CN102318037B - 利用arc层打开的cd偏置负载控制 - Google Patents
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Abstract
提供一种在设在图案化掩模下方的抗反射涂覆(ARC)层下方的蚀刻层中蚀刻线条图案的方法。该方法包括开口该ARC层，其中提供包括CF3I、含氟碳化合物气体(包括氢氟碳化合物)和含氧气体的ARC开口气体，由该ARC开口气体形成等离子以开口该ARC层和停止提供该ARC开口气体。通过该开口的ARC层将线条图案特征蚀刻进该蚀刻层。
Description
背景技术
本发明涉及在制造半导体器件过程中通过掩模蚀刻蚀刻层。更具体地，本发明涉及用于精细特征的、CD偏置负载控制，利用在制造半导体器件的蚀刻工艺期间、通过掩模开口抗反射涂覆(ARC)层进行。
在半导体晶片处理过程中，使用公知的图案化和蚀刻工艺在晶片中形成半导体器件的特征。在这些(光刻)工艺中，光刻胶(PR)材料沉积在晶片上，然后暴露于经过中间掩模过滤的光线。中间掩模通常是图案化有模板特征几何结构的玻璃板，该几何结构阻止光传播透过中间掩模。
通过该中间掩模后，该光线接触该光刻胶材料的表面。该光线改变该光刻胶材料的化学成分从而显影机可以去除该光刻胶材料的一部分。在正光刻胶材料的情况中，去除该暴露的区域，而在负光刻胶材料的情况中，去除该未暴露的区域。所以，蚀刻该晶片以从不再受到该光刻胶材料保护的区域去除下层的材料，并由此在该晶片中形成所需要的特征。
通常，在光刻步骤中，一个或多个抗反射涂覆(ARC)层，例如底部抗反射涂覆(BARC)和/或电介质抗反射涂覆(DARC)层提供在光刻胶掩模下方。这些层最小化或消除该光刻胶的曝光过程中的反射，这会产生驻波。这种驻波可导致缺陷，如该光刻胶侧壁的正弦曲线“扇形边”，或在该光刻胶层的底部形成“足部”。所以， BARC/DARC层通常设在光刻胶层下方以及其他待通过该光刻胶掩模蚀刻的材料(例如SiO2)上方。BARC/DARC层可以基于有机物或基于无机物，并且通常由与下面的电介质层不同的物质组成。该BARC层通常是有机的，但是无机BARC层可以由氮化钛(TiN)以及氮氧化硅(SiON)组成。该DARC层可以由SiOx形成。
超大规模集成电路(ULSI)中的关键尺寸(CD)一致性是高性能器件的决定性参数。例如，栅极中的CD一致性影响门电压分布以及器件总体成品率。半导体器件的特征所要求的CD可通过控制光刻的CD或者控制蚀刻工艺期间该CD偏置来满足。该CD偏置(也称作CD歪斜)是掩模CD(蚀刻之前)与得到的特征CD(蚀刻之后)之间的差。伴随蚀刻工艺的CD偏置取决于蚀刻特征的图案密度，并且通常这种CD偏置在稀疏图案区域中比在密集图案区域中大。通常，依赖于特征图案的差称作“负载”。依赖于图案的蚀刻速率的差称作“蚀刻率负载”。依赖于图案密度的该CD偏置的差称作CD偏置负载(“稀疏-密集CD偏置负载”)。例如，图1A和1B示意性说明在蚀刻工艺之前分别在密集区域14和稀疏区域16中的图案化掩模10以及蚀刻层12。图2A和2B示意性说明在该传统的蚀刻工艺之后分别该密集区域14和该稀疏区域16的该蚀刻层12。如图所示，该CD偏置，其是该掩模CD1和该蚀刻特征CD2之间的差，在该稀疏区域(图2B)比在该密集区域(图2A)中大。另外，通常，通过光刻在该稀疏区域中比该密集区域中更难以形成小CD的图案(例如，精细线条图案)。因此，更大的CD偏置负载使得在稀疏图案区域中形成小CD由更多挑战。
发明内容
为了实现前面所述和按照本发明的目的，提供一种在设在图案化掩模下方的抗反射涂覆(ARC)层下方的蚀刻层中蚀刻线条图案的方法。该方法包括：开口该ARC层，其中提供ARC开口气体，包 括CF3I、含氟碳化合物气体和含氧气体；由该ARC开口气体形成等离子以开口该ARC层；以及停止提供该ARC开口气体。通过该开口的ARC层将线条图案特征蚀刻在该蚀刻层中。
