CN112133676A - 一种在衬底上的高深宽比接触通孔的底部打开保护层的方法 - Google Patents

Abstract

一种在衬底上的高深宽比接触通孔的底部打开保护层的方法，包括：提供一个衬底和衬底上第一层和第二层保护沉积；衬底具有在其中形成有通孔图案的第一层和保护地沉积在第一层上的第二层；第二层顺着第一层、沿着第一层的顶表面延伸，在通孔图案的入口处包裹在拐角上，并渗透覆盖到通孔中在与通孔图案的侧壁和底部相符合的同时，该通孔图案部分地建立接触通孔图案，在接触通孔图案的大约中间深度处测量的初始孔中部临界尺寸CD，以及在近似顶部处测量的初始顶部CD；并测量最终临界尺寸，该临界尺寸位于所述触点的中部深度，包括位于所述入口的所述拐角处；接触通孔图案的特征在于第二层包裹在通孔图案的拐角上时具有初始拐角轮廓。

Description

一种在衬底上的高深宽比接触通孔的底部打开保护层的方法

技术领域

本发明涉及集成电路(IC)的制造，尤其是气体团簇离子束(GCIB)处理工艺。

背景技术

通常，在集成电路(IC)的制造期间，半导体生产设备利用(干式)等离子体蚀刻工艺来沿着细线或在半导体衬底上构图的通孔或触点内去除或蚀刻材料。等离子体刻蚀工艺的成功需要选择适合刻蚀一种材料同时以实质上更低的速率刻蚀另一种材料的化学反应物。此外，等离子蚀刻工艺的成功需要在将蚀刻工艺均匀地施加到衬底上的同时实现可接受的控制轮廓。然而，在某些蚀刻应用中，常规蚀刻工艺可能无法实现均匀地施加在整个衬底上的可接受的轮廓控制。

发明内容

本发明的目的是，本及气体团簇离子束刻蚀加工。用于在通过衬底的接触点的底部打开保护层的方法。所述方法包括提供具有第一层的衬底，该第一层具有在其中形成的孔(即触点)图案，并且具有第二层共形沉积于第一层和所述孔图案内，以建立具有初始临界尺寸(CD)的接触孔图案。方法进一步包括蚀刻第二层的底部接触通孔，以实现目标蚀刻工艺指标。

本发明的技术方案是，一种在衬底上的高深宽比接触通孔的底部打开保护层的方法，包括：提供一个衬底和衬底上第一层和第二层保护沉积；衬底11具有在其中形成有通孔图案14的第一层12和保护地沉积在第一层上的第二层13A；第二层13A顺着第一层12、沿着第一层12的顶表面12A延伸，在通孔图案14的入口14A处包裹在拐角12B上，并渗透覆盖到通孔中在与通孔图案14的侧壁12C和底部12D相符合的同时，该通孔图案14部分地建立接触通孔图案15A，在接触通孔图案15A的大约中间深度处测量的初始(孔中部)临界尺寸(CD)16AM，以及在近似顶部处测量的初始顶部CD 16AT；并测量最终临界尺寸(CD)，该临界尺寸大约位于所述触点的中部深度，包括位于所述入口的所述拐角处；接触通孔图案15A的特征在于第二层13A包裹在通孔图案14的拐角12B上时具有初始拐角轮廓13AC；其中，所述蚀刻包括为所述GCIB选择束能量分布，以将所述第二层的拐角轮廓的腐蚀减小到10nm或更小，其中，通过测量所述初始和最终之间的差来评估所述拐角轮廓的所述腐蚀。

其中所述选择束流能量分布包括为所述GCIB通过的增加的压力区域设置背景气体压力，或为所述GCIB通过的增加的压力区域设置背景气体流量，或两者都设置；所述GCIB蚀刻过程包括设置一个或多个GCIB属性,并在至少一个表示一个或多个GCIB属性组成的集簇选择GCIB组成、气体团簇离子束剂量,气体团簇离子束加速；GCIB组成的流量。

其中所述的GCIB蚀刻工艺包括:将所述衬底安全地保存在减压环境中；由包括碳(C)、氢(H)和卤素元素的蚀刻气体组成的加压气体形成气簇离子束(GCIB)；

加速所述GCIB至所述减压环境；将所述加速GCIB辐照到所述衬底的至少一部分上，以选择性地蚀刻所述衬底上的所述第二层。

其中所述蚀刻气体包括单取代的卤甲烷，二取代的卤甲烷，或三取代的卤甲烷，或两者或两者以上的任何组合；所述蚀刻气体包括CHF₃、CHCl₃或CHBr₃。所述加压气体进一步包括He,Ne,Ar,Kr,Xe,O₂,CO,CO₂,N₂,NO,NO₂,N₂O,NH₃,F₂,HF,SF₆，或NF₃，或两者或两者以上的任何组合。

