[發明專利]光刻膠圖形的形成方法、晶體管柵極的形成方法

有效

• 申請號: 201310424744.1
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN104465333B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 張海洋;孟曉瑩
• 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: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/28;G03F7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種光刻膠圖形的形成方法、以及一種晶體管柵極的形成方法。

背景技術

半導體制造工藝中的缺陷是影響半導體器件的良率以及器件性能的一個主要因素。特別對于如今的半導體制造業，當器件尺寸越來越小時，對于光刻工藝的要求尤為嚴格。例如，在光刻工藝中，線寬粗糙度（Line Width Roughness，簡稱LWR）就是較為關注的重要指標。光刻膠圖形的線寬粗糙度越大，越無法將圖形精確地轉移至基底上，影響了半導體器件的性能。

舉例來講，現有晶體管柵極的形成方法包括：在基底上形成柵極材料層；在所述柵極材料層上形成光刻膠圖形，所述光刻膠圖形定義柵極；以所述光刻膠圖形為掩模進行刻蝕，以形成柵極。

但是，由于所述光刻膠圖形的低頻線寬粗糙度較大，導致所形成晶體管柵極的低頻線寬粗糙度也較大，影響了晶體管的性能。

雖然現有技術中有提出減小光刻膠圖形低頻線寬粗糙度的方法，但是，該方法并不能很有效的減小光刻膠圖形的低頻線寬粗糙度，另外，該方法會使光刻膠圖形的基本形貌發生較大改變，以致無法形成期望形狀的晶體管柵極。

發明內容

本發明要解決的問題是：無法在保持光刻膠圖形基本形貌的同時，有效地減小光刻膠圖形的低頻線寬粗糙度。

為解決上述問題，本發明提供了一種光刻膠圖形的形成方法，包括：

在基底上形成光刻膠層；

對所述光刻膠層進行圖形化，以形成光刻膠圖形；

將所述光刻膠圖形暴露于用含H₂的氣體所形成的第一等離子體環境中，以對所述光刻膠圖形進行第一等離子體處理，在所述第一等離子體處理步驟中，用于形成所述第一等離子體的第一射頻電源斷續地打開；

進行所述第一等離子體處理之后，將所述光刻膠圖形暴露于用含HBr的氣體所形成的第二等離子體環境中，以對所述光刻膠圖形進行第二等離子體處理，在所述第二等離子體處理步驟中，用于形成所述第二等離子體的第二射頻電源斷續地打開。

可選的，所述第一射頻電源周期性地打開和關閉。

可選的，所述第二射頻電源周期性地打開和關閉。

可選的，所述第一等離子體處理步驟中，向所述第一等離子體施加第一偏置電壓。

可選的，所述第二等離子體處理步驟中，向所述第二等離子體施加第二偏置電壓。

可選的，所述第一等離子體處理的工藝參數包括：壓力為2至100mtorr，第一射頻電源的功率為10至1000W，第一偏置電壓為0至500V，H₂的流量為10至500sccm，所述第一射頻電源打開的頻率為10至500Hz，所述第一射頻電源打開的時間與第一射頻電源打開和關閉的時間之和的比為5%至90%，處理時間為10至600s。

可選的，所述第二等離子體處理的工藝參數包括：所述第二等離子體處理的工藝參數包括：壓力為2至100mtorr，第二射頻電源的功率為10至1000W，第二偏置電壓為0至500V，HBr的流量為10至500sccm，所述第二射頻電源打開的頻率為10至500Hz，所述第二射頻電源打開的時間與第二射頻電源打開和關閉的時間之和的比為5%至90%，處理時間為10至600s。

可選的，所述含H₂的氣體還包括：CH₂F₂、CH₃F中的一種或多種。

可選的，所述含HBr的氣體還包括：N₂、He、Ar中的一種或多種。

在上述光刻膠圖形形成方法的基礎上，本發明還提供了一種晶體管柵極的形成方法，包括：

提供基底；

在所述基底上形成柵極材料層；

利用上述任一光刻膠圖形形成方法，在所述柵極材料層上形成光刻膠圖形；

以所述光刻膠圖形為掩模進行刻蝕，以形成柵極。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：