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減少刻蝕過程中的線路末端縮短的制作方法

文檔序號:6921188閱讀:160來源:國知局

專利名稱::減少刻蝕過程中的線路末端縮短的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明有關(guān)于半導(dǎo)體器件的形成。更特別地,本發(fā)明有關(guān)于減少半導(dǎo)體器件形成過程中的線路末端縮短。
背景技術(shù)
:在半導(dǎo)體晶片處理過程中,半導(dǎo)體器件的特征(features)是使用已知的圖案化(patterning)和刻蝕過程限定在該晶片中的。在這些工藝中,光阻(PR)材利-:帔沉積在該晶片上,然后#:暴露于中間掩模(rectile)過濾過的光中。該中間掩才莫一4殳來說是玻璃板,該玻璃板,皮圖案化了示例性的特征幾何形狀,該幾何形狀可以阻擋光線通過該中間掩模傳播。穿過該中間掩才莫以后,光與光阻材料的表面接觸。光改變該光阻材并牛的^:學(xué)成分,佳j尋顯影劑(developer)可以除去該光阻材料的一部分。在正性膠材料的情況下,除去暴露區(qū)域,而在負(fù)光刻膠材料的情況下,除去未曝光區(qū)域。然后,刻蝕該晶片,以從7不再凈皮光阻材坤牛保護的區(qū)域中除去下面的材料,并由此在該晶片中限定想要的特征。隨著每一個半導(dǎo)體晶片處理改進(jìn)的產(chǎn)生,集成電路(ICs)的最小特征尺寸持續(xù)縮小。隨著晶體管和金屬線路變得越來越小并且靠得越來越近,從前無關(guān)緊要的第三次序變量現(xiàn)在支配了IC的i殳計和制造。出現(xiàn)的一個問題是"線路末端縮短"(LES)。圖1A和1B描繪了一種線路末端縮短問題。LES表現(xiàn)為線路末端的實際的印刷位置和預(yù)定(設(shè)計)位置之間的差異。圖1A描繪了具有從左至右進(jìn)行的多晶硅線路12的晶體管10的設(shè)計,其可形成用于將上部擴散區(qū)和下部擴散區(qū)電性耦合的4冊才及區(qū)i或。圖1B描繪了從該設(shè)計產(chǎn)生的實際的印刷圖像,其中虛線164苗纟會了期望i殳計。由于刻々蟲歲文應(yīng)和光阻4立回(photoresistpullback),產(chǎn)生了顯著數(shù)量的線3各末端縮短14。參考圖1B,LES比率可以—皮定義為(Y-Yi)/(X-X!),其為長度減少與寬度減少的比率,該比率目前大于2。圖2A和2B描繪了另一種LES問題。圖2A所示的設(shè)計具有光阻線路20,該光阻線路20在有源的(active)源才及26和漏一及28之間具有寬度Wp側(cè)壁24和線路末端22。產(chǎn)生的印刷圖像如圖2B所示。產(chǎn)生的圖象具有光阻線路30,該光阻線路30具有寬度W2、側(cè)壁32和線路末端34。設(shè)計的線路末端22和該印刷圖像線路末端34之間的寬度\¥3導(dǎo)致了源極26和漏極28之間的空隙,該空隙可引起器件的泄漏和故障。如上所述,以及如圖2B所示,在Ws的LES,遠(yuǎn)大于W!和\¥2之間的差異。因此,與側(cè)壁24相比,LES在線路末端22更大。雖然可以給該線路增加延長以印刷更長的光阻線路,但這通常是不可能的,因為在4務(wù)才莫:沒計中沒有足夠的空間來補償LES。該LES比率可以^皮定義為(W廣Wj/(2.W3)。其它人在線路末端添加"錘頭(hammerheads)"以補償LES。然而,《垂頭可能違反^殳計井見則,這有可能導(dǎo)致《垂頭和多晶石圭線路之間的橋接。雖然這種橋接問題可以通過錘頭和多晶硅線路之間的隔離(separation)而緩解,然而隔離會增加電路元件的尺寸,這就意味著更少的電路元件可以被集成到半導(dǎo)體器件中。而且,使用纟垂頭可能帶來更大的線^各寬度^U造度(linewidthroughness)。LES可能導(dǎo)致器件性能降級、可靠性降低、產(chǎn)量損失、器件中的泄漏、臨界尺寸(CD)的限制以及其它有關(guān)問題。
