側(cè)壁形成工藝制造技術(shù)

提供在圖案化的光刻膠掩模下方的蝕刻層。實(shí)施多個(gè)側(cè)壁形成工藝。每一個(gè)側(cè)壁形成工藝包括通過(guò)實(shí)施多個(gè)周期性沉積在所述圖案化的光刻膠掩模上沉積保護(hù)層。每個(gè)周期性沉積包括至少一在所述圖案化的光刻膠掩模表面上沉積沉積層的沉積階段，和在所述沉積層中形成垂直表面的輪廓成型階段。每個(gè)側(cè)壁形成工藝還包括用于相對(duì)于所述保護(hù)層的垂直表面選擇性蝕刻所述保護(hù)層的水平表面的貫穿蝕刻。然后蝕刻所述蝕刻層，以形成具有臨界尺寸的特征，所述臨界尺寸小于所述圖案化的光刻膠掩模內(nèi)的特征的臨界尺寸。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】側(cè)壁形成工藝
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體器件的制備。
技術(shù)介紹
在半導(dǎo)體晶片加工期間，通過(guò)采用已知的圖案化工藝和蝕刻工藝在所述晶片中限定所述半導(dǎo)體器件的特征。在這些工藝中，光刻膠(PR)材料沉積在晶片上，然后在由光柵過(guò)濾的光下曝光。所述光柵通常是用阻止光通過(guò)光柵傳播的示例性特征幾何形狀圖案化的玻璃片。在經(jīng)過(guò)所述光柵后，光接觸所述光刻膠材料的表面。光改變所述光刻膠材料的化學(xué)成分，使得顯影劑可以除去一部分光刻膠材料。就正光刻膠材料而言，除去的是曝光區(qū)域，而就負(fù)光刻膠材料來(lái)說(shuō)，除去的是未曝光區(qū)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的并且與本專利技術(shù)的目的一致，描述一種用于在位于圖案化的光刻膠掩模下面的刻蝕層內(nèi)形成特征的方法。實(shí)施多個(gè)側(cè)壁形成工藝。每一個(gè)側(cè)壁形成工藝包括通過(guò)實(shí)施多個(gè)周期性沉積在所述圖案化的光刻膠掩模上沉積保護(hù)層。每一個(gè)周期性沉積包括至少一個(gè)在所述圖案化光刻膠掩模表面上沉積沉積層的沉積階段，和一個(gè)在所述沉積層中形成垂直表面的輪廓成型階段。每一種側(cè)壁形成工藝還包括貫穿刻蝕，所述貫穿刻蝕用于相對(duì)于所述保護(hù)層的垂直表面選擇性刻蝕所述保護(hù)層的水平表面。然后，刻蝕該刻蝕層以形成具有臨界尺寸的特征，所述特征的臨界尺寸小于在所述圖案化的光刻膠掩模中的特征的臨界尺寸。在本專利技術(shù)的另一個(gè)具體實(shí)施例中，提供一種用于在位于圖案化的光刻膠掩模下的刻蝕層中形成特征的裝置。所述裝置包括等離子體處理室。所述等離子體處理室包括形成等離子體處理室外殼的室壁，在所述等離子體處理室外殼內(nèi)的用于支持基底的基底支架，在所述等離子體處理室外殼內(nèi)的用于調(diào)節(jié)壓力的壓力調(diào)節(jié)器，一個(gè)或多個(gè)用于給等離子體處理室外殼提供電力來(lái)維持等離子體的電極，用于提供氣體進(jìn)入到等離子體處理室外殼的進(jìn)氣口，以及用于從等離子體處理室外殼排出氣體的出氣口。所述等離子體處理室還包括與所述進(jìn)氣口氣流連接的氣體源。所述氣體源包括沉積氣體源、輪廓成型氣體源、貫穿氣體源和特征蝕刻氣體源。所述等離子體處理室還包括連接到氣體源和電極的控制器。所述控制器包括一個(gè)或多個(gè)處理器以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括執(zhí)行多個(gè)側(cè)壁形成工藝的計(jì)算機(jī)可讀代碼，和執(zhí)行所述多個(gè)側(cè)壁形成工藝中的一個(gè)的計(jì)算機(jī)可讀代碼。后一種代碼包括通過(guò)實(shí)施多個(gè)周期性沉積在所述圖案化的光刻膠掩模上沉積保護(hù)層的計(jì)算機(jī)可讀代碼，以及用于執(zhí)行一個(gè)周期性沉積的計(jì)算機(jī)可讀代碼。后一種代碼包括用于在所述圖案化的光刻膠掩模的表面沉積沉積層的沉積階段的計(jì)算機(jī)可讀代碼，以及用于在所述沉積層中形成垂直表面的輪廓成型階段的計(jì)算機(jī)可讀代碼。用于實(shí)施所述多個(gè)側(cè)壁形成的工藝中的一個(gè)的計(jì)算機(jī)可讀代碼，還包括相對(duì)于沉積層的垂直表面選擇性刻蝕保護(hù)層的水平表面的計(jì)算機(jī)可讀代碼。所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還包括用于蝕刻所述蝕刻層以在其中形成特征的計(jì)算機(jī)可讀代碼，使得在所述蝕刻層中的特征的臨界尺寸小于所述圖案化光刻膠掩模的特征的臨界尺寸。將在下面的本專利技術(shù)的詳細(xì)說(shuō)明中結(jié)合下列附圖更為詳細(xì)地描述本專利技術(shù)的這些以及其它特征。附圖說(shuō)明通過(guò)舉例的方式，而不是以限制的方式，在附圖的圖中對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行圖解說(shuō)明，圖中的相似參考數(shù)字是指類似的部件，并且其中：圖1A-1B是可在本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式中使用的工藝的高層次流程圖。