[發明專利]將襯底及設置在其上的層圖案化以及形成器件結構的方法

有效

• 申請號: 201780058139.3
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN109791874B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 絲特芬·R·舍曼;約翰·哈塔拉;賽門·羅芙爾
• 申請（專利權）人: 瓦里安半導體設備公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F1/36;G03F7/20;H01L21/3065
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

本發明提供一種將襯底及設置在其上的層圖案化的方法以及一種形成器件結構的方法。所述方法可包括：在層內以交錯配置形式提供第一表面特征及第二表面特征，所述層設置在所述襯底上；以及在含有反應性物質的反應性氣氛的存在下，在第一曝光中將第一離子引導至所述第一表面特征的第一側及所述第二表面特征的第一側，其中所述第一曝光蝕刻所述第一表面特征的所述第一側及所述第二表面特征的所述第一側，其中在所述引導之后，所述第一表面特征與所述第二表面特征合并形成第三表面特征。本發明提供優點在于在不增大多個凹陷特征的長度的同時增大所述多個凹陷特征的寬度的能力以及在襯底層內形成復雜二維形狀的能力，從而能夠忠實地產生目標形狀結構。

相關申請

本申請主張在2016年9月22日提出申請且名稱為“使用方向性離子形成圖案化特征的技術(TECHNIQUES FOR FORMING PATTERNED FEATURES USING DIRECTIONAL IONS)”的美國臨時專利申請第62/398,032號的優先權，所述美國臨時專利申請全文并入本申請供參考。

技術領域

本發明實施例涉及器件加工技術，且更具體來說涉及在器件制作期間在層中形成復雜形狀，尤其涉及一種將襯底及設置在其上的層圖案化的方法以及形成器件結構的方法。

背景技術

隨著半導體器件繼續按比例縮放至更小的尺寸，將特征圖案化的能力變得愈發難以實現。現今的光刻工具(photolithography tools)可利用193nm(納米)波長的光來將半導體器件圖案化，其中器件的尺寸可小至10nm至30nm。

除了對于將相對較簡單的形狀(例如，線、矩形接墊、圓形等)圖案化的挑戰以外，將復雜結構圖案化的能力面臨更多挑戰。由于光學限制(例如衍射等)，難以將具有輪廓清晰的(well-defined)邊緣以及尤其是角的特征圖案化。因此，在現今的技術中許多最小圖案被局限于一維形式，即線及空間，這種特征僅沿一個方向伸展。這些特征可如所設計的那樣利用位于第一層上方的額外的層來連接，所述額外的層可具有沿不同方向伸展的線及空間。盡管這種方法能夠實現較小的圖案，然而所述方法也限制了電路設計的靈活性。

在其他例子中，已知的用于在單個器件層內的兩個偏置區之間形成電連接的特征包括“L”形狀、或交錯形狀、或者其他二維形狀。利用傳統光刻技術(lithographictechniques)來印刷這種形狀的能力是有限的。即使用于光學光刻(optical lithography)的先進的光學鄰近校正(optical proximity correction，OPC)技術仍可能無法充分地印刷這種形狀。在一種情形中，被設計成具有筆直邊緣的交錯結構在光刻加工(lithographicprocessing)之后可能反而具有被修圓的形狀。這種修圓可導致所產生的用來置放其他特征的區域比原始設計小，且可另外造成覆蓋邊沿錯誤(overlay margin error)，在覆蓋邊沿錯誤情況下，隨后沉積的材料(例如金屬特征)會與另一金屬特征發生不期望的重疊。在圖案的尺寸近似為20nm或小于20nm時，這種修圓尤為普遍。

因此，盡管產生小的二維圖案的能力會提供更大的設計靈活性，然而用于實現這種圖案化的工藝尚不存在，尤其是對于界定50nm大小以下的圖案化特征來說。

有鑒于這些及其他考慮，提供本公開內容。

發明內容

在一個實施例中，一種將襯底圖案化的方法可包括：在層內以交錯配置形式提供第一表面特征及第二表面特征，所述層設置在所述襯底上。所述方法還可包括：在含有反應性物質的反應性氣氛的存在下，在第一曝光中將第一離子引導至所述第一表面特征的第一側及所述第二表面特征的第一側，其中所述第一曝光蝕刻所述第一表面特征的所述第一側及所述第二表面特征的所述第一側。在所述引導之后，所述第一表面特征與所述第二表面特征可合并形成第三表面特征。