發(fā)明內(nèi)容為了完成前述并才艮據(jù)本發(fā)明的目標(biāo),4是供一種在刻蝕層中刻蝕特征的方法。在該刻蝕層上方提供圖案化的光阻掩膜,該光阻才務(wù)膜具有至少一個光阻線3各,該光阻線3各具有一對終止于線路末端的側(cè)壁。在該至少一個光阻線3各上方方文置聚合物層,其中在該光阻線3各的該線3各末端的該聚合物層的厚度大于在該光阻線3各的該側(cè)壁上的該聚合物層的厚度。爿夸特4正透過該光阻#奄力莫刻蝕入該刻蝕層,其中線^各末端縮短(LES)比率小于或等于l。本發(fā)明的另一個表現(xiàn)提供一種在刻蝕層中刻蝕特征的方法。在該刻蝕層上方提供圖案化的光阻掩膜,該光阻掩膜具有至少一個光阻線^各,該光阻線^各具有一對終止于線^各末端的側(cè)壁。在該至少一個光阻線^各上方》文置聚合物層,包含1"吏沉積氣體流入,1"吏該沉積氣體轉(zhuǎn)化為等離子體,以及停止該沉積氣體。消減該聚合物層,在該光阻線^各的該線^各末端的該#皮消減的聚合物層的厚度大于在該光阻線路的該側(cè)壁上的被消減的該聚合物層的厚度,包含使消減氣體流入,使該消減氣體轉(zhuǎn)化為等離子體,以及停止該消減氣體。將特征透過該光阻掩膜刻蝕入該刻蝕層,其中線路末端縮短(LES)比率不大于l。在本發(fā)明的另一個表現(xiàn)中,才是供一種在光阻掩膜下的刻蝕層中刻蝕特征的裝置,該光阻掩膜具有至少一個光阻線路,該光阻線^各具有一只于纟冬止于線^各末端的側(cè)壁。等離子體處理室具有形成等離子體處理室外殼的室壁,用于在該等離子體處理室外殼內(nèi)支撐基板的基板支架,用于調(diào)節(jié)該等離子體處理室外殼內(nèi)的壓強的壓強調(diào)節(jié)器,至少一個電極,用于向該等離子體處理室外殼提供能量以維持等離子體,氣體入口,以向該等離子體處理室外殼內(nèi)提供氣體,以及氣體出口,以從該等離子體處理室外殼中排出氣體。與該氣體入口流體連通的氣體源包含聚合物沉積氣體源以及刻蝕層刻蝕氣體源。控制器,可控地連接于該氣體源和該至少一個電極,包含至少一個處理器;以及計算4幾可讀介質(zhì),包含用于減少該光阻線;洛的該側(cè)壁和該線^各末端的縮小的計算才幾可讀代碼,包含至少一個循環(huán),其中每個循環(huán)包含用于提供沉積氣體以在該線路上形成聚合物的計算機可讀代碼,其中在該線路末端的聚合物的量大于在該側(cè)壁上的聚合物的量,用于刻蝕該刻蝕層的計算機可讀代碼,其中線路末端縮短(LES)不大于l,以及用于除去該光阻掩力莫的計算才幾可讀代碼。在本發(fā)明的具體實施方式部分,結(jié)合附圖,對本發(fā)明的這些以及其它特4正作更加詳細(xì)的描述。本發(fā)明是通過附圖中的各圖的實施例的方式進(jìn)刊^兌明的,而不是通過限制的方式說明的,其中同類的參考數(shù)字代表相似的元件,且其中圖1A和1B描繪了一種線路末端縮短問題。圖2A和圖2B描繪了另一種線路末端縮短問題。圖3是本發(fā)明的一個實施方式中可4吏用的處理的高水平流程圖。圖4A-F依照本發(fā)明的一個實施方式處理過的堆棧的橫截面示意圖和俯一見圖。圖5是減少線^各末端縮短的一個步驟的更具體的流程圖。圖6是實現(xiàn)本發(fā)明時可能使用的一種等離子體處理室的示意圖。圖7A-B描繪了一種計算才幾系統(tǒng),其適于完成在本發(fā)明的實施方式中使用的控制器。圖8A-D是依照本發(fā)明的一個實施方式處理過的堆棧的4黃截面示意圖和Y府一見圖。圖9是減少線^各末端縮短的一個步驟的另一個更具體的流程圖。具體實施例方式現(xiàn)在參考附圖中描繪的一些優(yōu)選實施方式,對本發(fā)明作出詳細(xì)地描述。在以下描述中,提供了一些具體細(xì)節(jié),以4是供對本發(fā)明的完全理解。然而,顯然,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,沒有其中的一些或全部細(xì)節(jié),本發(fā)明仍然能夠?qū)?^L。在其它情況下,沒有對熟知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述,以免不必要地模糊本發(fā)明。為了便于理解,圖3是在本發(fā)明的一個實施方式中使用的處理的高水平流程圖。提供圖案化的光阻掩模(步驟304)。圖4A是在基板404上方待蝕刻的層408的橫截面示意圖,在待蝕刻的層408上方的下墊層(underlayer)410上方具有光阻掩才莫412,形成堆4戔400,該光阻掩才莫412帶有光阻特征414。