圖2A-G是根據(jù)本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式處理的半導(dǎo)體晶片層的橫斷面示意圖。圖3是可用于實(shí)踐本專利技術(shù)的等離子體處理室的示意圖。圖4A-B圖示為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適于提供本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式所采用的控制器。具體實(shí)施方式現(xiàn)將參照如附圖所示的本專利技術(shù)的一些優(yōu)選具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)描述。在下面的說(shuō)明中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以提供對(duì)本專利技術(shù)的透徹了解。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不具有一些或全部所述具體細(xì)節(jié)的情況下仍能實(shí)施本專利技術(shù)，將是顯而易見(jiàn)的。在其它情況下，為了不必要地使本專利技術(shù)不清楚，本文沒(méi)有對(duì)眾所周知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。本專利技術(shù)包括在圖案化的光刻膠掩模上沉積保護(hù)材料以形成具有小的臨界尺寸(CD)的特征。更具體地，本專利技術(shù)提供具有比所述圖案化光刻膠掩模的CD小的CDs的特征，所述圖案化光刻膠掩模用于蝕刻所述特征。此外，本專利技術(shù)有助于控制保護(hù)材料在所述圖案化的光刻膠掩模的大的敞開(kāi)區(qū)域聚集。如果該聚集達(dá)到一定的臨界厚度，可能會(huì)出現(xiàn)例如破裂、片狀剝落和/或分層剝離的問(wèn)題。為了便于理解，圖1A是可在本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式中使用的工藝的高層次流程圖。提供了圖案化的光刻膠層和蝕刻層(步驟102)。圖2A是在基底204上的蝕刻層208的橫斷面示意圖。具有掩模特征214的圖案化的光刻膠掩模212位于所述蝕刻層208的上方，形成堆層200。所述掩模特征214具有臨界距離207。可在所述基底和所述掩模之間放置任選的BARC或ARL(抗反射層)。然后進(jìn)行多個(gè)側(cè)壁形成的工藝(步驟104)。圖1B是可在本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式中使用的側(cè)壁形成工藝的高層次流程圖。采用周期性工藝沉積保護(hù)層(步驟114)。每個(gè)周期包括至少兩個(gè)步驟，所述兩個(gè)步驟是在所述光刻膠掩模特征214的側(cè)壁上沉積一層(步驟116)以及然后使所述沉積層的輪廓和垂直表面成型(步驟118)。圖2B是具有保護(hù)層220的圖案化光刻膠掩模212的橫斷面示意圖，所述具有保護(hù)層220的圖案化光刻膠掩模212是由一個(gè)周期的保護(hù)層形成工藝所形成。保護(hù)層220包括側(cè)壁217、水平敞開(kāi)區(qū)域215和位于所述掩模特征214內(nèi)的保護(hù)層特征222。保護(hù)層特征222具有臨界尺寸209，該臨界尺寸209小于掩模特征214的臨界尺寸207。所述保護(hù)層的沉積包括多個(gè)周期。圖2C顯示了另一個(gè)周期對(duì)圖2B中顯示的堆層200的影響。在圖示的具體實(shí)施例中，保護(hù)層220的側(cè)壁217和水平敞開(kāi)區(qū)域215被大幅增厚，導(dǎo)致臨界距離209進(jìn)一步減小。如上所述，如果保護(hù)層220在開(kāi)放區(qū)域215上的聚集被允許未經(jīng)檢查而繼續(xù)進(jìn)行的，則會(huì)產(chǎn)生各種問(wèn)題。例如，所述保護(hù)層220可能會(huì)破裂、成片剝落和/或釋放污染物。其它可能的問(wèn)題包括消除保護(hù)層和/或磨損光刻膠圖案。所述側(cè)壁形成工藝還包括貫穿蝕刻，其在周期性保護(hù)層形成工藝完成后實(shí)施(步驟120)。該貫穿蝕刻包括相對(duì)于所述保護(hù)層的垂直表面選擇性地蝕刻所述保護(hù)層220的水平表面。圖2D是在貫穿蝕刻后圖2C中圖示的堆層200的橫斷面示意圖。在敞開(kāi)區(qū)域215中的保護(hù)層220的厚度已被大幅減小。然而，沿著側(cè)壁217的保護(hù)層220已被最低限度地減小。以比側(cè)壁217不成比例的更快的速率蝕刻敞開(kāi)區(qū)域215。因此，臨界尺寸209并沒(méi)有大幅減小。(應(yīng)理解的是，本申請(qǐng)中的附圖并未按比例繪制。為了清楚的目的，一些圖示的特征的相對(duì)尺寸可能被放大。)根據(jù)特定應(yīng)用的需要，敞開(kāi)區(qū)域215的蝕刻程度可有所不同。在一些具體實(shí)施方式中，貫穿蝕刻僅部分地除去在光刻膠層212的水平表面上覆蓋的保護(hù)層220。即，貫穿蝕刻不貫穿保護(hù)層220，但是大幅減小它的厚度。在一些應(yīng)用中，這是有利的，因?yàn)樗乐瓜旅娴膶?例如蝕刻層208)受到損壞。在其它的具體實(shí)施例中，所述貫穿蝕刻基本上從至少一些敞開(kāi)區(qū)域215上除去所有的保護(hù)層材料，因此暴露下面的層(例如蝕刻層208或光刻膠層212)的一部分。