选择一个或多个目标蚀刻过程指标,表示一个或多个目标蚀刻过程指标包括说第一层的腐蚀速率,表示第二层的腐蚀速率,腐蚀速率的衬底之间的刻蚀性选择,第一层和第二层,第二个层和衬底之间的选择性腐蚀,第二层表面粗糙度的说,衬底的表面粗糙度,,所述通过图形的(孔)接触点初始和最终CDs在所述近似中等深度处的差异，以及所述接触点通过图形的所述角轮廓；

除了为所述GCIB选择波束能量分布外，还为所述GCIB操作所述GCIB工艺条件设置一个或多个附加的GCIB性能，以执行所述GCIB蚀刻工艺并实现所述一个或多个目标蚀刻工艺指标。

有益效果：本发明的实施例涉及各种材料的GCIB蚀刻处理，以实现目标蚀刻工艺指标。用于在通过衬底的接触点的底部打开保护层的方法。所述方法包括提供具有第一层的衬底，该第一层具有在其中形成的孔(即触点)图案，并且具有第二层共形沉积于第一层和所述孔图案内，以建立具有初始临界尺寸(CD)的接触孔图案。包括蚀刻通过第二层的底部,腐蚀是由辐射的基质气体集群离子束(GCIB)GCIB腐蚀过程。接触孔的临界尺寸(CD)没有大的损失。本发明蚀刻速率，蚀刻选择性，包括CD(临界尺寸)控制在内的轮廓控制和表面粗糙度的选择成功完成图案蚀刻的基本指标。例如，当将特征图案转移到衬底上的材料层中时，重要的是在控制图案轮廓和图案表面以及相邻表面的表面粗糙度和表面粗糙度的同时，以足以实现足够的处理产量的速率选择性地蚀刻一种材料。在空间上针对在衬底上的材料层中形成的特征图案调节这些参数的控制。

附图说明

图1A至1E以图形方式描绘了用于在接触通孔的底部打开保护保护层的各种方法。该衬底11具有在其中形成有通孔图案14的第一层12(见图1A)和保护地沉积在第一层上的第二层13A(见图1B)。在图1中并且如图1D所示，蚀刻第二层13A以使在通孔图案14的底部12D处的接触通孔图案15A延伸穿过第二层13A，图1E所示，可以通过测量接触通孔15C的最终顶部CD 16CT和接触通孔图案15A的初始顶部CD 16AT之间的差来量化拐角13CC处的腐蚀量。

图2提供了流程图20，其示出了根据一个实施例的用于在衬底上蚀刻各种材料的方法。

图3A中，给出了GCIB的气体团簇离子束能量分布函数的示意图。

在图3B中，给出了GCIB的气体团簇离子束角分布函数的示意图。

图4A到4L，图形化地描述用于在衬底上蚀刻材料的示例数据。提供了用于相对蚀刻氧化硅和氮化硅的示例数据，以及相对于硅和/或其他含硅或含锗层或衬底材料的示例数据。这些数据有助于说明几种重要的GCIB刻蚀工艺参数对GCIB参数的依赖关系。该数据适用于定义GCIB工艺条件通过图形进行接触。

图5、6或7中描述的GCIB处理系统中的任何一个(100、100'或100”)，或它们的任意组合。图8示出了用于电离气体团簇射流(图5、6和7的气体团簇束118)的电离器(122，图5、6和7)的部分300离子发生器也可以从等离子体中提供电子来电离簇。

图9离子发生器结构示意图。

具体实施方式

在各种实施例中，描述了使用气体团簇离子束(GCIB)处理在衬底上蚀刻包括高深宽比(HAR)(孔)的接触层的层的方法。图中所示的各种实施例是说明性表示，并且不一定按比例绘制。

这里所使用的衬底一般是指按照本发明进行加工的对象。所述衬底可以包括设备的任何材料部分或结构，特别是半导体或其他电子设备，并且可以是基底衬底结构，例如半导体晶片或基底衬底结构上的一层或覆盖基底衬底结构，例如薄膜。因此，衬底并不打算局限于任何特定的基底结构、下垫层或上覆层、有图案的或无图案的，而是考虑包括任何这样的层或基底结构，以及层和基底结构的任何组合。下面的描述可能会引用特殊类型的衬底，但这只是为了说明的目的，而不是限制。如以上部分所述，蚀刻速率，蚀刻选择性，包括CD(临界尺寸)控制在内的轮廓控制和表面粗糙度在其他过程结果中提供了确定成功图案蚀刻的基本指标。例如，当将特征图案转移到衬底上的材料层中时，重要的是在控制图案轮廓和图案表面以及相邻表面的表面粗糙度和表面粗糙度的同时，以足以实现足够的处理产量的速率选择性地蚀刻一种材料。此外，重要的是，对于在衬底上的材料层中形成的所有特征图案，均匀地控制蚀刻速率，蚀刻选择性和蚀刻轮廓，或在空间上针对在衬底上的材料层中形成的特征图案调节这些参数的控制衬底。