在本发明的另一方面，提供一种在设在图案化掩模下方的抗反射涂覆(ARC)层下方的蚀刻层中蚀刻线条图案的设备。等离子处理室包括形成等离子处理室外壳的室壁、用以在该等离子处理室外壳内支撑基片的基片支撑件、用以调节该等离子处理室外壳内压力的压力调节器、至少一个用以提供功率至该等离子处理室外壳以维持等离子的电极、至少一个电气连接到该至少一个电极的RF功率源、提供气体至该等离子处理室外壳的气体入口以及用于从该等离子处理室外壳排出气体的气体出口。气体源与该气体入口流体连通。该气体源包括ARC开口气体源，包括CF3I源、含氟碳化合物气体源和含氧气体源，以及蚀刻气体源。控制器以可控方式连接到该气体源和至少一个RF功率源。该控制器包括至少一个处理器和计算机可读介质。该计算机可读介质包括用于开口该ARC层的计算机可读代码，其将包括分别来自该CF3I源、该含氟碳化合物气体源和该含氧气体源的CF3I、含氟碳化合物气体和含氧气体的ARC开口气体通入该等离子室的计算机可读代码、用于由该ARC开口气体形成等离子的计算机可读代码和用于停止该ARC开口气体流的计算机可读代码。该计算机可读介质还包括用于通过该开口的ARC将线条图案特征蚀刻进该蚀刻层的计算机可读代码。
本发明的这些和其他特征将在下面的具体描述中结合附图更详细地说明。
附图说明
在附图中，本发明作为示例而不是作为限制来说明，其中类似的参考标号指出相似的元件，其中：
图1A和1B是说明在传统的蚀刻工艺之前，分别在该密集区域和该稀疏区域中的图案化掩模和蚀刻层的剖视示意图。
图2A和2B是说明在使用图1A和1B中所示的掩模的传统的蚀刻工艺之后，分别在该密集区域和该稀疏区域中的蚀刻层的剖视示意图。
图3是可用于本发明的实施例的工艺的高层流程图。
图4A和4B是说明基片上形成的、多个层组成的层叠的剖视示意图，分别包括在该密集区域和该稀疏区域中的该图案化掩模下方的ARC层下方的蚀刻层。
图5是按照本发明一个实施例，可用于开口ARC层以及可选地用于蚀刻蚀刻层的等离子处理室的示意图。
图6A和6B说明适于实现用于本发明实施例的控制器的计算机系统。
图7是按照本发明一个实施例，该ARC层开口的详细流程图。
图8A和8B是分别在该密集区域和该稀疏区域中的该ARC开口步骤之后、该多个层组成的层叠的剖视示意图。
图9A和9B是分别在该密集区域和该稀疏区域中的该ACL蚀刻步骤之后、该多个层组成的层叠的剖视示意图。
图10A和10B是分别在该密集区域和该稀疏区域中的该电介质蚀刻和灰化之后、该多个层组成的层叠的剖视示意图。
图11是，说明对于传统的电介质蚀刻和按照本发明一个实施例的新的电介质蚀刻，该CD偏置负载的示例的示意图。
具体实施方式
现在将根据其如在附图中说明的几个实施方式来具体描述本发明。在下面的描述中，阐述许多具体细节以提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域技术人员，显然，本发明可不利用这些具体细节的一些或者全部而实施。在有的情况下，公知的工艺步骤和/或结构没有说明，以避免不必要的混淆本发明。
为了便于理解，图3是可用于本发明的实施例的工艺的高层流程图。如图3所示，提供带有设在图案化掩模下方的抗反射涂覆(ARC)层下方的蚀刻层的基片(步骤102)。为了便于理解本发明，图4A和4B是在基片20上形成的多个层组成的层叠的剖视示意图，包括分别在该密集区域202和该稀疏区域204中设在该图案化掩模26下方的ARC层24下方的蚀刻层22。该图案化掩模26可以是光刻胶(PR)掩模。在这个示例中，该掩模26是具有线条间隔图案的PR掩模，以在该蚀刻层形成多个线条和间隔。该PR掩模26可以图案化有该浸没193nm光刻。图4A示出该线条间隔图案的密集区域202，图4B示出该线条间隔图案的稀疏区域204。