該圖案化光阻掩才莫412具有至少一條光阻線路,該光阻線路具有一對終止于線3各末端420的側(cè)壁424。為提供圖案化的光阻掩模,先在待蝕刻層的上方形成光阻層。然后將該光阻層圖案化以形成具有光阻側(cè)壁和線3各末端的光阻線^各。該光阻特4正可具有寬度We,如圖所示。圖4B是光阻掩模412的俯視圖。如上所述,制造過程,比如光刻,導(dǎo)致了印刷圖像的LES。虛線416描繪了為該光阻掩才莫412提供的印刷圖案。實際的刻蝕圖案具有縮短的側(cè)壁434和線路末端436,4n圖所示。該下墊層410可以是任何已知的有才幾、無機或金屬層。為了示意的目的而非意在限定,該下墊層可以是防反射層(ARL)、底部防反射涂層(BARC)、電介質(zhì)防反射涂層(DARC)、無定形碳、硬掩模比如SixOy、SixNy、SixOyNz,或任何其它的已知的下墊層。在該光阻掩模上方放置涂層(步驟308)。圖5是此步驟的更具體的流^呈圖。如圖5所示,LES的減小包含至少一個循環(huán)的循環(huán)過程,該循環(huán)過程包含沉積聚合物層的步驟504和硬化該聚合物層的步驟508。該光阻線路可以被聚合物層覆蓋或沉積以使得該光阻特征412之間的間隔有寬度"Sp",該寬度"Sp"小于該光阻特征的寬度"Se",在涂覆該聚合物層以前,如圖4C所示,圖4C是該光阻線路被該聚合物層覆蓋之后的堆棧的橫截面視圖。圖4D是圖4C的光阻掩才莫412的俯3見圖,其中該光阻線^各被該聚合物層226覆蓋。該聚合物層226覆蓋該光阻線^各以在刻蝕過程中保護線路末端420和側(cè)壁424,以使得該LES比率等于或者小于121。該涂層減少了LES以增加該光阻線^^的長度和寬度。如圖所示,沉積在該線^各末端420的聚合物的量y大于沉積在該側(cè)壁424上的聚合物的量x,因為縮減的禾呈度在該線^各末端420比在該側(cè)壁424大。在一個實施方式中,優(yōu)選地,沉積在該線路末端的涂層的量是沉積在該側(cè)壁上的量的三倍。沉積的涂層的量可以用來獲得小于1的LES比側(cè)壁縮減比率。該聚合物層可包含碳、氫、氟或其結(jié)合。使用的氣體可以是比如甲烷(CH4)等碳?xì)寤衔铩⑻挤衔?、氫氟碳化合?hydrofluorocarbon)、氦、氬或其結(jié)合。該碳氟化合物可具有化學(xué)式C4Fg。優(yōu)選地,該碳氟化合物具有化學(xué)式CxHyFz。在該光阻掩才莫上方沉積聚合物的工藝可持續(xù)約1秒到約20秒之間。該聚合物可以#皮碳氟化合物和溴化氫氣體的混合物硬—<匕。優(yōu)選地,該爿暖氟4匕合物可以是CF4。該循環(huán)過一呈可以重復(fù)直到完成期望的層。4尤選;也,該循環(huán)重復(fù)不超過10次,伊C選i也,至少一次。特征428可以透過該光阻掩膜412^皮刻蝕入該刻蝕層408(步驟316),如圖4E所示。在這一步驟中,該聚合物涂層226的部分或全部也可以-故出去,從而保護該線^各末端和側(cè)壁以減少LES的量,以4吏得該LES比率等于或者小于1。然后除去該光阻掩膜412(步驟320)'如圖4F所示。實施例在此處理的一個實施例中,形成圖案化的光阻層(步驟304)。具有刻蝕層408、下墊層410和圖案化的光阻掩膜412的基板404被置于刻々蟲室中。13圖6是等離子體處理系統(tǒng)600的示意圖,該系統(tǒng)可被用來在光阻掩膜上方放置聚合物層、硬化該聚合物層、刻蝕及剝離。等離子體處理系統(tǒng)600可包括等離子體處理工具601。該等離子體處理工具601是電感耦合等離子體刻蝕工具,且包括具有等離子體處理室604的等離子體反應(yīng)器602。變壓器耦合電源(TCP)控制器650和偏置電源控制器655分別控制TCP電源供應(yīng)651和偏置電源供應(yīng)656,其影響等離子體室604中等離子體624的形成。TCP電源控制器650為TCP電源供應(yīng)651設(shè)定一設(shè)定值(setpoint),該TCP電源供應(yīng)651凈皮配置為將由TCP匹配網(wǎng)癥各652調(diào)諧的頻率為13.56MHz的射頻信號供應(yīng)到位于等離子體室604附近的TCP線圈675。