例如，当在诸如三维(3D)闪存的存储器结构中执行高纵横比(HAR)接触触点蚀刻时，蚀刻轮廓控制至关重要。在打开HAR触点期间，常规蚀刻工艺(例如反应离子蚀刻(RIE)工艺)无法产生可接受的结果。尤其是，RIE会导致接触孔的临界尺寸(CD)损失，并在接触孔的入口处造成严重的角腐蚀，这两种情况都是不可接受的，一旦填充接触点，就会导致不良的电性能。

因此，根据各种实施例，描述了用于在衬底或衬底上的接触通孔的底部处打开保护保护层的方法。现在参考附图，其中相同的附图标记在几个视图中表示对应的部分。

图1A至1E以图形方式描绘了用于在接触通孔的底部打开保护保护层的各种方法。此外，图2提供了流程图20，其示出了根据一个实施例的用于在衬底衬底上蚀刻各种材料的方法。

流程图2中所示的方法从21开始，提供衬底11，该衬底11具有在其中形成有通孔图案14的第一层12(见图1A)和保护地沉积在第一层上的第二层13A(见图1B)。如图1A-B所示，并且在通孔图案14内。第二层13A顺着第一层12，沿着第一层12的顶表面12A延伸，在通孔图案14的入口14A处包裹在拐角12B上，并渗透到通孔中在与通孔图案14的侧壁12C和底部12D相符合的同时，该通孔图案14可以部分地建立接触通孔图案15A。如图1B所示，接触通孔图案15A的特征在于，在接触通孔图案15A的大约中间深度处测量的初始(孔中部)临界尺寸(CD)16AM，以及在近似顶部处测量的初始顶部CD 16AT。此外，接触通孔图案15A的特征可以在于第二层13A包裹在通孔图案14的拐角12B上时具有初始拐角轮廓13AC。

衬底11可以包括大块硅衬底、单晶硅(掺杂或未掺杂)衬底、绝缘体上半导体(SOI)衬底或任何其他包含的半导体衬底，例如Si,SiC,SiGe,SiGeC,Ge,GaAs,InAs,InP,，以及其他Ⅲ/Ⅴ或Ⅱ/Ⅵ化合物半导体,或两者的任何组合(第Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ组请参阅元素周期表中的经典或旧的IUPAC表示法，根据修订的或新的IUPAC表示法，这些组分别指的是第2、13、15、16组)。衬底11可以是任何大小，例如200mm(毫米)的衬底、300mm的衬底、450mm的衬底，或者更大的衬底。

第一层12可以包括氧化物，例如一层二氧化硅(SiO2)，或者更一般地说，SiOx，其中x是一个正数。第一层12可以包括引入其中的掺杂剂或其他材料。第一层12可以包括低介电常数(low-k)层。第二层13A可包括氧化物-氮化物-氧化物(ONO)层。例如，第二层13A可以包括含有氧化硅、氮化硅和氧化硅的多层膜。第二层13A可使用一种或多种沉积工艺沉积。一个或多个沉积过程可能包括化学气相沉积(CVD)，等离子体增强CVD，原子层沉积(ALD)，等离子体增强ALD，或GCIB沉积过程，或两者或两者以上的任何组合。第二层13A的厚度从5纳米到100纳米不等。另外，第二层13A的厚度可能在10nm到50nm之间。另外，第二层13A的厚度可能在20nm到40nm之间。例如，第二层13A的厚度可以为约25nm至约35nm，或约30nm。在图1中并且如图1D所示，蚀刻第二层13A以使在通孔图案14的底部12D处的接触通孔图案15A延伸穿过第二层13A，并形成接触通孔15C。在形成接触通孔15C之后，第二层13A的至少一部分13C保留在第一层12的顶表面12A上、通孔图案14的入口14A处的拐角12B、以及通孔图案14的侧壁12C上。通过根据GCIB蚀刻工艺用气体团簇离子束(GCIB)照射衬底11，来进行第二层13A的部分蚀刻以形成接触通孔15C。

接触通孔15C的特征可以在于5：1或更大的深宽比(纵横比，深度：直径)，其中，该纵横比是通过GCIB蚀刻工艺之后的接触通孔15C的深度与接触的最终临界尺寸CD 16CM之间的比率来测量的。接触通孔15C深宽比可以为10：1或更大。

此外，在形成接触通孔15C的过程中，期望将接触通孔15C中的CD损失和拐角轮廓13CC的腐蚀保持在最小。如图1所示，如图1D，可以将CD损耗的值测量为用于接触通孔15C的最终中间CD 16CM和用于接触通孔图案15A的初始中CD 16AM之间的差。优选地，CD损耗的值为10nm或更小，更优选地，CD损耗的值为5nm或更小，或4nm或更小，或3nm或更小，最优选地为2nm或更小。

此外，如图1E所示，可以通过测量接触通孔15C的最终顶部CD 16CT和接触通孔图案15A的初始顶部CD 16AT之间的差来量化拐角13CC处的腐蚀量。最好，top-CD的差值为10nm或更小，更理想的是，top-CD的差值为5nm或更小，或4nm或更小，或3nm或更小，或最理想的是2nm或更小。另一个衡量GCIB刻蚀工艺性能的指标是第一层12的上表面12A上的第二层13A厚度16CF的变化。优选地，厚度16CF的变化值为10nm或更小。当使用GCIB刻蚀工艺时，通过图形接触通孔图案15A可以实现上述规格，如下文所述。

