[發明專利]側壁形成工藝

有效

• 申請號: 200980135910.8
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN102150244B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 彼得·西里格里亞諾;海倫·朱;金智洙;S·M·列扎·薩賈迪
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065
• 代理公司: 上海勝康律師事務所31263
• 代理人: 周文強,李獻忠

技術領域

本發明涉及半導體器件的制備。

背景技術

在半導體晶片加工期間，通過采用已知的圖案化工藝和蝕刻工藝在所述晶片中限定所述半導體器件的特征。在這些工藝中，光刻膠(PR)材料沉積在晶片上，然后在由光柵過濾的光下曝光。所述光柵通常是用阻止光通過光柵傳播的示例性特征幾何形狀圖案化的玻璃片。

在經過所述光柵后，光接觸所述光刻膠材料的表面。光改變所述光刻膠材料的化學成分，使得顯影劑可以除去一部分光刻膠材料。就正光刻膠材料而言，除去的是曝光區域，而就負光刻膠材料來說，除去的是未曝光區域。

發明內容

為了實現上述的目的并且與本發明的目的一致，描述一種用于在位于圖案化的光刻膠掩模下面的刻蝕層內形成特征的方法。實施多個側壁形成工藝。每一個側壁形成工藝包括通過實施多個周期性沉積在所述圖案化的光刻膠掩模上沉積保護層。每一個周期性沉積包括至少一個在所述圖案化光刻膠掩模表面上沉積沉積層的沉積階段，和一個在所述沉積層中形成垂直表面的輪廓成型階段。每一種側壁形成工藝還包括貫穿刻蝕，所述貫穿刻蝕用于相對于所述保護層的垂直表面選擇性刻蝕所述保護層的水平表面。然后，刻蝕該刻蝕層以形成具有臨界尺寸的特征，所述特征的臨界尺寸小于在所述圖案化的光刻膠掩模中的特征的臨界尺寸。

在本發明的另一個具體實施例中，提供一種用于在位于圖案化的光刻膠掩模下的刻蝕層中形成特征的裝置。所述裝置包括等離子體處理室。所述等離子體處理室包括形成等離子體處理室外殼的室壁，在所述等離子體處理室外殼內的用于支持基底的基底支架，在所述等離子體處理室外殼內的用于調節壓力的壓力調節器，一個或多個用于給等離子體處理室外殼提供電力來維持等離子體的電極，用于提供氣體進入到等離子體處理室外殼的進氣口，以及用于從等離子體處理室外殼排出氣體的出氣口。所述等離子體處理室還包括與所述進氣口氣流連接的氣體源。所述氣體源包括沉積氣體源、輪廓成型氣體源、貫穿氣體源和特征蝕刻氣體源。所述等離子體處理室還包括連接到氣體源和電極的控制器。所述控制器包括一個或多個處理器以及計算機可讀介質。所述計算機可讀介質包括執行多個側壁形成工藝的計算機可讀代碼，和執行所述多個側壁形成工藝中的一個的計算機可讀代碼。后一種代碼包括通過實施多個周期性沉積在所述圖案化的光刻膠掩模上沉積保護層的計算機可讀代碼，以及用于執行一個周期性沉積的計算機可讀代碼。后一種代碼包括用于在所述圖案化的光刻膠掩模的表面沉積沉積層的沉積階段的計算機可讀代碼，以及用于在所述沉積層中形成垂直表面的輪廓成型階段的計算機可讀代碼。用于實施所述多個側壁形成的工藝中的一個的計算機可讀代碼，還包括相對于沉積層的垂直表面選擇性刻蝕保護層的水平表面的計算機可讀代碼。所述計算機可讀介質還包括用于蝕刻所述蝕刻層以在其中形成特征的計算機可讀代碼，使得在所述蝕刻層中的特征的臨界尺寸小于所述圖案化光刻膠掩模的特征的臨界尺寸。

將在下面的本發明的詳細說明中結合下列附圖更為詳細地描述本發明的這些以及其它特征。

附圖說明

通過舉例的方式，而不是以限制的方式，在附圖的圖中對本發明進行圖解說明，圖中的相似參考數字是指類似的部件，并且其中：

圖1A-1B是可在本發明的具體實施方式中使用的工藝的高層次流程圖。

圖2A-G是根據本發明的具體實施方式處理的半導體晶片層的橫斷面示意圖。

圖3是可用于實踐本發明的等離子體處理室的示意圖。

圖4A-B圖示為計算機系統，該計算機系統適于提供本發明的具體實施方式所采用的控制器。

具體實施方式

現將參照如附圖所示的本發明的一些優選具體實施方式對本發明進行詳細描述。在下面的說明中，闡述了許多具體細節，以提供對本發明的透徹了解。然而，對本領域技術人員來說，在不具有一些或全部所述具體細節的情況下仍能實施本發明，將是顯而易見的。在其它情況下，為了不必要地使本發明不清楚，本文沒有對眾所周知的工藝步驟和/或結構進行詳細描述。

本發明包括在圖案化的光刻膠掩模上沉積保護材料以形成具有小的臨界尺寸(CD)的特征。更具體地，本發明提供具有比所述圖案化光刻膠掩模的CD小的CDs的特征，所述圖案化光刻膠掩模用于蝕刻所述特征。此外，本發明有助于控制保護材料在所述圖案化的光刻膠掩模的大的敞開區域聚集。如果該聚集達到一定的臨界厚度，可能會出現例如破裂、片狀剝落和/或分層剝離的問題。