按照本发明一个实施例，该“密集”区域可以定义为是具有周期性线路和间隔图案的区域，其CD取决于设计规则，而线路CD与间隔CD的比率在1/5∶1至5∶1之间变化，该“稀疏”区域可以定义为邻近所述“稀疏”特征的间隔CD是设计规则的三倍，其中该设计规则限定为是该密集区域中周期性图案中节距的一半。这里，该线条图案密度是正交于线条方向的单位长度的线条数量(线条间隔图案)。在一个示例中，该稀疏区域不必具有周期性图案，但是提供有单个或者一些线条，相比而言类似尺寸的密集区域提供有许多线 条。按照电路设计规范，线条间隔图案的CD通常是线条的宽度，并因此反映各自区域中线条的目标宽度。按照本发明一个实施例，该密集区域202中的图案化掩模的CD大约66nm，该稀疏区域204中的图案化掩模的CD大约77nm。该密集区域中的CD可以在10nm至100nm的范围，该稀疏区域中的CD可以在10nm至100nm的范围，取决于该电路设计规范。应当注意该CD的具体值不限定该密集或稀疏区域。
如图4A和4B所示，该蚀刻层22包括电介质层28和无定形碳层(ACL)30。该电介质层28可以由基于硅氧化物的电介质材料组成，如氮化硅(SiN)、SiO2或正硅酸乙酯(TEOS)。无定形碳类似于聚合物，但是具有更少的氢而具有更多的碳，因为其在超过200℃的高温通过CVD沉积，并因此比聚合物更耐蚀刻。该ACL30可在蚀刻该电介质层28中充当硬掩模。该ARC层24可包括在该PR掩模26下方形成的底部抗反射涂覆(BARC)层32以及在该BARC层32下方形成的电介质抗反射涂覆(DARC)层34。这些层最小化或消除该光刻胶的曝光过程中的反射。该BARC/DARC层可以基于有机物或基于无机物，并且通常由与下面的电介质物质不同的物质组成。例如，当该BARC层32是碳基有机层以及上面的蚀刻层(在这个示例中是该ACL30)也是碳基材料时，无机DARC层(如硅氧化物(SiOx))将防止在ARC层开口工艺中不期望地蚀刻该蚀刻层。在具体的示例中，该层叠可具有厚度大约150nm的该PR掩模26，厚度大约60nm的该BARC层32，厚度大约60nm的该DARC层34，厚度大约180nm的该ACL层30和厚度大约200nm的该电介质(如SiN)层28。这个结构可适于半导体器件中的栅极电极。
回头参考图3，使用该PR掩模26作为蚀刻掩模开口该ARC层24(步骤104)。通常，该蚀刻工艺的第一步骤是开口任何ARC层(或BARC/DARC层)。这通常是关键的步骤，因为该ARC层用作下面的层的掩模。该光刻胶掩模通常限定所需的特征尺寸。蚀刻之后，如 果该ARC层的CD比该光刻胶掩模CD宽(在线路特征的情况下)，那么下面的蚀刻层的最终CD会比希望的宽。
图5是可用于该创新性蚀刻的等离子处理室400的示意图。该等离子处理室400包括限制环402、上部电极404、下部电极408、气体源410和连接气体出口的排气泵420。等离子处理室400内，该基片20(具有该多个层组成的层叠)设在该下部电极408上。该下部电极408结合合适的基片夹紧机构(例如，静电、机械夹紧等)，用于把持基片20。该反应器顶部428结合上部电极404，其正对该下部电极408设置。该上部电极404、下部电极408和限制环402限定受限制的等离子容积。通过气体源410向该受限制的等离子容积440提供气体并且通过排气泵420经过该限制环402和排气口从该受限制的等离子容积440排出气体。除了帮助排除气体，该排气泵420还帮助调节压力。在这个实施例中，该气体源410包括ARC开口气体源430，该ARC开口气体源430包括CF3I源416、含氧气体源412和含氟碳化合物气体源418。该气体源410可进一步包括其他气体源，如用于在该处理室400中执行的用于该蚀刻层的后续蚀刻工艺的蚀刻气体源414。
