[发明专利]用于光致抗蚀剂线粗糙度改善的沟槽蚀刻工艺在审
| 申请号： | 201911270313.8 | 申请日： | 2019-12-11 |
| 公开（公告）号： | CN112951721A | 公开（公告）日： | 2021-06-11 |
| 发明（设计）人： | 谢昇霖;陈奕志;谢静佩;陈冠蓉 | 申请（专利权）人： | 台湾积体电路制造股份有限公司;台积电（南京）有限公司 |
| 主分类号： | H01L21/3213 | 分类号： | H01L21/3213 |
| 代理公司： | 北京东方亿思知识产权代理有限责任公司 11258 | 代理人： | 陈蒙 |
| 地址： | 中国台*** | 国省代码： | 台湾;71 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 用于 光致抗蚀剂线 粗糙 改善 沟槽 蚀刻 工艺 | ||
1.一种形成半导体器件结构的方法，包括：
在衬底上方形成抗蚀剂结构，所述抗蚀剂结构包括抗反射涂层ARC层和位于所述ARC层上方的光致抗蚀剂层；
对所述光致抗蚀剂层进行图案化以在其中形成沟槽；
对经图案化的光致抗蚀剂层执行氢等离子体处理，其中，所述氢等离子体处理被配置为使所述沟槽的侧壁平滑；以及
使用所述经图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模来对所述ARC层进行图案化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述氢等离子体处理包括：使用包括氢气和载气的工艺气体。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述载气包括从包括氮、氩、和氦的组中选出的至少一种惰性气体。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，执行所述氢等离子体处理包括：以20标准立方厘米/分钟sccm至500sccm的范围内的流速供应所述氢气。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，执行所述氢等离子体处理包括：以10sccm至300sccm的范围内的流速供应所述载气。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述工艺气体还包括氟代甲烷CH3F、二氟甲烷CH2F2、或三氟甲烷CHF3。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述抗蚀剂结构还包括：
形成有机平坦化层OPL，其中，所述ARC层位于所述OPL上方；并且
使用所述经图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模来对所述OPL进行图案化。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在衬底上方形成另一抗蚀剂结构，所述另一抗蚀剂结构包括另一抗反射涂层ARC层和位于所述另一ARC层上方的另一光致抗蚀剂层；
对所述另一光致抗蚀剂层进行图案化以在其中形成另一沟槽；
对经图案化的另一光致抗蚀剂层执行另一氢等离子体处理，其中，所述另一氢等离子体处理被配置为在不蚀刻所述另一ARC层的情况下使所述另一沟槽的侧壁平滑；以及
使用所述经图案化的另一光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模对所述另一ARC层进行图案化。
9.一种形成半导体器件结构的方法，包括：
接收衬底；
在所述衬底上方形成层间电介质ILD层；
在所述ILD层上方形成硬掩模层；
在所述衬底上方形成第一抗蚀剂结构，所述第一抗蚀剂结构包括第一有机平坦化层OPL、位于所述第一OPL上方的第一抗反射涂层ARC层、以及位于所述第一ARC层上方的第一光致抗蚀剂层；
对所述第一光致抗蚀剂层进行图案化以形成在其中包括多个第一沟槽的第一图案；
对经图案化的第一光致抗蚀剂层执行第一氢等离子体处理，其中，所述第一氢等离子体处理被配置为使所述多个第一沟槽的侧壁平滑；
将所述第一图案转移到所述第一ARC层和所述第一OPL中；
将所述第一图案转移到所述硬掩模层中以在所述硬掩模层中形成多个第二沟槽；
在经图案化的硬掩模层上方和所述多个第二沟槽中形成第二抗蚀剂结构，所述第二抗蚀剂结构包括第二OPL、位于所述第二OPL上方的第二ARC层、以及位于所述第二ARC层上方的第二光致抗蚀剂层；
对所述第二光致抗蚀剂层进行图案化以形成在其中包括多个第三沟槽的第二图案；
对经图案化的第二光致抗蚀剂层执行第二氢等离子体处理，其中，所述第二氢等离子体处理被配置为使所述多个第三沟槽的侧壁平滑；
将所述第二图案转移到所述第二ARC层和所述第二OPL中；
将所述第二图案转移到所述经图案化的硬掩模层中以在所述经图案化的硬掩模层中形成多个第四沟槽，其中，所述多个第四沟槽中的每个第四沟槽被设置在所述多个第二沟槽中的两个相邻的第二沟槽之间；以及
使用所述经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来对所述ILD层进行图案化。
10.一种形成半导体器件结构的方法，包括：
接收包括多个导电结构的衬底；
在所述衬底上方形成层间电介质ILD层；
在所述ILD层上方形成硬掩模层；
在所述衬底上方形成第一抗蚀剂结构，所述第一抗蚀剂结构包括第一有机平坦化层OPL、位于所述第一OPL上方的第一抗反射涂层ARC层、以及位于所述第一ARC层上方的第一光致抗蚀剂层；
对所述第一光致抗蚀剂层进行图案化以形成在其中包括多个第一沟槽的第一图案；
对经图案化的第一光致抗蚀剂层执行第一氢等离子体处理，其中，所述第一氢等离子体处理被配置为改善所述经图案化的第一光致抗蚀剂层的线宽粗糙度LWR；
将所述第一图案转移到所述第一ARC层和所述第一OPL中；
将所述第一图案转移到所述硬掩模层中以在所述硬掩模层中形成多个第二沟槽；
在经图案化的硬掩模层上方和所述多个第二沟槽中形成第二抗蚀剂结构，所述第二抗蚀剂结构包括第二OPL、位于所述第二OPL上方的第二ARC层、以及位于所述第二ARC层上方的第二光致抗蚀剂层；
对所述第二光致抗蚀剂层进行图案化以形成在其中包括多个第三沟槽的第二图案；
对经图案化的第二光致抗蚀剂层执行第二氢等离子体处理，其中，所述第二氢等离子体处理被配置为改善所述经图案化的第二光致抗蚀剂层的线宽粗糙度；
将所述第二图案转移到所述第二ARC层和所述第二OPL中；
将所述第二图案转移到所述经图案化的硬掩模层中以在所述经图案化的硬掩模层中形成多个第四沟槽，其中，所述多个第四沟槽中的每个第四沟槽被设置在所述多个第二沟槽中的两个相邻的第二沟槽之间；
使用所述经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来对所述ILD层进行图案化，以在其中形成多个互连开口；以及
在所述多个互连开口中形成多个互连结构，其中，所述多个互连结构与所述多个导电结构接触。
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