l是供RF透明窗(RFtransparentwindow)654以將TCP線圏675與等離子體室604隔開,同時又允許能量從TCP線圈675傳送到等離子體室604。在該RF透明窗654中的^L中,可用直徑大約為2.5cm(l英寸)的藍(lán)寶石(sapphire)的圓片提供光學(xué)透明窗(opticallytransparentwindow)665。該偏置電源控制器655為偏置電源供應(yīng)656i殳定一i殳定值,該偏置電源供應(yīng)#皮配置為將由偏置匹配網(wǎng)絡(luò)657調(diào)諧的RF信號供應(yīng)到位于該等離子體室604中的卡盤電極608,以在電極608上方創(chuàng)造直流(DC)偏置,其適于接收處理中的基板606,比如半導(dǎo)體晶片力口工^f牛(workpiece)。氣體供應(yīng)機構(gòu)或氣體源610包括一種或多種氣體616的一個或多個源,其通過氣體岐管(gasmanifold)617固定,以將該處理所需的合適的化學(xué)物質(zhì)供應(yīng)到該等離子體室604的內(nèi)部。排氣機構(gòu)618包括壓強控制閥619和排氣泵620,并乂人該等離子體室604的內(nèi)部除去樣i粒,并在等離子體室604內(nèi)維持特定的壓強。溫度控制器680通過控制加熱器電源供應(yīng)684控制加熱器682的溫度,該加熱器682被提供在該卡盤電極608之內(nèi)。該等離子體處理系統(tǒng)600還包括電子控制線路670。圖7A和圖7B描繪了計算機系統(tǒng)700,其適于完成在本發(fā)明的實施方式中使用的控制器670。圖7A顯示了該計算機系統(tǒng)的一種可能的物理形式。當(dāng)然,計算才幾系統(tǒng)也可以有多種物理形式,,人集成電路、印刷電路板和小型手持裝置直到大型超級計算機。計算機系統(tǒng)700包括監(jiān)視器702、顯示器704、夕卜殼706、》茲盤驅(qū)動708、4建盤710和鼠標(biāo)712。^茲盤714是計算才幾可讀介質(zhì),用于向計算才幾系統(tǒng)700傳送數(shù)據(jù)和從計算機系統(tǒng)700接收數(shù)據(jù)。圖7B是計算才幾系統(tǒng)700的方框圖的一個實施例。各種子系統(tǒng)連^妻于系統(tǒng)總線720。一個或多個處理器722(也稱為中央處理單元或CPU)耦合于存儲器件,包括存儲器724。存儲器724包括隨機存耳又存儲器(RAM)和只讀存貯器(ROM)。如本領(lǐng)i或中所熟知的,ROM單向地將數(shù)據(jù)與指令傳送到該CPU,而RAM通常以雙向的方式傳送數(shù)據(jù)和指令。這兩種類型的存儲器可包括下述的任何合適的計算機可讀介質(zhì)。固定磁盤726也雙向耦合于CPU722;它提供額外的數(shù)據(jù)存儲容量而且還包括任何下述的計算機可讀介質(zhì)。固定磁盤726可被用來存儲程序、數(shù)據(jù)等等而且通常是比主存儲器更慢的第二級存儲介質(zhì)(比如硬盤)。應(yīng)當(dāng)理解,在固定磁盤726中保存的信息,在適當(dāng)?shù)那闆r下,可以作為存儲器724中的虛擬存儲器(virtualmemory)用標(biāo)準(zhǔn)方式合并??梢瞥疟P714可以采取下述任何的計算才幾可讀介質(zhì)的形式。CPU722還耦合于各種輸入/輸出"i殳備,比如顯示器704、4建盤710、鼠標(biāo)712和揚聲器730。通常,輸入/輸出"i殳備可以是下述任何一個視頻顯示器、軌跡球、鼠標(biāo)、鍵盤、麥克風(fēng)、觸摸屏、轉(zhuǎn)換器讀卡器(transducercardreaders)、不茲性的或紙質(zhì)石茲帶閱讀器、書寫板(tablets)、觸控筆(styluses)、語音或筆跡識別器、生物特4i閱讀器(biometricsreaders)或其它的電腦。可選i也,CPU722可以使用網(wǎng)絡(luò)接口740耦合于另一個計算機或無線電通訊網(wǎng)絡(luò)。通過這樣的網(wǎng)絡(luò)接口,可以推斷出,在執(zhí)行上述方法步驟的過程中,該CPU可以從該網(wǎng)絡(luò)接收信息,或者向該網(wǎng)絡(luò)輸出信息。