如图5所示，RF源448电气连接至该下部电极408。室壁452包围该限制环402、该上部电极404和该下部电极408。该RF源448可包括2MHz功率源、60MHz功率源和27MHz功率源。可以有不同的将RF功率连接到电极的组合。在Lam Research Corporation的电介质蚀刻系统(如 
系列)的情况中，由LAM Research CorporationTM，Fremont，California制造，其可用于本发明的优选实施方式中，该27MHz、2MHz和60MHz功率源构成连接至下部电极的RF电源448，该上部电极接地。控制器435以可控方式连接到该RF源448、排气泵420和该气体源410。
图6A和6B说明了一个计算机系统600，其适于实现用于本发明的实施方式的控制器435。图6A示出该计算机系统一种可能的物理形式。当然，该计算机系统可以具有从集成电路、印刷电路板和小型手持设备到巨型超级计算机的范围内的许多物理形式。计算机系统600包括监视器602、显示器604、机箱606、磁盘驱动器608、键盘610和鼠标612。磁盘614是用来与计算机系统600传入和传出数据的计算机可读介质。
图6B是计算机系统600的框图的一个例子。连接到系统总线620的是各种各样的子系统。处理器622(也称为中央处理单元，或CPU)连接到存储设备，包括存储器624。存储器624包括随机访问存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。如本领域所公知的，ROM用作向CPU单向传输数据和指令，而RAM通常用来以双向的方式传输数据和指令。这两种类型的存储器可包括下面描述的任何合适的计算机可读介质。固定磁盘626也是双向连接到CPU622；其提供额外的数据存储并且也包括下面描述的任何计算机可读介质。固定磁盘626可用来存储程序、数据等，并且通常是次级存储介质(如硬盘)，其比主存储器慢。可以理解的是保留在固定磁盘626内的信息可以在适当的情况下作为虚拟存储器以标准的方式结合在存储器624中。可移动存储器614可以采用下面描述的任何计算机可读介质的形式。
CPU 622还连接到各种输入/输出设备，如显示器604、键盘610、鼠标612和扬声器630。通常，输入/输出设备可以是下面的任何一种：视频显示器、轨迹球、鼠标、键盘、麦克风、触摸显示器、转换器读卡器、磁带或纸带阅读器、书写板、触针、语音或手写识别器、生物阅读器或其他计算机。CPU 622可选地可使用网络接口640连接到另一台计算机或者电信网络。利用这样的网络接口，计划在执行上述方法步骤地过程中，CPU可从网络接收信息或者向网络输出信息。此外，本发明的方法实施方式可在CPU 622上单独执行或者可在如Internet的网络上与共享该处理一部分的远程CPU一起执行。
另外，本发明的实施方式进一步涉及具有计算机可读介质的计算机存储产品，在计算机可读介质上有用于执行各种计算机实现的操作的计算机代码。该介质和计算机代码可以是那些为本发明目的专门设计和构建的，或者它们可以是对于计算机软件领域技术人员来说公知并且可以得到的类型。计算机可读介质的例子包括，但不限于：磁介质，如硬盘、软盘和磁带；光介质，如CD-ROM和全息设备；磁-光介质，如光软盘；以及为了存储和执行程序代码专门配置的硬件设备，如专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)以及ROM和RAM器件。计算机代码的例子包括如由编译器生成的机器代码，以及包含高级代码的文件，该高级代码能够由计算机使用解释器来执行。计算机可读介质还可以是在载波中由计算机数据信号携带的并且表示能够被处理器执行的指令序列的计算机代码。
