的蝕刻方向示意圖。圖1和圖2中的斜線條紋所示部分代表光阻材料，光阻材料下面的是晶圓表面，箭頭代表蝕刻方向。非各項同性蝕刻中，晶圓只受到垂直方向的蝕刻作用，圖形的側壁不會受到蝕刻，因此蝕刻產生的晶圓圖形的關鍵尺度將嚴格按照光阻圖形的尺度。而各項同性蝕刻中，晶圓圖形的側壁也會受到蝕刻的作用。由此可見，各項同性蝕刻不利于關鍵尺度精度。因此必須盡量抑制各項同性蝕刻的影響。

蝕刻中所用的主蝕刻氣體通常為四氟化碳(CF₄)。其中氟的作用是與構成晶圓的硅或二氧化硅反應，產生揮發性的產物；碳的作用是提供聚合物的來源，抑制蝕刻的進行。聚合物堆積在晶圓圖形的側壁上可以作為保護層，抑制各項同性蝕刻的影響。當氟的成分增加時，蝕刻速率增加；當碳的成分增加時，蝕刻速率減緩。通過調整蝕刻氣體的氟與碳比值，可以獲得合適的蝕刻速率。因此通常采用的蝕刻氣體并不是純四氟化碳，而是四氟化碳和調諧氣體的混合體。其中調諧氣體的組分可以是C₄F₈、CHF₃、CH₂F₂、CH₃F、O₂或其任意組合。其中少量氧氣(O₂)可以與四氟化碳反應消耗部分的碳，使得氟碳比增加，而其它調諧氣體的作用都是把氟碳比降低到4以下。

現有技術的圖形轉印過程中，蝕刻氣體的組分是保持恒定的。這就導致了如下矛盾：在蝕刻初期需要加強對晶圓圖形側壁的保護，因此需要蝕刻氣體的氟碳比較低，以便形成足夠的聚合物來抑制各項同性蝕刻的影響；在蝕刻后期，晶圓圖形側壁上堆積過多的聚合物會導致側壁上出現不規則的條紋，這會導致最終產品的電學性質變差，降低良品率，因此又需要較高氟碳比的蝕刻氣體，以便及時清楚過多的聚合物。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種圖形轉印方法，可以有效控制圖形的關鍵尺度，并抑制不規則條紋的出現。所述圖形轉印方法使用氟碳比隨時間升高的蝕刻氣體在對晶圓上未被光阻材料遮擋的部分進行蝕刻。

所述使用氟碳比隨時間升高的蝕刻氣體在對光阻材料下的晶圓進行蝕刻為：在蝕刻初始時，向反應室內通入組分包含四氟化碳和調諧氣體的蝕刻氣體，所述調諧氣體的流量隨著時間減小。

所述調諧氣體的流量隨著時間減小為：調諧氣體的初始流量為10sccm至200sccm，隨時間線性減小到0。

所述調諧氣體為三氟氫化碳CHF₃、二氟二氫化碳CH₂F₂、氟三氫化碳CH₃F或以上氣體的任意組合。

較佳地，所述蝕刻氣體中含有氧氣，并且氧氣的流量隨著時間升高。

從以上技術方案可以看出，使用氟碳比隨時間升高的蝕刻氣體在對晶圓上未被光阻材料遮擋的部分進行蝕刻，既保證在蝕刻初期能夠產生足夠的聚合物來對晶圓圖形側壁進行保護，又可以在蝕刻后期及時清除過多的聚合物，避免圖形側壁上不規則條紋的產生。

附圖說明

圖1為非各項同性蝕刻的蝕刻方向示意圖；

圖2為各項同性蝕刻的蝕刻方向示意圖；

圖3為本發明實施例的圖形轉印的流程圖。

具體實施方式

本發明實施例提出的圖形轉印方法是，在圖形轉印的蝕刻過程中，線性改變蝕刻氣體中至少一種調諧氣體的組分，使得蝕刻氣體的氟碳比不斷升高，這樣既保證在蝕刻初期能夠產生足夠的聚合物來對晶圓圖形側壁進行保護，又可以在蝕刻后期及時清除過多的聚合物，避免圖形側壁上不規則條紋的產生。