而且,本發(fā)如英特網(wǎng))與遠(yuǎn)程CPU—起寺;M亍,且與該遠(yuǎn)禾呈CPU共享該處理的一部分。另外,本申請的實施方式進(jìn)一步涉及具有計算才幾可讀介質(zhì)的計算才幾存儲器產(chǎn)品,該計算才幾可讀介質(zhì)具有用以執(zhí)行各種計算機完成的操作的計算機代碼。該介質(zhì)和計算機代碼可以是為本發(fā)明的目的特殊i殳計和制造的,也可以是對具有計算積4欠件領(lǐng)域的纟支術(shù)的人員來說熟知并可以獲得的。計算機可讀介質(zhì)的實施例包括但不限于磁性介質(zhì)比如硬盤、軟盤和磁帶;光學(xué)介質(zhì)比如CD-ROM和全息器4牛;,茲光(magneto-optical)介質(zhì),比3口光讀》茲盤(flopticaldisks);和被特殊配置為存儲和執(zhí)行程序代碼硬件裝置,比如專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)和ROM和RAM器件。計算才幾代碼的實施例包括比如由編譯器產(chǎn)生的4幾器碼和包含由計算機使用解釋器執(zhí)行的高級別代碼的文件。計算機可讀介質(zhì)還可以是通過嵌入載波的計算機數(shù)據(jù)信號傳送并代表由處理器執(zhí)行的指令序列的計算才幾代碼。聚合物層被置于該光阻掩膜的上方(步驟308)。使用圖5所示的循環(huán)的多個循環(huán),沉積聚合物層(步艱《504)的實施例配方(recipe)使用,例如,CH4、0^8和0^^2中的至少一種氣體。刻蝕室或等離子體處理室可以具有l(wèi)-100mT的壓強。更優(yōu)選地,用于橫向刻蝕該掩模的壓強在2-8mT之間。向該等離子體處理室供應(yīng)13.56MHz下的500到1000瓦的能量。溫度可以在大約40。C-6(TC之間。在配方的一個實施方式中,在5mT氣壓、500瓦功率和0偏置能量下,在40。C溫度下使用20sccmCF4和100sccmHe15秒。硬化該等離子體層(步驟508)。用于聚合物層石更4匕的一個實施例配方提供包含碳氟化合物和溴化氫的氣體,比如100sccmCF4和25sccmHBr。對該室^是供5毫4乇的氣壓。RF電源^是供13.56MHz頻率的、500瓦的能量以及40。C的溫度。然后將特征刻蝕入該刻蝕層(步驟316)。在此實施例中,該刻蝕層是用于形成柵極的多晶硅。在其它的實施方式中,4寺刻蝕層可以是傳統(tǒng)的刻蝕層,比如SiN、SiC、氧化物、金屬層或4氐k電介質(zhì)。傳統(tǒng)的刻蝕配方可以用來刻蝕該待刻蝕層。為了除去該掩才莫(步艱朵320),可以-使用氧灰化(oxygenashing)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中,力欠置該聚合物層、硬化該聚合物層和將該特征刻蝕入該刻蝕層是在相同的刻蝕室原地完成的,如圖所示。優(yōu)選地,執(zhí)4亍放置和;更化該聚合物層小于十個循環(huán)。更優(yōu)選地,4丸行方文置和硬化該聚合物層至少一個循環(huán)。用于沉積的配方的實施例提供25毫托的室內(nèi)壓強。提供100sccmC4F8沉積氣體。通過提供13.56MHz的、500瓦的,偏壓為O伏的TCP能量,將該沉積氣體轉(zhuǎn)化為等離子體。沉積配方的另一個實施例使用CH4配方。此實施例提供5毫托的室內(nèi)壓強。向該室內(nèi)提供20sccmCH4和100sccmHe的沉積氣體。通過才是供13.56MHz的600瓦的,偏壓為O伏的TCP能量,將該沉積氣體轉(zhuǎn)化為等離子體。沉積步驟之后是HBr和CF4硬化步驟。17更通常地,沉積具有包含CHF3、CF4、CH2F2、CH4或SiCU中的至少一種的氣體4匕學(xué)物質(zhì)。在一個替代實施方式中,不使用石更化步驟。例如,該光阻和沉積的聚合物是足夠抗刻蝕的,這樣^更4b步艱《就不是必需的。在上面的纟是供100sccmQF8的沉積氣體的實施例,以及上面的一是供20sccmCH4和100sccmHe的沉積氣體的實施例中,可以省略單獨的硬化步驟。這樣的處理能夠消除硬化步驟,使得這種處理更簡單,而且有更高的吞吐量。在另一個不需要單獨的硬化步驟的沉積配方實施例中,室內(nèi)壓強^皮i殳定為5-10毫托。將100sccmCF4和20sccmHBr的沉積氣體流入該室。通過^是供頻率為13.56MHz的、偏壓為100-200伏的300-500瓦能量,使該沉積氣體形成等離子體。在另一個不要求單獨的硬化步驟的沉積配方實施例中,該室內(nèi)壓強^皮設(shè)置為5-10毫#6。-使200sccmN2和20-50sccmCF4的沉積氣體流入該室。通過提供頻率為13.56MH的、偏壓為100-300伏的300-900瓦能量,^吏該沉積氣體形成等離子體。這些步驟沒有消減(trim)。它們端到端(tiptotip)的沉積和石更4匕該光阻。另一個實施例是一種處理,該處理不^f吏用;更化步艱《而且提供具有沉積階段和消減階段的聚合物形成處理。依照圖3中的處理,提供圖案化的光阻掩膜(步驟304)。圖8A是基板804上的待刻蝕層808的沖黃截面視示意圖,在待蝕刻的層808上方的下墊層810上方具有光阻纟務(wù)纟莫812,形成堆棧800,該光阻4奄一莫812帶有光阻特征814。該圖案化的光阻掩膜812具有至少一條光阻線路,該光阻線路具有一對終止于線路末端的側(cè)壁824。為了提供圖案化的光阻掩膜,可以首先在待刻蝕層上形成光阻層。然后圖案化該光阻層以形成具有光阻側(cè)壁和線路末端的光阻線路。該光阻特征具有寬度Se,如圖所示。圖8B是該光阻掩膜812的俯視圖。該圖案化的光阻掩膜812具有至少一個光阻線^各,該光阻線i各有一乂于終止于線if各末端820的#1壁824。在該光阻掩膜上方放置涂層(步驟308)。圖9是此步驟的更具體的流畔呈圖。如圖9所示,減小LES比率包含一個循環(huán)過禾呈的至少一個循環(huán),該循環(huán)包含沉積聚合物層(步驟904)和消減該側(cè)壁(步驟908)的步驟。圖8C是在該光阻掩膜812上方沉積完聚合物層828(步驟904)之后,該光阻掩膜812的俯視圖。該聚合物層828覆蓋該光阻線^各以4呆護該線^各末端820和側(cè)壁824。在此實施例中,沉積在該側(cè)壁824上的該聚合物層的厚度差不多與沉積在線^各末端820上的聚合物的厚度相同。在其它的實施例中,該厚度可有不同的關(guān)系。在這種處理的一個實施例中,沉積提供5毫托的室內(nèi)壓強。^f吏20sccmHBr、80sccmCF4和5sccm02的;咒禾口、氣體;;危入該室。通過才是供13.56MHz、0伏偏壓的300-500瓦的TCP能量,4吏得該沉積氣體形成等離子體。圖8D是該側(cè)壁消減(步-驟908)后的該光阻掩月莫812的俯一見圖。消減配方的一個實施例提供8毫4乇的室內(nèi)壓強。-使20sccmCl2、20sccm02和60sccmHe的消減氣體力t入該室。通過|是供13.56MHz、0伏偏壓的300瓦的能量使該消減氣體形成等離子體。該消減選4奪性地刻蝕該聚合物,甚至可能刻蝕光阻,在該側(cè)壁上比該線^各末端刻蝕得更快,這樣在該線路末端上的聚合物比在該側(cè)壁上的更厚,如圖8D所示。盡管圖8D中的實施例顯示只消減了聚合物,然而在其它的實施例中,在該側(cè)壁上的聚合物可能凈皮完全消減4率,以使得該光阻掩膜的一些側(cè)壁被消減。然后將特征刻蝕入該刻蝕層(步驟316)。去除該掩模和聚合物層(步驟320)。因為像在先前的實施方式中一樣,產(chǎn)生的聚合物層在末端比較厚而在側(cè)壁上比較薄,LES被減小。消減的添加,也使得CD能夠減小。通過去除石更化步驟,使得消減更加容易。在沉積和消減處理的另一個實施例中,至少4丸4亍四次沉積然后消減的循環(huán),以使得在執(zhí)行消減之前,每次沉積都沉積一薄層,該消減在下一次沉積之前消減很小的量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),這樣的多循環(huán)處理提供了改進(jìn)的控制。在另一個實施例中,可以同時寺丸^f亍沉積和消減,以4吏得該沉積和消減可以在單一步-驟中完成。在單一步艱《中扭J亍消減^口沉積的一個實施例配方如下將室內(nèi)壓強設(shè)置為5毫托。提供80-150sccmCF4、20sccmHBr和0-5sccm02的;冗積和消減氣體。通過提供13.56MHz頻率的、偏壓為O伏的、300-625瓦的能量,使該沉積和消減氣體形成等離子體。這是單一的沉積和消減處理,可石更化光阻,這樣單獨的硬化步驟就不是必需的了。在單一步驟中進(jìn)行沉積和消減處理的另一個實施例中,才是供5毫托的壓強。l是供大約80-100sccmCF4和大約20sccmCHFs或CHbF2的沉積和消減氣體。通過提供13.56MHz頻率、O伏偏壓的大約300瓦的TCP能量,將該沉積和消減氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體。此配方消減了線路但是端到端地沉積并改善了LES比率,而不需要硬化步驟。氣體注入和TESC溫度在此不是固定的,因為這些可被用來使得一致性失調(diào)。在另一個實施方式中,在單一步-驟中,在光阻掩月莫上方放置涂層(步驟308),同時,在該光阻掩膜上方沉積聚合物并刻蝕該下墊層,例如BARC。通過將BARC作為蝕刻掩模的一部分使用,可以避免^^更化步驟。在沉積和BARC刻蝕配方的一個實施例中,i殳置室內(nèi)壓強為5-8毫4乇。^f吏200sccmN2和20-50sccmCF4的沉積和BARC刻蝕氣體流入該室。通過才是供13.56MHz頻率、300-900瓦的TCP能量,使該沉積和BARC刻蝕氣體形成等離子體。在另一個實施例中,用于提供BARC刻蝕的配方提供8毫^乇的室內(nèi)壓強。才是供20sccmCl2、20sccm02、4sccmSiCl4和60sccmHe的BARC刻蝕氣體。通過4是供13.56MHz、-150伏偏壓的300-400瓦的TCP能量,使該BARC刻蝕氣體形成等離子體。在另一個實施例配方中,提供8毫托的室內(nèi)壓強。使80-100sccmCF4、20sccmCHFs或CH2F2的BARC刻蝕氣體流入該室。通過提供13.56MHz、100-200伏偏壓的300-400瓦的TCP能量,使該BARC刻蝕氣體形成等離子體。盡管此發(fā)明是依照幾個優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述的,然而存在落入本發(fā)明范圍的變更、置換和各種等同替換。應(yīng)當(dāng)注意,有許多完成本發(fā)明的方法和裝置的4#換方式。因此,我們的意思是,所附權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被解釋為包括所有這樣的變更、置換和各種等同替換,均落入本發(fā)明的真實精神和范圍。權(quán)利要求1.一種在刻蝕層中刻蝕特征的方法,包含在該刻蝕層上方提供圖案化的光阻掩膜,該光阻掩膜具有至少一個光阻線路,該光阻線路具有一對終止于線路末端的側(cè)壁;在該至少一個光阻線路上方放置聚合物層,其中在該光阻線路的該線路末端的該聚合物層的厚度大于在該光阻線路的該側(cè)壁上的該聚合物層的厚度;以及將特征透過該光阻掩膜刻蝕入該刻蝕層,其中線路末端縮短(LES)比率小于或等于1。2.才艮據(jù)—又利要求1所述的方法,其中該在該至少一個光阻線^各上方放置聚合物層在沉積該聚合物層的同時刻蝕下墊層,以形成具有該下墊層的刻蝕掩模,以進(jìn)行后續(xù)的刻蝕層的刻蝕。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中該沉積該聚合物層包含4吏沉積氣體流入;該沉積氣體形成等離子體;以及4是供lt值至少為100伏的偏壓。4.才艮據(jù);K利要求1所述的方法,其中該在該至少一個光阻線^各上方放置該聚合物層包含至少一個循環(huán),其中每個循環(huán)包含沉積階萃殳,其在該至少一個光阻線if各上沉積聚合物;以及消減階段,其選擇性地消減該沉積的聚合物,以使得沉積在該至少一個光阻線路的該側(cè)壁上方的聚合物比沉積在該至少一個光阻線路的該線路末端上方的聚合物被消減得更多。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中該在該至少一個光阻線路上方方文置該聚合物層包含至少四個循環(huán)。6.根據(jù)權(quán)利要求4-5中任一項所述的方法,其中該沉積階段包含《吏沉積氣體流入;/人該沉積氣體形成等離子體;以及停止該沉積氣體;以及其中該消減階段包含4吏消減氣體流入;從該消減氣體形成等離子體;以及4亭止{亥消;咸氣體的-充入。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中該消減氣體包含含氧氣體。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,中該消減氣體進(jìn)一步包含Cl2。9.#4居卄又利要求1所述的方法,其中該在該至少一個光阻線^各上方放置該聚合物層包含才是供沉積氣體,該沉積氣體包含聚合物形成氣體和HBr;以及從該沉積氣體形成等離子體。10.4艮據(jù)^^又利要求1所述的方法,其中該在該至少一個光阻線^各上方放置該聚合物層包含<吏沉積氣體和消減氣體同時流入;以及4吏該沉積氣體和消減氣體形成等離子體。11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的方法,進(jìn)一步包含提供氧灰化。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中該在該至少一個光阻線路上方放置該聚合物層包含提供沉積氣體,該沉積氣體包含CHF3、CF4、CH2F2、CH4或SiCU中的至少一種;以及4吏該沉積氣體形成等離子體。13.由權(quán)利要求1-12中任一項所述的方法形成的半導(dǎo)體器件。14.一種在刻蝕層中刻蝕特征的方法,包含在該刻蝕層上方提供圖案化的光阻掩膜,該光阻掩膜具有至少一個光阻線3各,該光阻線^各具有一對終止于線3各末端的側(cè)壁;在該至少一個光阻線^各上方方欠置聚合物層,包含^f吏沉積氣體流入;4吏該沉積氣體轉(zhuǎn)化為等離子體;以及停止該沉積氣體;消減該聚合物層,在該光阻線if各的該線^各末端的該被消減的聚合物層的厚度大于在該光阻線^各的該側(cè)壁上的凈皮消減的該聚合物層的厚度,包含4吏消減氣體流入;使該消減氣體轉(zhuǎn)化為等離子體;以及4亭止il;消減氣體;以及將特征透過該光阻掩膜刻蝕入該刻蝕層,其中線^各末端縮短(LES)比率不大于1。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中該消減氣體包含含氧氣體。16.才艮據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其中該消減氣體進(jìn)一步包含Cl2。17.—種在光阻掩膜下的刻蝕層中刻蝕特征的裝置,該光阻掩膜具有至少一個光阻線^各,該光阻線^各具有一^"纟冬止于線路末端的煩ll壁,包含等離子體處理室,包含形成等離子體處理室外殼的室壁;用于在該等離子體處理室外殼內(nèi)支撐基板的基板支架;用于調(diào)節(jié)該等離子體處理室外殼內(nèi)的壓強的壓強調(diào)節(jié)器;至少一個電極,用于向該等離子體處理室外殼提供能量以維持等離子體;氣體入口,以向該等離子體處理室外殼內(nèi)才是供氣體;以及氣體出口,以從該等離子體處理室外殼中排出氣體;與該氣體入口流體連通的氣體源,包含聚合物沉積氣體源;以及刻蝕層刻蝕氣體源;以及控制器,可控地連4秦于該氣體源和該至少一個電i^,包含至少一個處J里器;以及計算機可讀介質(zhì),包含用于減少該光阻線3各的該側(cè)壁和該線3各末端的縮減的計算機可讀代碼,包含至少一個循環(huán),其中每個循環(huán)包含用于4是供沉積氣體以在該線3各上方形成聚合物的計算機可讀代碼,其中在該線路末端的聚合物的量大于在該側(cè)壁上的聚合物的量;用于刻蝕該刻蝕層的計算才幾可讀代碼,其中線路末端縮短(LES)不大于1;以及用于除去該光阻掩膜的計算才幾可讀代碼。全文摘要提供一種在刻蝕層中刻蝕特征的方法。在該刻蝕層上提供圖案化的光阻掩膜,該光阻掩膜具有至少一個光阻線路,該光阻線路具有一對終止于線路末端的側(cè)壁。在該至少一個光阻線路上放置聚合物層,其中在該光阻線路的該線路末端的該聚合物層的厚度大于在該光阻線路的該側(cè)壁上的該聚合物層的厚度。將特征透過該光阻掩膜刻蝕入該刻蝕層,其中線路末端縮短(LES)比率小于或等于1。文檔編號H01L21/027GK101584027SQ200880002066公開日2009年11月18日申請日期2008年1月8日優(yōu)先權(quán)日2007年1月10日發(fā)明者山口葉子,弗蘭克·Y·琳,鐘青華,高爾·科塔申請人:朗姆研究公司
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