图7是该ARC层开口(图3中的步骤104)的详细流程图，其可以使用上述等离子处理室400执行。具有层叠的基片20提供在该等离子处理室400中。在开口该ARC层之前，在同一处理室400中执行该掩模26的图案化。该ARC层开口工艺中(步骤104)，提供ARC开口气体，包括含氟碳化合物气体、CF3I和含氧气体(步骤110)，如图7所示。按照本发明一个实施例，引入新的气体CF3I作为该ARC开口步骤的添加剂。已知CF3I具有低全球变暖效应(GWP)。考虑到全氟碳化合物(PFC)的全球变暖影响，其通常用于二氧化硅和氮化硅的蚀刻，已经提出了可以用CF3I代替PFC。然而，在这个发明中，CF3I是作为添加剂引入ARC层开口步骤以改善该CD偏置负载，而不是主蚀刻剂。如上所述，在小特征的电介质蚀刻工艺中，存在CD偏置负载问题。在许多年的对于各种不同蚀刻剂和添加剂的研究和实验之后，申请人最终发现在该ARC层开口使用CF3I作为添加剂，而不是该电介质层蚀刻工艺的蚀刻机，会出乎意料的改善该电介质蚀刻到稀疏-密集CD偏置负载。
在本说明书和权利要求书中，术语“氟碳化合物”意思是包括氟碳化合物和氢氟碳化合物，其是一种包含氢的氟碳化合物。在本发明一个实施例中，该含氟碳化合物气体可包含CF4或CHF3的至少一个。一般地说，该含氟碳化合物气体可包含氟碳化合物和/或氢氟碳化合物成分，例如CF4、CH3F、CH2F2等。在具体的示例中，该等离子室中压强设在100mTorr，提供包括大约150sccm CF4、大约20sccm CHF3、大约50sccm CF3I和大约5-10sccm O2的该ARC开口气体。一般地说，优选的是CF3I为该蚀刻剂气体总流量的大约1至50％。优选地，CF3I为该蚀刻剂气体总流量的大约2-40％。更优选地，CF3I为该蚀刻剂气体总流量的大约10-25％。
然后，由该ARC开口气体形成等离子(步骤112)，以便开口该ARC层(步骤114)。在这个示例中，该RF源提供27MHz的500瓦特功率大约240秒。开口该ARC层之后，停止该ARC开口气体流(步骤116)。图8A和8B是该ARC开口步骤104后，分别在该密集区域202和该稀疏区域204中的该多个层组成的层叠的剖视示意图。按照一个示例，该ARC开口步骤后的该CD(CD1)在该密集区域202中大约83nm(CD1Dense)，在该稀疏区域204中大约95nm(CD1Iso)。
按照本发明一个实施例，如图3所示，可使用用于开口该ARC层的同一等离子处理室400将特征蚀刻进该蚀刻层22(步骤106)。例如，可以使用该开口的ARC层24作为掩模蚀刻该ACL 30。例如，这种ACL蚀刻可使用在15mTorr室压下、包括大约200sccm O2的化学制剂。该RF功率源提供60MHz的700瓦特功率。图9A和9B是该ACL蚀刻步骤之后，分别在该密集区域202和该稀疏区域204中的该多个层组成的层叠的剖视示意图。按照该示例，该ACL蚀刻之后的CD(CD2)是该密集区域202中大约69nm(CD2Dense)，该稀疏区域204中大约83nm(CD2Iso)。
然后，使用该图案化的ACL30作为掩模蚀刻该电介质层28以形成特征。例如，该电介质蚀刻可使用70mTorr的室压下、包括大约400sccm CF4、大约26sccm CHF3和大约26sccm O2的化学制剂。该RF功率源提供60MHz的1200瓦特。在这个示例中，该图案化的ACL30可以认为是用于该电介质蚀刻的硬掩模。因此，可通过灰化工艺等去除任何残留的掩模(步骤108)。图10A和10B是该电介质蚀刻和灰化之后，分别在该密集区域202和该稀疏区域204中的该多个层组成的层叠的剖视示意图。按照这个示例，该电介质(在这个示例中是SiN4)蚀刻之后的CD(CD3)是该密集区域202中大约65nm(CD3Dense)，该稀疏区域204中大约89nm(CD3Iso)。