然而，如图1所示：如图1C所示，当使用诸如RIE的常规蚀刻工艺来延伸接触通孔图案15A穿过第二层13A并形成接触通孔15B而同时保留第二层13A的至少一部分13B时，最终结果不令人满意，并且通常，当前和将来的电子设备不可接受这个方案。如在相关技术的描述中所指出的，轮廓和CD控制是常规蚀刻工艺通常不能达到的令人满意的重要参数，从而使设备制造商满意。对于用于存储器制造的接触通孔图案，CD损失可能是过多的，并且相对于初始拐角轮廓13AC，在通孔图案14的入口14A处的拐角轮廓13BC的腐蚀可能是严重的。在前者中，CD损失可能超过10nm。在后者中，拐角轮廓13BC的腐蚀可以使得构成第二层13B的ONO层的一个或多个子层被穿透，或者第二层13B在拐角12B处被完全消耗，从而暴露出第一层12。在这种情况下，用于接触通孔15B的最终顶部CD 16BT与用于接触通孔图案15A的初始顶部CD 16AT之间的差可以超过10nm。

为了实现图1A，1B，1D，1E和2中所示和描述的GCIB刻蚀工艺和结果，GCIB刻蚀工艺包括在气体团簇离子束(GCIB)处理系统内放置衬底(例如衬底衬底11)，并在衬底保持器周围保持减压环境，以将衬底保持在GCIB处理系统中。GCIB处理系统可以包括以下在图5、6或7中描述的GCIB处理系统中的任何一个(100、100'或100”)，或它们的任意组合。

GCIB蚀刻工艺在将衬底11牢固地保持在GCIB处理系统的减压环境内的情况下进行。衬底11的温度可以被控制或可以不被控制。例如，可以在GCIB预处理，蚀刻或后处理过程中加热或冷却衬底11。在进行GCIB刻蚀工艺时，选择一个或多个目标刻蚀工艺参数。如上所述,在下面更详细地讨论,目标蚀刻过程指标可能包括第一层的腐蚀速率、第二层的腐蚀速率,腐蚀选择性在第一层和第二层之间,第二层和衬底之间的刻蚀选择性,第二层的表面粗糙度、衬底表面粗糙度，通过腐蚀的联系,通过CD的接触和通过的接触的角侧面的测量。可设置一个或多个GCIB工艺条件决定GCIB性能，以操作GCIB处理系统执行GCIB蚀刻工艺并实现一个或多个目标蚀刻工艺指标。除蚀刻工艺指标外，还可以使用其他指标，包括触点填充完成后的电气测试指标。

在GCIB处理系统中，气体簇离子束(GCIB)由包含至少一种蚀刻气体的加压气体形成。所述至少一种蚀刻气体可包括卤素元素。所述至少一种蚀刻气体可包括卤素元素和从由C、H、N和S组成的组中选择的一种或多种元素。

例如，至少一种蚀刻气体可以包括F₂、Cl₂、Br₂、NF₃或SF₆。此外，至少一种蚀刻气体可包括卤化物，如HF、HCl、HBr或HI。此外，至少一种蚀刻气体可包单取代的一卤甲烷(如CH₃F,CH₃Cl,CH₃Br,CH₃I)，一个二卤代甲烷(如CH₂F₂,CH₂ClF,CH₂BrF,CH₂FI,CH₂Cl₂,CH₂BrCl,CH₂CII,CH₂Br₂,CH₂BrI,CH₂I₂)，一个三卤代甲烷(如CHF₃,CHClF₂,CHBrF₂,CHF₂l,CHCl₂F,CHBrClF,CHClFI,CHBr₂F,CHBrFI,CHFI₂,CHCl₃,CHBrCl₂,CHCl₂I,CHBr₂Cl,CHBrClI,CHClI₂,CHBr₃,CHBr₂I,CHBrI₂,CHI₃)，或者是四卤代甲烷(如CF₄,CClF₃,CBrF₃,CF₃I,CCl₂F₂,CBrClF₂,CClF₂I,CBr₂F₂,CBrF₂I,CF₂I₂,CCl₃F,CBrCl₂F,CCl₂FI,CBr₂ClF,CBrClFI,CClFI₂,CBr₃F,CBr₂FI,CBrFI₂,CFI₃,CCl₄,CBrCl₃,CCl₃I,CBr₂Cl₂,CBrCl₂I,CCl₂I₂,CBr₃Cl,CBr₂ClI,CBrClI₂,CClI₃,CBr₄,CBr₃I,CBr₂I₂,CBrI₃,CI₄)。

