[发明专利]对伪硬掩膜的扭曲控制

说明书

技术领域

本发明涉及在半导体设备生产期间通过掩膜刻蚀刻蚀层。本发明尤其涉及在半导体设备生产期间通过诸如无定形碳或者多晶硅等伪硬掩膜(pseudo-hardmask)刻蚀介电层。无定形碳是使用诸如带有一些氢的化学气相淀积(CVD)等淀积处理所淀积的高温碳层。这样的无定形碳层可以在高于400℃的温度淀积。

背景技术

在半导体晶片处理中，半导体设备的特征使用公知的图案化和刻蚀工艺定义在晶片中。在这些工艺中，光刻胶(PR)材料可以被淀积在晶片上并接着被暴露于经光网(reticle)过滤的光。光网可以是图案化的有阻挡光传过光网的范例几何特征构型的透明板。

光在通过光网之后与光刻胶材料的表面接触。光改变了光刻胶材料的化学成分使得显影剂能移除部分光刻胶材料。在正性光刻胶材料的情况下，曝光的区域被移除，而在负性光刻胶材料的情况下，不曝光的区域被移除，从而形成图案化的光刻胶掩膜。可以将图案从图案化的光刻胶掩膜转印到伪硬掩膜层，其中可以使用中间硬掩膜层。之后，将晶片刻蚀以移除不再由伪硬掩膜保护的区域下方的材料，并因此在晶片上产生期望的特征。伪硬掩膜的使用实现了更深的高分辨率刻蚀。

发明内容

为完成前述事项并根据本发明的目的公开了在刻蚀层中刻蚀特征的方法，本发明提供了对配置在刻蚀层上的无定形碳或多晶硅的图案化伪硬掩膜的调节，其中所述调节包括提供包含碳氢气体(hydrocarbon gas)的无氟淀积气体、通过所述无氟淀积气体形成等离子体、提供低于500伏的偏压以及在所述图案化伪硬掩膜顶上形成淀积物。所述刻蚀层通过图案化的伪硬掩膜被刻蚀。

本发明的另一表现方式提供了在刻蚀层中刻蚀特征的方法。无定形碳层被形成在所述刻蚀层上。抗反射层被形成在所述无定形碳层上。图案化的光刻胶层被形成在所述抗反射层上。所述图案化光刻胶层的图案被转印到所述无定形碳层以形成图案化的无定形碳掩膜。提供了用于图案化无定形碳掩膜的调节，其中所述调节包括：提供包含氮气和碳氢气体的无氟淀积气体，所述碳氢气体包括C₂H₄或者CH₄，由所述无氟淀积气体形成等离子体，在所述图案化的无定形碳掩膜的顶上形成淀积物，其中所述淀积物具有顶部厚度与侧壁厚度，所述顶部厚度为所述图案化无定形碳掩膜顶上淀积物的厚度，所述侧壁厚度为所述图案化无定形碳掩膜侧壁上的最大厚度，其中所述顶部厚度最少是所述侧壁厚度的两倍；通过所述图案化的无定形碳刻蚀所述刻蚀层，其中所述调节和刻蚀被循环重复多次。所述图案化的无定形碳掩膜被移除。

在本发明的另一表现方式中，提供了在刻蚀层中刻蚀特征的装置。提供了等离子体处理腔，其包括形成等离子体处理腔外壳的腔壁、支承并卡持所述等离子体处理腔外壳内衬底的卡盘、调节所述等离子体处理腔外壳中压强的调压器、提供功率到所述等离子体处理腔外壳用于维持等离子体的至少一个电极或线圈、提供气体进入所述等离子体处理腔外壳的气体入口以及将气体从所述等离子体处理腔外壳排出的气体出口。气体源与所述气体入口流体连接并包括无氟淀积气体源与刻蚀气体源。控制器被可控制地连接于所述气体源、所述卡盘、以及所述至少一个电极或线圈并包括至少一个处理器与非瞬时(non-transient)计算机可读介质。所述非瞬时的计算机可读介质包括用于对淀积在所述刻蚀层上的无定形碳或多晶硅的图案化伪硬掩膜提供调节的计算机可读代码，其中所述调节包括用于提供包括碳氢气体的无氟淀积气体的计算机可读代码、用于由所述无氟淀积气体形成等离子体的计算机可读代码、用于提供小于500伏偏压的计算机可读代码以及用于在所述图案化伪硬掩膜顶上形成淀积物的计算机可读代码，其中所述淀积物具有顶部厚度与侧壁厚度，所述顶部厚度是所述图案化伪硬掩膜顶上的所述淀积物的厚度，所述侧壁厚度是所述图案化伪硬掩膜侧壁上的最大厚度，其中所述顶部厚度是所述侧壁厚度的至少两倍，用于通过所述图案化伪硬掩膜刻蚀所述刻蚀层的计算机可读代码和用于循环重复所述调节与刻蚀至少两次的计算机可读代码。

将在本发明以下具体实施方式中结合附图更详细地描述本发明的这些或其他特征。

附图说明

在附图中，本发明通过范例而不是限制的方式说明，附图中相似的参考标号指的是相似的元件，其中：

图1是本发明实施方式的流程图。

图2是合并了图1所示方法的更高级的流程图。

图3A-H是本发明实施方式中刻蚀的层叠(stack)的示意图。

图4是可以用于刻蚀的等离子体处理腔的示意图。