按照本发明一个实施例，该等离子在从开口ARC步骤到电介质蚀刻步骤中不淬灭。由于各种气体的一种或多种成分在连续的工艺中是通用的，所以通过改变流率、停止某些成分气体流和/或增加新的成分气体流，该蚀刻气体可变成用于接下来的工艺步骤而不需要中断整个气体流或者淬灭该等离子。例如，如果该蚀刻层包括电介质层(如SiN)而没有ACL，则用于该电介质蚀刻的蚀刻气体可通过增加含氟碳化合物气体(如CF4、CHF3)和含氧气体的流率并停止来自该ARC开口气体的CF3I而提供。该ARC开口气体生成的等离子由随后的蚀刻气体保持。应当注意该RF源的功率和/或频率以及该室压也根据具体的工艺要求而改变。
如上面所提到的，该CD偏置负载定义为该密集区域和该稀疏区域之间该CD偏置的差(CD偏置负载＝CD偏置Iso-CD偏置Dense)。每个CD偏置是该CD在该蚀刻工艺前后的差(CD偏置Dense＝CDInitialDense-CDFinal Dense；CD偏置Iso＝CDInitial Iso-CDFinal Iso)。这里，“Initial”意思是在所要进行的蚀刻工艺之前，，“Final”意思是在所要行进的蚀刻工艺之后。因此，
CD偏置负载＝CD偏置Iso-CD偏置Dense
＝CDInitial Iso-CDFinal Iso-(CDInitial Dense-CDFinal Dense)
＝CDInitial Iso-CDInitial Dense-(CDFinal Iso-CDFinal Dense)
＝ΔInitial-ΔFinal
这里，Δ是该密集区域和该稀疏区域之间的CD差。
按照上面提到的示例，该ARC开口工艺之后，ΔARC是12nm；该ACL蚀刻之后工艺，ΔACL是14nm；以及该电介质(SiN4)蚀刻工艺之后(灰化之后)，ΔSiN4是24nm。因为该初始PR掩模CD是该密集区域202中66nm以及该稀疏区域204中77nm，所以ΔPR是11nm。所以，按照本发明的实施例，关于该电介质蚀刻工艺使用该图案化掩模26的CD负载是ΔSiN4-ΔPR＝12nm。
为了对比，下面的结果以相同的ΔPR＝11nm、使用传统的ARC开口气体从传统的电介质蚀刻工艺获得。在这个参考示例中，该传统的ARC开口气体包含200sccm CF4和20sccm CHF3(没有CF3I添加剂)。该随后的ACL蚀刻工艺，电介质处理和灰化在相同的条件下执行。得到的CD是：该ARC开口之后的CDl是该密集区域中大约74nm(CDlDense)和该稀疏区域中99nm(CDlIso)；该ACL蚀刻之后CD2是该密集区域中大约58nm(CD2Dense)和该稀疏区域中80nm(CD2Iso)；以及该电介质(SiN4在这个示例中)蚀刻之后CD3是该密集区域中大约52nm(CD3Dense)和该稀疏区域中87nm(CD3Iso)。因此，按照该传统的电介质蚀刻工艺，该ARC开口工艺之后，ΔARC是25nm；该ACL蚀刻工艺之后，ΔACL是22nm；以及该电介质(SiN4)蚀刻工艺之后(灰化之后)，ΔSiN4是35nm，使得，关于该电介质蚀刻工艺的CD负载ΔsiN4-ΔPR＝24nm。然而，应当注意在这个传统的蚀刻示例中，该密集区域中的CD是大约52nm，而不是66nm。
图11示意性说明对于传统的电介质蚀刻(利用传统的基于CF4的ARC开口气体)40和按照本发明一个实施例、新的电介质蚀刻(利用添加CF3I的ARC开口气体)42的CD偏置负载的示例。关于该密集区域的CD(即，线路的宽度，其称作“密集CD”)绘制该CD偏置负载曲线。应当注意具有不同密集CD的密集图案每单位面积的线路数量(线路密度)相同，但是CD(线路宽度)不同。如图11所示，相比对于相同密集区域CD的传统的CD偏置负载，按照本发明实施例的CD偏置负载改善大约20nm。应当注意，这些示例和数字全都只是说明性的，而不是为了以任何方式限制本发明的范围。
