[發明專利]包括疊對誤差保護的圖案化方法

有效

• 申請號: 201580067587.0
• 申請日: 2015-09-25
• 公開（公告）號: CN107004577B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 安東·J·德維利耶;杰弗里·史密斯
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;董文國

本文中的技術包括在用于產生硬掩模、特征、接觸開口等的微加工期間用于圖案化流程的間隔物處理的用途。本文中的技術包括使用側壁間隔物以在待圖案化的特征之間限定硬邊界。這樣的間隔物位于疊對的浮雕圖案下方，使得間隔物的一部分被暴露并且保護下面的層。本文中的技術可以用于金屬化，并且特別地，用于在電子裝置接觸部上方的第一金屬層的金屬化。更廣泛而言，本文中的技術可以用于其中一個結構非常靠近另一個結構(例如具有次分辨率尺寸)的任何類型的關鍵布置。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年11月6日提交的題為“包括疊對誤差保護的圖案化方法(Method of Patterning Incorporating Overlay Error Protection)”的美國臨時專利申請第62/076,476號的權益，其全部內容通過引用并入到本文中。本申請還要求于2015年4月21日提交的題為“包括疊對誤差保護的圖案化方法(Method of PatterningIncorporating Overlay Error Protection)”的美國臨時專利申請第62/150,759號的權益，其全部內容通過引用并入到本文中。

背景技術

本公開內容涉及圖案化工藝，并且特別地，涉及用于電子器件和元件的微加工的圖案化工藝。

在材料加工方法學(例如光刻法)中，產生圖案化層通常包括將輻射敏感材料(例如，光致抗蝕劑)的薄層施加至基底的上表面。該輻射敏感材料被轉換成可以用作蝕刻掩模的浮雕圖案，以將圖案轉移至基底上的一個或更多個下面的層。輻射敏感材料的圖案化通常涉及使用例如光刻系統由輻射源通過光掩模(與相關的光學元件)在輻射敏感材料上曝光。該曝光在輻射敏感材料內產生潛圖案，其中對于特定的顯影劑，該材料的一部分為可溶的，而其余部分為不可溶的。然后使輻射敏感材料顯影，其中可溶的部分被溶解并且被移除以產生作為形貌或物理圖案的浮雕圖案。例如，顯影可以包括使用相對應的顯影溶劑移除輻射敏感材料的照射區域 (如在正型光致抗蝕劑的情況下)或非照射區域(如在負型光致抗蝕劑的情況下)。所得到的浮雕圖案可以隨后充當掩模層或蝕刻掩模。

可以使用各種蝕刻技術將給定的圖案轉移至下面的層。半導體生產設備通常使用干等離子體蝕刻工藝以使用蝕刻手段選擇性地移除材料。一旦浮雕圖案在基底上形成，將基底設置在等離子體加工室內并且蝕刻化學品 (通常為可電離的、解離的氣體混合物)供應等離子體，使得等離子體產物選擇性地蝕刻下面的層同時最低限度地蝕刻掩模層。電子器件及元件的微加工通常涉及重復的材料沉積、圖案產生以及材料移除的步驟。

發明內容

給定等離子體蝕刻工藝的成功依賴使用具有適合相對于一種材料選擇性地蝕刻另一種材料的化學反應物的蝕刻化學。在理想的情況下，等離子體蝕刻工藝通過蝕刻第一材料而不蝕刻第二材料來起作用。然而，這樣的完美的選擇性是少見的。如果以顯著大于蝕刻第二材料的速率蝕刻第一材料，則等離子體蝕刻仍然是成功的。取決于材料厚度及設計規范，(例如)3:1、8:1或10:1的蝕刻速率比可以被視為相對于一種材料而言對另一材料進行的蝕刻具有足夠的選擇性。

不幸地，并不總是可以或實際上實現在材料之間的完美蝕刻選擇性。當蝕刻穿過多個不同的層時可能加劇此挑戰，該多個不同的層中的一些可以使用相同或類似的化學品來蝕刻。伴隨微加工的一個具體蝕刻挑戰是在層之間維持精確的疊對，所述層可彼此堆疊。具有上層對下層的精確疊對 (對準)對于裝置性能是有益的。不恰當的疊對——尤其對于組分圖案的邊緣布置——可能產生不可接受的缺陷和短路。知曉一些圖案化技術涉及將圖案分解(分開)成待在基底上組合的多個不同的掩模以產生單一、圖案化的掩模或轉移層，可以理解這樣的疊對挑戰。當給定的期望的復合圖案具有低于光刻的分辨率極限的特征尺寸時，可以使用將給定圖案分成組分(component)。因此，多組分掩模可以用于產生復合或集合圖案。然而，當組分掩模圖案交疊時，圖案化的特征可能被合并、破壞等。因此，疊對挑戰可以妨礙設計圖案的成功制造。