[發(fā)明專利]減小LER的方法及實(shí)施該方法的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010181618.4
• 申請(qǐng)日: 2010-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102254808A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 駱志炯;尹海洲;朱慧瓏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所;北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L21/3065
• 分類號(hào): H01L21/3065;H01L21/28;H01L21/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 倪斌

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體制造工藝領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種減小半導(dǎo)體器件中所形成特征結(jié)構(gòu)的線邊緣粗糙度(Line?Edge?Roughness，LER)的方法以及實(shí)施該方法的裝置。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展，集成電路上的集成密度日益提高。為了實(shí)現(xiàn)這種高集成度，器件特征的尺寸越來(lái)越小。這樣的特征例如包括半導(dǎo)體器件中形成的連接線、功能區(qū)域等。

為了實(shí)現(xiàn)這種小尺寸特征，需要高分辨率的光刻工藝。但是，隨著特征尺寸(如線寬)減小，將會(huì)遇到所謂“線邊緣粗糙度”(LER)的問(wèn)題。所謂LER，是指半導(dǎo)體器件中形成的特征結(jié)構(gòu)的邊緣或側(cè)壁處的不規(guī)則程度。

特征結(jié)構(gòu)中LER的出現(xiàn)可由相應(yīng)光刻步驟中使用的光刻膠中存在的LER導(dǎo)致。而光刻膠中存在的LER可由多種因素造成，例如光刻膠本身的材料特性、光刻時(shí)使用的掩模本身的LER等等。此外，光刻時(shí)使用的刻蝕工藝，如等離子刻蝕，也會(huì)導(dǎo)致特征中出現(xiàn)LER。

特征中出現(xiàn)的這種LER最終將會(huì)影響器件的性能。例如，在形成柵極時(shí)如果存在LER，則將會(huì)大大影響器件的截止?fàn)顟B(tài)漏電流和短溝道效應(yīng)的控制。因此，希望能夠盡可能減小半導(dǎo)體器件中特征結(jié)構(gòu)的LER。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種半導(dǎo)體器件制造方法及實(shí)施該方法的裝置，其中能夠充分減小半導(dǎo)體器件中所形成的特征結(jié)構(gòu)的線邊緣粗糙度(LER)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種減小半導(dǎo)體器件中特征結(jié)構(gòu)的LER的方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括特定特征結(jié)構(gòu)；平行于所述特定特征結(jié)構(gòu)方向、并與所述半導(dǎo)體襯底表面呈傾斜角度對(duì)所述特定特征結(jié)構(gòu)進(jìn)行離子/等離子體刻蝕。

優(yōu)選地，所述傾斜角度相對(duì)于半導(dǎo)體襯底的法線方向定義，且小于45°。

優(yōu)選地，離子/等離子體刻蝕可以在離子注入機(jī)/等離子體刻蝕機(jī)中進(jìn)行。

優(yōu)選地，在離子注入機(jī)中可以使用惰性氣體原子作為離子源，例如Ar或Xe。

優(yōu)選地，等離子體刻蝕機(jī)中使用的等離子體源可以包括HBr或Cl₂。

優(yōu)選地，所述特定特征結(jié)構(gòu)為高于半導(dǎo)體襯底表面或低于半導(dǎo)體襯底表面的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。例如，所述特定特征結(jié)構(gòu)可以為凹槽、在替代柵工藝中將犧牲柵去除后的側(cè)墻內(nèi)壁、和/或柵極線。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件處理裝置，包括：處理室；容納于所述處理室中的離子/等離子噴射頭和晶片臺(tái)，其中所述離子/等離子噴射頭用于噴射出離子/等離子束，所述晶片臺(tái)包括用于放置晶片的置物平面，所述置物平面的法線與離子/等離子束的射出方向之間的夾角為銳角。

優(yōu)選地，可以采用等離子體刻蝕機(jī)或離子注入機(jī)來(lái)實(shí)施上述半導(dǎo)體器件處理裝置。

根據(jù)本發(fā)明，可以有效減小半導(dǎo)體器件中所形成特征結(jié)構(gòu)的LER，從而避免由LER造成的器件性能惡化。特別是對(duì)于晶體管器件，特征結(jié)構(gòu)特別是柵極LER的減小，可以避免閾值電壓的變化，從而防止截止?fàn)顟B(tài)下的漏電流，并因此增大信噪比。

附圖說(shuō)明

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和有點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柵極特征的局部結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)為透視圖，(b)為左視圖，(c)為頂視圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例對(duì)半導(dǎo)體器件的特征進(jìn)行離子/等離子轟擊的示意圖，其中(a)為透視圖，(b)為左視圖，(c)為頂視圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在離子/等離子束轟擊之后得到的結(jié)構(gòu)，其中(a)為透視圖，(b)為左視圖，(c)為頂視圖；以及

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用以實(shí)現(xiàn)LER減小工藝的刻蝕裝置。

具體實(shí)施方式

以下，通過(guò)附圖中示出的具體實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說(shuō)明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

在附圖中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的層結(jié)構(gòu)示意圖。這些圖并非是按比例繪制的，其中為了清楚的目的，放大了某些細(xì)節(jié)，并且可能省略了某些細(xì)節(jié)。圖中所示出的各種區(qū)域、層的形狀以及它們之間的相對(duì)大小、位置關(guān)系僅是示例性的，實(shí)際中可能由于制造公差或技術(shù)限制而有所偏差，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際所需可以另外設(shè)計(jì)具有不同形狀、大小、相對(duì)位置的區(qū)域/層。