一般说来，相信纵横比影响该CD偏置负载。在不受到理论限制的情况下，相信到达该特征表面的离子与中性物质的比依赖于该特征之间间隔的纵横比。更具体地，各向异性地到达该特征表面的离子数量与纵横比弱相关，而中性物质的数量更强地依赖于纵横比，因为他们的运动基本上各向同性。相信越多中性物质到达该表面，所产生的线路CD越大，这是CD偏置负载的主要机制。关于该稀疏区域中的线路宽度(稀疏CD)，如果减小等离子沉积中贡献的中性物质数量，则该稀疏特征可具有更小的CD(因此具有更小的CD偏置)。尽管该得到的密集CD(CD偏置)也会降低，但是发现通过控制等离子中的中性物质可使稀疏CD偏置的降低比该密集CD偏置快。也就是，如果使得该密集CD更小，则可获得更小的CD偏置负载。按照本发明的实施例，降低/改进该CD偏置负载而不显著影响该密集CD。
尽管本发明依照多个实施方式描述，但是存在落入本发明范围内的改变、置换和各种替代等同物。还应当注意，有许多实现本发明方法和设备的可选方式。所以，其意图是下面所附的权利要求解释为包括所有这样的落入本发明主旨和范围内的改变、置换和各种替代等同物。
Claims (26)
1.一种在设在图案化掩模下方的抗反射涂覆(ARC)层下方的蚀刻层中蚀刻线条图案的方法，该方法包括：
开口该抗反射涂覆层，包括：
提供抗反射涂覆层开口气体，其包括CF3I、含氟碳化合物气体和含氧气体；
由该抗反射涂覆层开口气体形成等离子以开口该抗反射涂覆层；以及
停止提供该抗反射涂覆层开口气体；以及
通过该开口的抗反射涂覆层将线条图案特征蚀刻进该蚀刻层，
其中该抗反射涂覆层开口气体中的CF3I降低该蚀刻层的线条图案特征的密集区域和稀疏区域之间的CD偏置负载，并且其中所述CF3I为所述抗反射涂覆层开口气体总流量的1至50％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该蚀刻层是电介质层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该等离子在从开口该抗反射涂覆层到蚀刻线条图案特征中没有被淬灭。
4.根据权利要求3所述的方法，其中该蚀刻线条图案特征包括：
提供蚀刻气体，包括含氟碳化合物气体和含氧气体；
由该蚀刻气体保持该等离子；以及
停止提供该蚀刻气体。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中该图案化掩模是具有线条间隔图案的光刻胶(PR)掩模。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中该抗反射涂覆层包括底部抗反射涂覆(BARC)层或电介质抗反射涂覆(DARC)层的至少一个。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中该含氟碳化合物气体包括CF4或CHF3的至少一个。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中CF3I为所述抗反射涂覆层开口气体总流量的大约2至40％。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中CF3I为所述抗反射涂覆层开口气体总流量的大约10-25％。
10.一种在设在图案化掩模下方的抗反射涂覆(ARC)层下方的蚀刻层中蚀刻线条图案的设备，包括：
等离子处理室，其包括：
形成等离子处理室外壳的室壁；
用以在该等离子处理室外壳内支撑基片的基片支撑件；
用以调节该等离子处理室外壳内压力的压力调节器；
至少一个用以提供功率至该等离子处理室外壳以维持等离子的电极；
至少一个电气连接到该至少一个电极的RF功率源；
用于提供气体至该等离子处理室外壳的气体入口；以及
用于从该等离子处理室外壳排出气体的气体出口；气体源与该气体入口流体连通，该气体源包括：
抗反射涂覆层开口气体源，包括CF3I源、含氟碳化合物气体源和含氧气体源；以及
蚀刻气体源；
控制器，以可控方式连接到该气体源和该至少一个RF功率源，包括：
至少一个处理器；以及
计算机可读介质，包括：