为了形成GCIB，蚀刻气体的组分应选择在相对高的压力(如一个大气压或更大的压力)下单独或与载气(如包括氮气的惰性气体)结合存在的气态。在一个实施例中，当蚀刻含硅和/或含锗材料时，至少一种蚀刻气体包括从F、Cl和Br组成的组中选择的卤素元素。所述至少一种蚀刻气体可进一步包括C或H，或C和H都包括。例如，所述至少一种蚀刻气体可包括卤化物或一卤甲烷。此外，例如，至少一种蚀刻气体可包括SF₆,NF₃,F₂,Cl₂,Br₂,HF,HCl,HBr,CClF₃,CBrF₃,CHClF₂或C₂ClF₅，或两者及两者以上的任何组合。

在另一实施例中，当蚀刻具有Si和一种或多种选自由O、C、N或Ge组成的组的元素的含Si材料时，至少一种蚀刻气体包括C、H和卤素元素。例如，蚀刻气体可以包括卤甲烷。另外，蚀刻气体可以包括CH₃F,CH₃Cl,CH₃Br,CHF₃,CHClF₂,CHBrF₂,CH₂F₂,CH₂ClF,CH₂BrF,CHCl₂F,CHBr₂F,CHCl₃,CHBrCl₂,CHBr₂Cl或CHBr₃，或者其两种或更多种的任意组合。

在另一个实施例中，当蚀刻一个ONO层图案的HAR触点通过时，蚀刻气体可以包括CHF₃。在另一个实施例中，当蚀刻一个ONO层通过一个HAR触点时，蚀刻气体可包括CHF₃和含氧气体，含氧气体可能包括O₂、CO、CO₂、NO、NO₂或N₂O。在另一个实施例中，当蚀刻ONO层图案HAR接触触点孔时，蚀刻气体可包括CHF₃和O₂。基于CHF₃的GCIB刻蚀工艺可以实现上述目标刻蚀工艺指标。

所述至少一蚀刻气体可包括第一蚀刻气体和第二蚀刻气体。在一个实施例中，第一蚀刻气体包含Cl或Br，第二蚀刻气体包含F。例如，第一蚀刻气体可以包含Cl₂，第二蚀刻气体可以包含NF₃。在另一个实施例中，第一蚀刻气体包含一卤甲烷或卤化物，第二蚀刻气体包含F、Cl或Br。在另一个实施例中，第一蚀刻气体包含C、H和卤素元素，第二蚀刻气体包含F、Cl或Br。例如，第一腐蚀气体可能含有CHF₃、CHCl₃或CHBr₃，第二腐蚀气体可能含有NF₃或Cl₂。第一刻蚀气体和第二刻蚀气体可以连续地引入到GCIB中。或者，第一蚀刻气体和第二蚀刻气体可以交替地、顺序地引入GCIB。所述加压气体还可以包括含有卤素元素的化合物；含有F和C的化合物；含有H和C的化合物；或含有C、H、F的化合物，或两者或两者以上的任何组合。此外，加压气体还可以包括含氯化合物、含氟化合物或含溴化合物。此外，加压气体还可以包括一种化合物，该化合物包含从由C、F、H、Cl和Br组成的基团中选择的一种或多种元素。此外，加压气体还可进一步包括含硅化合物、含锗化合物、含氮化合物、含氧化合物、含碳化合物，或两者或两者以上的任何组合。此外，加压气体还可以包括从B、C、H、Si、Ge、N、P、As、O、S、F、Cl和Br组成的组中选择的一个或多个元素。此外，加压气体还可能包括He、Ne、Ar、Kr、Xe、O₂、CO、CO₂、N₂、NO、NO₂、N₂O、NH₃、F₂、HF、SF₆或NF₃，或两者或两者以上的任何组合。甚至更进一步，GCIB可以从至少包含一种掺杂剂的加压气体中产生，或用于沉积或生长薄膜的成膜成分，或两者及两者以上的任何组合。

在另一个实施例中，可以交替地和顺序地使用包含蚀刻气体的第一加压气体和包含成膜气体的第二加压气体来生成GCIB。在其他实施例中，可以在蚀刻过程中调整GCIB的组合物和/或滞止压力。

如上所述，为GCIB设置一个或多个GCIB工艺条件的一个或多个GCIB属性，以实现一个或多个目标蚀刻工艺指标。为了实现上述目标蚀刻工艺指标，如蚀刻速率、蚀刻选择性、表面粗糙度控制、轮廓控制等，可以通过以下操作生成GCIB:选择一个气体团簇离子束加速电位、一个或多个气体团簇离子束聚焦电位和一个气体团簇离子束剂量；根据梁的加速度势加速GCIB；根据一束或多束聚焦势将GCIB聚焦；以及根据所述束剂量将所述加速的GCIB照射到所述衬底的至少一部分上。

此外,除了这些GCIB属性,气体团簇离子束能量、气体团簇离子束能量分布,气体团簇离子束角分布,气体团簇离子束发散角，滞止压力、临界温度、质量流量,集群规模、集群大小分布,气体团簇离子束大小，束组成,束电极电位或气体喷嘴设计(如喷嘴喉部直径、喷嘴长度、和/或喷嘴发散部分半张角)可能被选中。可以选择任何一个或多个上述GCIB属性，以实现对目标蚀刻过程指标的控制，如上述所述。此外，可以修改前面提到的任何一个或多个GCIB属性，以实现对目标蚀刻过程指标控制。在图3A中，给出了GCIB的气体团簇离子束能量分布函数的示意图。例如，图3A图示了几种气体团簇离子束能量分布(30A、30B、30C、30D)，其中，当一个气体团簇离子束沿着35方向的分布前进时，气体团簇离子束能量峰值下降，能量分布变宽。

