用于橫向裁剪硬掩模的方法
【專利說(shuō)明】用于橫向裁剪硬掩模的方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年8月27日提交的題為 “Method for Laterally Trimming aHardmask”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/870，546號(hào)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]本發(fā)明涉及等離子體處理，并且具體地，涉及使用等離子體的產(chǎn)物來(lái)蝕刻基片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]半導(dǎo)體制造涉及在基片中制作部件圖案。該圖案通常使用光刻技術(shù)來(lái)制作。光刻技術(shù)涉及在光刻膠中制作潛式圖案;使?jié)撌綀D案顯影成為凸紋圖案；以及接著將凸紋圖案轉(zhuǎn)移至一個(gè)或更多個(gè)下面的層中，以制作硬掩模、介電膜、或可以耐久或犧牲的各種結(jié)構(gòu)。將凸紋圖案轉(zhuǎn)移至下面的層中可以通過(guò)蝕刻技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果給定得到的硬掩模具有關(guān)鍵尺寸(critical dimens1n，CD)過(guò)大的線或部件，則相應(yīng)的基片(晶片)不可用并且通常被廢棄。由過(guò)大的硬掩模CD所產(chǎn)生的這樣的晶片損失會(huì)是巨大的損失。
[0005]本文中的技術(shù)提供了修改或調(diào)整硬掩模上不滿足特定值的CD的方法。本文中的技術(shù)提供了縮小硬掩模尺寸以防止晶片變得不可用的方法。具體地，本文中的技術(shù)提供了橫向蝕刻介電硬掩模以落在可用于后續(xù)制造的特定CD內(nèi)的方法。技術(shù)包括改變突破蝕刻或主要蝕刻中的化學(xué)品以調(diào)整CD。這可以裁剪掉介電硬掩模的相當(dāng)大部分例如高達(dá)6nm或更多。例如，該技術(shù)可以將結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸或尺寸從約36nm減小至約30nmo
[0006]在處理等離子體時(shí)改變碳與氟(C/F)的原子比使得能夠?qū)殡娧谀?cè)壁進(jìn)行保護(hù)性的聚合物厚度控制?？刂圃摫仁沟镁_橫向蝕刻該結(jié)構(gòu)(即，“裁剪”引入的掩模)成為可能?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整分子結(jié)構(gòu)中具有不同C:F比的兩個(gè)或數(shù)個(gè)前驅(qū)體的流量來(lái)控制等離子體中的C/F比。
[0007]本文中的方法的一個(gè)益處是輸出的關(guān)鍵尺寸(CD)可以被獨(dú)立控制，而無(wú)需在光刻和硬掩模開(kāi)口(Hard Mask Opening,ΗΜ0)處理中調(diào)整。本文中的部件可以顯著簡(jiǎn)化過(guò)程優(yōu)化并且減少工藝開(kāi)發(fā)時(shí)間。
[0008]本文中的方法包括用于“介電Si”疊加蝕刻的新的蝕刻方案，該“介電Si”疊加蝕刻包括作為Si蝕刻處理的一部分的掩模裁剪步驟。由此，本文中的技術(shù)可以提供一體化解決方案。對(duì)于介電掩模裁剪使用碳氟化合物混合物提供了數(shù)個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如施加直接并且向工藝流程賦予額外的靈活性。在沒(méi)有本文中公開(kāi)的硬掩模裁剪方法的情況下，如果硬掩模CD不精確，則晶片被廢棄。在具有如本文中公開(kāi)的硅蝕刻中的硬掩模裁剪能力的情況下，可以對(duì)給定CD重新定目標(biāo)以去除晶片廢棄物。例如，如果硬掩模開(kāi)口處理工具可以僅針對(duì)被識(shí)別為寬(過(guò)寬)的特定CD制作良好的輪廓，則可以通過(guò)執(zhí)行本文中的技術(shù)來(lái)使該寬的CD變窄。
[0009]—個(gè)示例性實(shí)施方式包括在基片上蝕刻部件的方法。這樣的方法可以包括將基片布置在等離子體處理系統(tǒng)中的基片保持器上。基片具有限定使下面的基片暴露的開(kāi)口的圖案化硬掩模。圖案化硬掩模具有關(guān)鍵尺寸(CD)大于目標(biāo)部件的預(yù)定特定關(guān)鍵尺寸的部件。使蝕刻工藝氣體流入等離子體處理系統(tǒng)中。蝕刻工藝氣體包括含氟氣體。將鈍化工藝氣體流入等離子體處理系統(tǒng)中。鈍化工藝氣體包括碳氟化合物。從蝕刻工藝氣體和鈍化工藝氣體形成等離子體，以使得基片暴露于等離子體。通過(guò)控制蝕刻工藝氣體與鈍化工藝氣體的比例，以及通過(guò)控制等離子體處理系統(tǒng)中的電極偏壓，使用等離子體的產(chǎn)物來(lái)橫向蝕刻硬掩模的側(cè)壁。
[0010]當(dāng)然，為了清楚起見(jiàn)，已呈現(xiàn)了如本文中所述的對(duì)不同步驟的討論的順序。通常，這些步驟可以以任何適合的順序執(zhí)行。另外，雖然本文中的不同特征、技術(shù)、配置等中的每一個(gè)可以在本公開(kāi)的不同地方討論，但是旨在可以彼此獨(dú)立地或彼此結(jié)合地執(zhí)行這些構(gòu)想中的每一個(gè)。因此，本發(fā)明可以以許多不同的方式體現(xiàn)和審視。
[0011]注意，本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分不指定本公開(kāi)內(nèi)容或要求保護(hù)的發(fā)明的每一個(gè)實(shí)施方式和/或逐漸新穎的方面。相反，本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分僅提供了對(duì)比常規(guī)技術(shù)新穎的不同實(shí)施方式和相應(yīng)觀點(diǎn)的初步討論。對(duì)于本發(fā)明和實(shí)施方式的另外的細(xì)節(jié)和/或可能的觀點(diǎn)，讀者被引導(dǎo)至如下面進(jìn)一步討論的本公開(kāi)內(nèi)容的【具體實(shí)施方式】部分和相應(yīng)的附圖。
【附圖說(shuō)明】
[0012]參照結(jié)合附圖考慮的下面的詳細(xì)描述，對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式及其許多附帶優(yōu)點(diǎn)的更完整理解將變得明顯。附圖不一定按比例，相反重點(diǎn)放在了示出特征、原理和構(gòu)想。
[0013]圖1A是根據(jù)本文中的實(shí)施方式處理的示例性基片的截面示意圖。
[0014]圖1B是根據(jù)本文中的實(shí)施方式處理的示例性基片的截面示意圖。
[0015]圖2A是根據(jù)本文中的實(shí)施方式處理的示例性基片的截面示意圖。
[0016]圖2B是根據(jù)本文中的實(shí)施方式處理的示例性基片的截面示意圖。
[0017]圖3是用于處理半導(dǎo)體基片的示例性常規(guī)流程。
[0018]圖4是根據(jù)本文中的實(shí)施方式的用于處理半導(dǎo)體基片的示例性流程。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本文中的技術(shù)包括聚合碳氟化合物等離子體中的介電質(zhì)的可控的橫向蝕刻的方法。本文中的方法包括用于“介電Si”疊加蝕刻的蝕刻方案，該“介電Si”疊加蝕刻包括作為Si蝕刻處理的一部分的掩模裁剪步驟。由此，本文中的技術(shù)可以提供一體化解決方案。對(duì)于介電掩模裁剪使用碳氟化合物混合物提供了數(shù)個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如施加直接并且向工藝流程賦予額外的靈活性。在沒(méi)有本文中公開(kāi)的硬掩模裁剪方法的情況下，如果硬掩模CD不精確，則晶片被廢棄。在具有如本文中公開(kāi)的硅蝕刻中的硬掩模裁剪能力的情況下，可以對(duì)給定CD重新定目標(biāo)以去除晶片廢棄物。例如，如果硬掩模開(kāi)口處理工具可以僅針對(duì)被識(shí)別為寬(過(guò)寬)的特定CD制作良好的輪廓，則可以通過(guò)執(zhí)行本文中的技術(shù)來(lái)使該寬的CD變窄。
[0020]本文中的技術(shù)提供了修改或調(diào)整硬掩模上的CD的方法。本文中的技術(shù)提供了縮小硬掩模尺寸以防止晶片變得不可用的方法。具體地，本文中的技術(shù)提供了橫向蝕刻介電硬掩模以落在可用于后續(xù)制造的特定CD內(nèi)的方法。通常，該技術(shù)可以包括使用氟基和碳氟化合物基或氟代烴基化學(xué)品用于產(chǎn)生等離子體，以及控制兩種化學(xué)品的比例。
[0021]一個(gè)實(shí)施方式包括用于在基片上蝕刻部件的方法。該方法包括將基片布置在等離子體處理系統(tǒng)中的基片保持器上。例如，將半導(dǎo)體晶片加載在等離子體處理室中的靜電吸盤上?；哂邢薅ㄊ瓜旅娴幕┞兜拈_(kāi)口的圖案化硬掩模。圖案化硬掩模具有關(guān)鍵尺寸(CD)大于目標(biāo)部件的預(yù)定特定關(guān)鍵尺寸的部件。注意，圖案化硬掩?？梢允菃蝹€(gè)層或單一材料，或者可以包括多個(gè)層和/或多種材料。在具有包括硬掩模的多個(gè)層的實(shí)施方式中，這樣的層可以包括氧化硅層和氮化硅層。在一些實(shí)施方式中，下面的基片可以是硅基片。在一些實(shí)施方式中，基片可以具有在圖案化硬掩模上的圖案化含硅層。圖案化硬掩?？梢赃x自介電材料，并且可以包括氮化硅和/或氧化硅。
[0022]具有關(guān)鍵尺寸(CD)大于目標(biāo)部件的預(yù)定特定關(guān)鍵尺寸的部件的圖案化硬掩模可以從一個(gè)或更多個(gè)測(cè)量步驟中被識(shí)別以驗(yàn)證關(guān)鍵尺寸。例如，掃描電子顯微鏡系統(tǒng)可以識(shí)別圖案化硬掩模部件的關(guān)鍵尺寸大于目標(biāo)部件的預(yù)定特定關(guān)鍵尺寸，這可以觸發(fā)將基片布置在基片保持器上。
[0023]圖1A和圖2A是需要調(diào)整的示例性基片部分的截面示意圖。圖1A示出具有保護(hù)層115的硬掩模方案，保護(hù)層115可以是在介電硬掩模110上的硅層。介電硬掩模110可以是例如氮化物或氧化物材料。該介電硬掩模110可以包括不同或相同的介電材料的多個(gè)層。介電硬掩模110可以被實(shí)施為單一介電材料的層。在其他替選實(shí)施方式中，介電硬掩模110可以包括有機(jī)平坦化層(0PL)以及氧化物和/或氮化物層?？商孢x地，硬掩?？梢允且话氲韬鸵话胙趸?。介電硬掩模110可以定位在下面的基片105上，基片105可以包括硅基片。圖2A類似于圖1A，但是不包括保護(hù)層115?？梢允褂弥谱鞴饪棠z凸紋圖案的常規(guī)光刻圖案化技術(shù)，之后將凸紋圖案轉(zhuǎn)移至介電硬掩模110中的蝕刻技術(shù)來(lái)形成由硬掩模110限定的圖案。圖1A和2A的介電硬掩模110具有初始CD 125，其大于要轉(zhuǎn)移至下面的基片105中的特定尺寸。
[002