[發(fā)明專利]使用犧牲層的半導(dǎo)體掩模再成形

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080030905.7
• 申請(qǐng)日: 2020-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113728414A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚忠魁;蘇曉峰;向華;秦策
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朗姆研究公司
• 主分類號(hào): H01L21/033
• 分類號(hào): H01L21/033;H01L21/308;H01L21/3065;H01L21/311;H01L21/3213
• 代理公司: 上海勝康律師事務(wù)所 31263
• 代理人: 李獻(xiàn)忠;張華

本文提供了用于在蝕刻處理中進(jìn)行掩模重構(gòu)的方法和相關(guān)設(shè)備。所述方法涉及在掩模層上沉積犧牲層。犧牲層可用于通過(guò)抑制掩模層的蝕刻或在其上的沉積而在再成形期間保護(hù)掩模層的部分。在掩模再成形處理之后，可利用與用于蝕刻目標(biāo)材料相同的蝕刻處理以移除犧牲層。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

PCT申請(qǐng)表作為本申請(qǐng)的一部分與本說(shuō)明書(shū)同時(shí)提交。如在同時(shí)提交的PCT申請(qǐng)表中所標(biāo)識(shí)的本申請(qǐng)要求享有其權(quán)益或優(yōu)先權(quán)的每個(gè)申請(qǐng)均通過(guò)引用全文并入本文且用于所有目的

背景技術(shù)

用于形成圖案化結(jié)構(gòu)的目標(biāo)材料等離子體蝕刻處理使用圖案化掩模層以蝕刻底下的目標(biāo)材料。掩模選擇性(其為目標(biāo)材料與掩模層之間的蝕刻速率的比率)為蝕刻處理中的重要因素，因?yàn)檠谀?yīng)在比目標(biāo)材料更低的速率下蝕刻。掩模層的厚度及形狀也是影響目標(biāo)材料的蝕刻處理的重要因素。掩模層的厚度部分地由掩模選擇性所限定，而掩模層的形狀造成離子散射、濺射、以及再沉積行為。

目標(biāo)材料的蝕刻處理也可能移除掩模材料或使掩模層變形。蝕刻化學(xué)品與掩模材料的交互作用可能在目標(biāo)層被充分蝕刻之前改變圖案化掩模層的厚度和形狀。如果蝕刻處理繼續(xù)使用已變形的掩模，則圖案化掩模層的形狀變化可能影響蝕刻處理并且對(duì)目標(biāo)材料的最終蝕刻特征造成非所期望的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本文公開(kāi)了在目標(biāo)材料的蝕刻處理期間使掩模層再成形的方法和系統(tǒng)。使用犧牲層以通過(guò)抑制掩模材料的沉積或蝕刻而使掩模層再成形。接著，在后續(xù)的目標(biāo)材料蝕刻處理期間將犧牲層移除。

在本文的實(shí)施方案的一個(gè)方面，一種使掩模層再成形的方法包含：提供襯底至處理室，所述襯底包含設(shè)置于待蝕刻的目標(biāo)層上的圖案化掩模層，所述目標(biāo)層包含第一材料，所述第一材料相對(duì)于第一蝕刻化學(xué)品具有第一蝕刻速率，且所述圖案化掩模層包含第二材料，所述第二材料相對(duì)于所述第一蝕刻化學(xué)品具有第二蝕刻速率，其中所述第一蝕刻速率高于所述第二蝕刻速率；在所述圖案化掩模層上沉積犧牲層，所述犧牲層包含第三材料，所述第三材料相對(duì)于所述第一蝕刻化學(xué)品具有第三蝕刻速率，所述第三蝕刻速率高于所述第二蝕刻速率；以及利用第二蝕刻化學(xué)品對(duì)所述圖案化掩模層進(jìn)行蝕刻，其中所述犧牲層抑制對(duì)被所述犧牲層覆蓋的所述圖案化掩模層的蝕刻。

在多種實(shí)現(xiàn)方案中，所述第一材料與所述第三材料是相似的。在一些這樣的案例中，所述第三材料具有與所述第一材料至少50％、至少75％或至少90％原子百分比相同的化學(xué)組成。

在一些實(shí)施方案中，所述第三蝕刻速率與所述第一蝕刻速率相差在±50％或±10％的范圍以內(nèi)(the third etch rate is the same as the first etch ratewithin50％,inclusive,or 10％,inclusive)。在一些案例中，所述第二材料相對(duì)于所述第二蝕刻化學(xué)品的蝕刻速率高于所述第一材料以及所述第三材料相對(duì)于所述第二蝕刻化學(xué)品的蝕刻速率。

在某些實(shí)施方案中，在沉積所述犧牲層之前，在所述圖案化掩模層上沉積第二材料。在某些實(shí)施方案中，在沉積所述犧牲層之后，在所述圖案化掩模層上沉積第二材料。

在一些實(shí)施方案中，所述第二材料為基于氧化硅或基于氮化硅的材料，且所述第一材料和所述第三材料為基于硅的材料。在其他實(shí)施方案中，所述第二材料為基于氮氧化硅的材料，且所述第一材料和所述第三材料為基于碳的材料。在一些實(shí)現(xiàn)方案中，所述第二材料為基于碳的材料，且所述第一材料和所述第三材料為基于氧化硅或基于氮氧化硅的材料。在多種實(shí)施方案中，所述第二材料為基于硅的材料，且所述第一材料和所述第三材料為基于氧化硅或基于氮化硅的材料。在多種實(shí)施方案中，所述第二材料為基于氧化硅或基于氮化硅的材料，且所述第一材料及所述第三材料為基于鎢的材料。

在某些實(shí)施方案中，通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)處理以沉積犧牲層。在一些實(shí)施方案中，通過(guò)高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(HDP-CVD)處理以沉積犧牲層。在一些實(shí)施方案中，所述沉積步驟與所述蝕刻步驟在相同的處理室內(nèi)進(jìn)行。