用于开口该抗反射涂覆层的计算机可读代码，包括：
用于将包括分别来自该CF3I源、该含氟碳化合物气体源和该含氧气体源的CF3I、含氟碳化合物气体和含氧气体的抗反射涂覆层开口气体通入该等离子室的计算机可读代码；
用于由该抗反射涂覆层开口气体形成等离子的计算机可读代码；以及
用于停止该抗反射涂覆层开口气体流的计算机可读代码；以及
用于通过该开口的抗反射涂覆层将线条图案特征蚀刻进该蚀刻层的计算机可读代码，
其中该抗反射涂覆层开口气体中的CF3I降低该蚀刻层的线条图案特征的密集区域和稀疏区域之间的CD偏置负载，并且其中所述CF3I为所述抗反射涂覆层开口气体总流量的1至50％。
11.一种在设在图案化掩模下方的抗反射涂覆(ARC)层下方的蚀刻层中蚀刻线条图案的设备，该设备包括：
开口该抗反射涂覆层的装置，包括：
提供包括CF3I、含氟碳化合物气体和含氧气体的抗反射涂覆层开口气体的装置；
由该抗反射涂覆层开口气体形成等离子以开口该抗反射涂覆层的装置；以及
停止提供该抗反射涂覆层开口气体的装置；以及
通过该开口的抗反射涂覆层将线条图案特征蚀刻在该蚀刻层中的装置，
其中该抗反射涂覆层开口气体中的CF3I降低该蚀刻层的线条图案特征的密集区域和稀疏区域之间的CD偏置负载，并且其中该提供抗反射涂覆层开口气体的装置提供的CF3I流量为该抗反射涂覆层开口气体总流量的大约1至50％。
12.根据权利要求11所述的设备，其中该等离子在从开口该抗反射涂覆层到蚀刻线条图案特征中不淬灭，其中该蚀刻线条图案特征的装置包括：
提供包括含氟碳化合物气体和含氧气体的蚀刻气体的装置；
保持该蚀刻气体形成的等离子的装置；以及
停止提供该蚀刻气体的装置。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其中该图案化掩模是具有线条间隔图案的光刻胶(PR)掩模。
14.根据权利要求11或12所述的设备，其中该抗反射涂覆层包括底部抗反射涂覆(BARC)层或电介质抗反射涂覆(DARC)层的至少一个。
15.根据权利要求11或12所述的设备，其中该提供抗反射涂覆层开口气体的装置提供包括CF4或CHF3至少一个的含氟碳化合物气体。
16.根据权利要求11或12所述的设备，其中该提供抗反射涂覆层开口气体的装置提供的CF3I流量为所述抗反射涂覆层开口气体总流量的大约2至40％。
17.根据权利要求11或12所述的设备，其中该提供抗反射涂覆层开口气体的装置提供的CF3I流量为所述抗反射涂覆层开口气体总流量的大约10-25％。
18.根据权利要求3或4所述的方法，其中该图案化掩模是具有线路间隔图案的光刻胶(PR)掩模。
19.根据权利要求18所述的方法，其中该抗反射涂覆层包括底部抗反射涂覆(BARC)层或电介质抗反射涂覆(DARC)层的至少一个。
20.根据权利要求19所述的方法，其中该含氟碳化合物气体包括CF4或CHF3的至少一个。
21.根据权利要求20所述的方法，其中CF3I为所述抗反射涂覆层开口气体总流量的大约2至40％。
22.根据权利要求20所述的方法，其中CF3I为所述抗反射涂覆层开口气体总流量的大约10-25％。
23.根据权利要求13所述的设备，其中该抗反射涂覆层包括底部抗反射涂覆(BARC)层或电介质抗反射涂覆(DARC)层的至少一个。
24.根据权利要求23所述的设备，其中该提供抗反射涂覆层开口气体的装置提供包括CF4或CHF3至少一个的含氟碳化合物气体。
25.根据权利要求24所述的设备，其中该提供抗反射涂覆层开口气体的装置提供的CF3I流量为所述抗反射涂覆层开口气体总流量的大约2至40％。
26.根据权利要求24所述的设备，其中该提供抗反射涂覆层开口气体的装置提供的CF3I流量为所述抗反射涂覆层开口气体总流量的大约10-25％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |