[發明專利]形成可灰化硬遮罩的方法及圖案化方法

在審

• 申請號: 201911118800.2
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN112701032A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 方偉權
• 申請（專利權）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033;H01L21/311
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 席勇;董云海

本發明公開了一種形成可灰化硬遮罩的方法及圖案化方法。形成可灰化硬遮罩的方法包括(i)提供標的層；(ii)在標的層上沉積初始硬遮罩層；(iii)在400至700℃的植入溫度下，將碳原子植入初始硬遮罩層中以形成可灰化硬遮罩，其中可灰化硬遮罩中的植入劑量濃度為10¹⁴至10¹⁶ion/cm²。上述方法可以有效地避免圖案化標的層出現圖案晃動現象。

技術領域

本發明是關于一種形成可灰化硬遮罩的方法及圖案化方法。

背景技術

硬遮罩常用于半導體裝置的制造過程中。半導體裝置中的圖案化特征的圖案晃動現象(pattern wiggling phenomenon)是不利的，尤其是當半導體裝置的特征尺寸縮小到100nm以下時。為了獲得良好的線條圖案，需要解決上述圖案晃動現象的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種形成可灰化硬遮罩的方法，可以有效地避免圖案化標的層出現圖案晃動現象。

本發明提供一種形成可灰化硬遮罩的方法，包含(i)提供標的層；(ii)在標的層上沉積初始硬遮罩層；以及(iii)在400至700℃的植入溫度下，將碳原子植入初始硬遮罩層以形成可灰化硬遮罩，其中可灰化硬遮罩中的植入劑量濃度為10¹⁴至10¹⁶ion/cm²。

在本發明的一實施方式中，在步驟(ii)之前，還包含刷洗(scrubbing)標的層。

在本發明的一實施方式中，在步驟(ii)之后及步驟(iii)之前，還包含在初始硬遮罩層上執行斜邊蝕刻(bevel etching)。

在本發明的一實施方式中，執行步驟(iii)的植入劑量能量為10至50keV。

在本發明的一實施方式中，植入溫度為500至600℃。

在本發明的一實施方式中，步驟(ii)包括暴露標的層于前驅物氣體。

在本發明的一實施方式中，前驅物氣體包含C₃H₆。

在本發明的一實施方式中，初始硬遮罩層包含碳基材料(carbon-basedmaterial)。

在本發明的一實施方式中，標的層包含氮化物或氧化物。

本發明亦提供一種圖案化方法。圖案化方法包含(i)在基板上形成標的層；(ii)在標的層上形成初始硬遮罩層；(iii)在400至700℃的植入溫度下，將碳原子植入初始硬遮罩層以形成可灰化硬遮罩，其中可灰化硬遮罩中的植入劑量濃度為10¹⁴至10¹⁶ion/cm²；(iv)對可灰化硬遮罩進行圖案化以形成圖案化可灰化硬遮罩，圖案化可灰化硬遮罩暴露出標的層的一部分；(v)蝕刻標的層的暴露部分，其中使用圖案化可灰化硬遮罩作為遮罩；以及(vi)對圖案化可灰化硬遮罩進行灰化。

在本發明的一實施方式中，在形成初始硬遮罩層之前，步驟(i)包含刷洗標的層。

在本發明的一實施方式中，在步驟(ii)之后及步驟(iii)之前，還包含在初始硬遮罩層上執行斜邊蝕刻(bevel etching)。

在本發明的一實施方式中，執行步驟(iii)的植入劑量能量為10至50keV。

在本發明的一實施方式中，植入溫度為500至600℃。

在本發明的一實施方式中，初始硬遮罩層包含碳基材料。

在本發明的一實施方式中，標的層包含氮化物或氧化物。