優(yōu)選地，為了完成貫穿工藝，相對(duì)于下面的層，所述貫穿高度選擇所述沉積層。在貫穿蝕刻后，可實(shí)施另一個(gè)側(cè)壁形成工藝(圖1B的步驟12本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種用于在圖案化的具有光刻膠特征的光刻膠掩模下的蝕刻層中形成特征的方法，所述光刻膠特征具有第一臨界尺寸，所述方法包括：實(shí)施多個(gè)側(cè)壁形成工藝，所述多個(gè)側(cè)壁形成工藝中的每一個(gè)包括：通過(guò)實(shí)施多個(gè)周期性沉積在所述圖案化的光刻膠掩模上沉積保護(hù)層，所述多個(gè)周期性沉積中的每一個(gè)包括：沉積階段，用于在所述圖案化的光刻膠掩模的表面上沉積沉積層；和輪廓成型階段，包括在所述沉積層中形成垂直表面；以及相對(duì)于所述沉積層的垂直表面選擇性蝕刻所述保護(hù)層的水平表面；以及蝕刻所述蝕刻層以在其中形成特征，所述蝕刻層中的特征具有比第一臨界尺寸小的第二臨界尺寸。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】US12/233,5172008年9月18日1.一種用于在圖案化的具有光刻膠特征的光刻膠掩模下的蝕刻層中形成特征的方法，所述光刻膠特征具有第一臨界尺寸，所述方法包括：實(shí)施多個(gè)側(cè)壁形成工藝的循環(huán)A，所述多個(gè)側(cè)壁形成工藝的循環(huán)A中的每一個(gè)包括通過(guò)實(shí)施多個(gè)周期性沉積循環(huán)B在所述圖案化的光刻膠掩模上沉積保護(hù)層和相對(duì)于沉積層的垂直表面選擇性蝕刻保護(hù)層的水平表面，其中所述周期性沉積循環(huán)B中的每一個(gè)包括：沉積階段，用于在所述圖案化的光刻膠掩模的表面上沉積沉積層；和輪廓成型階段，包括在所述沉積層中形成垂直表面；以及蝕刻所述蝕刻層以在其中形成特征，所述蝕刻層中的特征具有比第一臨界尺寸小的第二臨界尺寸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積階段包括：輸送沉積氣體；使所述沉積氣體產(chǎn)生等離子體；以及停止輸送所述沉積氣體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述輪廓成型階段包括：輸送輪廓成型氣體；使所述輪廓成型氣體產(chǎn)生等離子體；以及停止輸送所述輪廓成型氣體。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中選擇性蝕刻所述保護(hù)層的水平表面包括：輸送貫穿氣體；使所述貫穿氣體產(chǎn)生等離子體；以及停止輸送所述貫穿氣體。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述選擇性蝕刻所述保護(hù)層的水平表面包括完全除去在所述圖案化的光刻膠掩模的水平面上覆蓋的部分保護(hù)層。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述選擇性蝕刻所述保護(hù)層的水平表面包括部分除去在所述圖案化的光刻膠掩模的水平面上覆蓋的部分保護(hù)層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述保護(hù)層具有厚度為5nm至30nm的側(cè)壁。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第二臨界尺寸比所述第一臨界尺寸小至少約50％。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述保護(hù)層的沉積在所述圖案化的光刻膠掩模頂部形成保護(hù)層。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括除去所述保護(hù)層和光刻膠掩模。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輪廓成型階段包括：輸送輪廓成型氣體；使所述輪廓成型氣體產(chǎn)生等離子體；以及停止輸送所述輪廓成型氣體。12.根據(jù)權(quán)利要求1-2和11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述選擇性蝕刻所述保護(hù)層的水平表面包括：輸送貫穿氣體；使所述貫穿氣體產(chǎn)生等離子體；以及停止輸送所述貫穿氣體。13.根據(jù)權(quán)利要求1-2和11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述選擇性蝕刻所述保護(hù)層的水平表面包括完全除去在所述圖案化的光刻膠掩模的水平表面上覆蓋的部分保護(hù)層。14.根據(jù)權(quán)利要求1-2和11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述選擇性蝕刻所述保護(hù)層的水平表面包括部分除去在所述圖案...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彼得·西里格里亞諾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：朗姆研究公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：US