通过引导相应的GCIB沿着GCIB路径穿过增加的压力区域，使GCIB的至少一部分穿过增加的压力区域，可以修改GCIB的束能量分布函数。气体团簇离子束能量分布的修正程度可以用沿GCIB路径至少一部分的压力距离(d)积分来表示。当压力-距离积分值增加时(通过增加压力和/或路径长度(d))，气体团簇离子束能量分布变宽，峰值能量降低。当压力-距离积分值减小(通过减小压力和/或路径长度(d))时，气体团簇离子束能量分布变窄，峰值能量增加。例如，可以通过扩大气体团簇离子束能量分布来增加气体团簇离子束的发散度，也可以通过缩小气体团簇离子束能量分布来减小束的发散度。

沿GCIB路径至少一部分的压力-距离积分可以等于或大于约0.0001torr-cm。或者，沿至少一部分GCIB路径的压力-距离积分可以等于或大于0.001torr-cm。或者，沿至少一部分GCIB路径的压力-距离积分可能等于或大于0.01torr-cm。例如，沿GCIB路径至少一部分的压力-距离积分可以从0.0001torr-cm到0.01torr-cm。另一个例子，沿GCIB路径至少一部分的压力-距离积分可以从0.001torr-cm到0.01torr-cm。

另外，可以通过修改或改变相应的GCIB的电荷状态来修改GCIB的束能量分布函数。例如，电荷状态可以通过调整电子通量、电子能量或用于电子碰撞诱导气体簇电离的电子的电子能量分布来改变。在图3B中，给出了GCIB的气体团簇离子束角分布函数的示意图。例如，图3B图示了第一束角分布函数40，其特征是在入射方向为45(即入射方向为45)的第一个峰值42(相对角度为0°)和第一宽度44(半最大值时的全宽度(FWHM))。此外，举例来说，图3B显示了第二束角分布函数40'，其特征是在入射方向45'处的第二束角分布函数42'，即在入射方向45'处的第二束角分布函数42'(相对角度为0°)和第二宽度44'(半最大值处的全宽度(FWHM))。第一个波束角分布函数40表示一个较窄的分布(或相对较窄的波束发散角)，第二个波束角分布函数40'表示一个相对较宽的分布(或相对较宽的波束发散角)。因此，可以通过改变气体团簇离子束角分布函数(改变第一气体团簇离子束角分布函数40和第二气体团簇离子束角分布函数40'之间的角分布)来调整GCIB相对于衬底上正入射的方向性。利用上述技术可以对气体团簇离子束角分布函数或气体团簇离子束发散角进行修正，以修正气体团簇离子束能量分布函数。

在一个或多个GCIB属性GCIB过程的条件可能包括GCIB组成、剂量、束加速的潜力,束聚焦的潜力,气体团簇离子束能量、气体团簇离子束能量分布,气体团簇离子束角分布、气体团簇离子束发散角、GCIB组成的流量、滞止压力、一个临界温度、背景气体压力增加压力区域、GCIB通过的或所述GCIB通过的增加的压力区域的背景气体流量(压力单元p值，将在下面更详细地讨论)。

在另一个实施例，一个或多个GCIB属性的设置来实现一个或多个目标蚀刻过程指标可能包括设置一个GCIB组成,一束加速的潜力,GCIB组成的流量,和背景气体流量增加压力区域通过GCIB通过实现两个或两个以上的目标第一材料腐蚀速率和/或第二个材料,在第一材料和第二材料之间的目标蚀刻选择性，以及用于第一材料和/或第二材料的目标表面粗糙度。

如下所示，可以调整一个或多个GCIB属性，以将第一和第二材料之间的目标蚀刻选择性调整为小于单位、大体上接近单位和高于单位的值。此外，可以将第一种材料和/或第二种材料的目标表面粗糙度调整为小于或等于5埃的值。此外，还可以调整一个或多个GCIB性能，使第一和/或第二材料达到相对较高的刻蚀速率条件，或使第一和/或第二材料达到相对较低的刻蚀速率条件。

在使用压力元件时，可根据束加速电位，通过减压环境将GCIB加速向被减速器方向。对于GCIB，束加速电位可达100kV，束能量可达100keV，簇的大小可达数万个原子，束剂量可达每平方厘米约1x10¹⁷个簇。例如，GCIB的束加速电位可能在1千伏至70千伏之间(在平均簇电荷状态为单位的情况下，束能范围可为1keV左右至70keV左右)。此外，GCIB的束剂量可能从每平方厘米约1×10¹²簇到每平方厘米约1×10¹⁴簇。

GCIB可以建立每原子能量比为0.25eV到100eV。或GCIB可以建立每原子能量比为0.25eV到10eV。或GCIB可以建立每原子能量比，从每原子约1eV到约10eV。

每原子具有所需能量比的GCIB的建立可能包括束加速势的选择，形成GCIB的滞止压力，或气体流速，或两者的任何组合。束加速势可用于增加或减少束能或每个离子簇的能。例如，在GCIB的形成过程中，滞止压力的增加导致了簇团规模的增加(在GCIB形成过程中，滞止压力的增加导致了簇团规模的增加，指每个簇的原子数)，因此，在给定的束加速势下，每个原子的能量比会降低。

在此，束剂量的单位是每单位面积的集群的量，气体团簇离子束剂量也可能包括气体团簇离子束电流和/或时间(GCIB的驻留时间)。例如，可以测量气体团簇离子束电流并保持恒定，同时改变时间以改变气体团簇离子束剂量。或每单位面积上的簇撞击衬底表面的速率(每单位面积上的簇撞击衬底表面的速率)。每单位面积内的簇数可保持不变，而改变时间则可改变气体团簇离子束剂量。

图2中描述的方法可以进一步包括改变一个或多个目标蚀刻过程度量来创建一个或多个新的目标蚀刻过程度量,并设置一个或多个额外的附加GCIB属性、GCIB过程条件来实现蚀刻过程指标。

根据另一个实施例，除了用GCIB照射衬底衬底11外，另一个GCIB可用于附加的控制和/或功能。衬底11的辐照由另一个GCIB进行，例如第二个GCIB，可以在使用GCIB之前、期间或之后进行。例如，另一个GCIB可用于使衬底衬底的一部分掺杂有杂质。另一个GCIB可用于修改衬底衬底11的一部分，以改变衬底衬底11的性能。另一个GCIB可用于蚀刻衬底衬底11的一部分，以从衬底衬底11上除去额外的材料。另一个GCIB可用于清洗衬底衬底11的一部分，以除去衬底衬底11上的其他物质或残留物，例如含卤素残留物。另一个GCIB可用于在衬底的一部分上生长或沉积材料11。掺杂、修饰、蚀刻、清洗、生长或沉淀可能包括从He、Ne、Ar、Xe、Kr、B、C、Se、Te、Si、Ge、N、P、As、O、S、F、Cl和Br组成的基团中选择一个或多个元素。

根据另一个实施例，受GCIB照射的衬底11的至少一部分可在受GCIB照射之前或之后进行清洗。例如，清洗过程可能包括干洗过程和/或湿式清洗过程。此外，受GCIB辐照的衬底11的至少一部分可在用GCIB辐照后退火。

根据另一个实施例，在制备和/或蚀刻衬底11时，衬底11的任何部分，或通过/通过接触图案的接触，可进行校正处理。在校正处理过程中，可以使用与GCIB处理系统耦合的地铁测量系统获取计量数据，无论是在原现场还是在非原现场。计量系统可包括但不限于各种衬底检测系统，包括但不限于光学检测系统、x射线荧光光谱系统、四点探测系统、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)等。此外，计量系统可包括光学数字轮廓仪(ODP)、散射计、椭圆偏振计、反射计、干涉仪或两者或两者以上的任何组合。

例如，计量学系统可以构成光学散射测量系统。散射测量系统可以包括结合了气体团簇离子束轮廓椭圆仪(椭圆仪)和气体团簇离子束轮廓反射仪(反射仪)的散射仪，可从KLA-Tencor Corporation或Nanometrics，Inc.(1550)购得。另外，例如，原位计量系统可以包括被配置为测量衬底上的计量数据的集成光学数字轮廓测量散射测量模块。

计量数据可以包括参数数据，例如与衬底、衬底上形成的任何层或子层以及/或器件在衬底上的任何部分相关的几何、机械、电气和/或光学参数。例如，计量数据可以包括任何可由上述计量系统测量的参数。此外,计量数据可以包括膜厚度,表面和/或界面粗糙度、表面污染,功能深度、槽深度、通过深度、宽度、功能沟宽度、通过宽度、一个关键维度(CD)、一个或两个电阻或任何组合更多。

计量数据可以在衬底衬底上的两个或多个位置进行测量。此外，可以为一个或多个衬底衬底获取和收集这些数据。一旦使用计量系统收集了一个或多个衬底的计量数据，计量数据就会提供给控制器以计算校正数据。计量数据可以通过物理连接(如电缆)、无线连接或其组合在计量系统和控制器之间进行通信。校正数据可为衬底的特定位置处理而计算。给定衬底的校正数据包括将GCIB剂量作为衬底上的位置函数进行调制的过程条件，以便实现与传入计量数据相关的参数数据与给定衬底的目标参数数据之间的变化。例如，给定衬底的校正数据可以包括确定使用GCIB对给定衬底的参数数据的不均匀性进行校正的工艺条件。或者，给定衬底的校正数据可以包括确定使用GCIB来创建给定衬底参数数据的特定非均匀性的过程条件。

通过建立参数数据的期望变化与GCIB剂量之间的关系以及GCIB剂量与具有一组GCIB加工参数的GCIB工艺条件之间的建立关系，控制器确定每个衬底的校正数据。例如，可以使用数学算法来获取与传入计量数据相关的参数数据，计算传入参数数据与目标参数数据之间的差异，反转GCIB处理模式(即，刻蚀模式或沉积模式或两者都可)，以适应这种差异，并创建气体团簇离子束剂量轮廓，以实现GCIB处理模式利用参数数据的变化和GCIB剂量之间的关系。利用气体团簇离子束剂量与GCIB工艺条件之间的关系，可以确定GCIB加工参数来影响计算出的气体团簇离子束剂量轮廓。GCIB处理参数包括气体团簇离子束剂量、气体团簇离子束面积、气体团簇离子束轮廓、气体团簇离子束强度、气体团簇离子束扫描速率或曝光时间(或气体团簇离子束停留时间)，或两者或两者以上的任何组合。

在本实施例中可以成功地采用许多不同的选择数学算法的方法。在另一个实施例中，气体团簇离子束剂量轮廓可选择性地沉积附加材料，以实现参数数据的所需变化。

可以使用GCIB将校正数据应用于衬底。在校正处理过程中，GCIB可以配置为至少执行平滑、平摊、修改、掺杂、蚀刻、生长或沉淀中的一个，或两者或两者以上的任何组合。将校正数据应用于衬底可促进衬底缺陷的校正、衬底表面平整度的校正、层厚度的校正或层附着力的改善。一旦按照GCIB规范进行处理，衬底的均匀性或衬底参数数据的分布可在原位或非原位进行检查，并可酌情完成或改进该过程。现在来看图4A到4L，图形化地描述用于在衬底上蚀刻材料的示例数据。特别地，提供了用于相对蚀刻氧化硅和氮化硅的示例数据，以及相对于硅和/或其他含硅或含锗层或衬底材料的示例数据。这些数据有助于说明几种重要的GCIB刻蚀工艺参数对GCIB参数的依赖关系。并且，该数据适用于定义GCIB工艺条件通过图形进行接触。

图4A是二氧化硅(SiO2)的归一化刻蚀速率作为十二种GCIB工艺条件的函数的条形图。十二种GCIB刻蚀工艺的GCIB工艺条件所示。每个GCIB工艺条件的刻蚀速率使用ArGCIB进行标准化“A”。

如图4A所示，在大范围的GCIB工艺条件下，确定了二氧化硅(SiO₂)的腐蚀速率。当GCIB只包含Ar时，如在GCIB工艺条件“A”中，蚀刻速率由纯物理成分驱动，例如溅射。然而，图4A表明，可以选择GCIB组合物为刻蚀过程提供化学成分，并增加刻蚀速率。

如图4B所示，柱状图显示了二氧化硅(SiO₂)与光阻剂之间的腐蚀选择性，这是GCIB工艺条件的函数。刻蚀选择性是指二氧化硅(SiO₂)的刻蚀速率与光刻胶(P.R.)的刻蚀速率之间的关系(即E/R SiO₂与E/R P.R.)。对图4B的检查表明，基于CHF₃的GCIB组合物和基于Cl₂的GCIB组合物提供了超过统一的腐蚀选择性。

图4C是二氧化硅(SiO₂)和光致抗蚀剂(P.R.)的腐蚀速率随GCIB工艺条件和P-单元值的函数的数据图。三种GCIB刻蚀工艺的GCIB工艺条件中，每个GCIB工艺条件为各自GCIB组成中的每个化学成分提供了一个GCIB组成、一个束加速电位(kV)和一个流量(sccm)。从图4C可以看出，使用三种GCIB工艺条件中的任何一种，二氧化硅和光阻剂的腐蚀速率都随着P-单元单元值的增加而降低。

如图4D所示，柱状图显示了二氧化硅(SiO₂)与光致抗蚀剂之间的腐蚀选择性，GCIB工艺条件的函数。刻蚀选择性是指二氧化硅(SiO₂)的刻蚀速率与光刻胶(P.R.)的刻蚀速率之间的关系(即E/R SiO₂与E/R P.R.)。图4D显示:(1)SiO₂与P.R.的刻蚀选择性随P-单元值的增加而增加；(2)SiO₂和P.R.之间的刻蚀选择性可能会随着卤代甲烷组分中氧的加入而略有增加，尤其是在P-单元值较高的情况下；(3)与Cl₂基GCIB组合物相比，CHF₃基GCIB组合物对SiO₂和P.R.具有较高的腐蚀选择性。

如图4E所示，蚀刻表面在二氧化硅(SiO₂)中的表面粗糙度数据图GCIB工艺条件和P-单元单元值的函数。表面粗糙度(R_a，单位为埃，A)表示平均粗糙度。粗糙度可以用来测量界面和/或表面的不均匀性。例如，粗糙度的程度，如表面粗糙度，可以用数学描述为最大粗糙度(R_max)、平均粗糙度(R_a)(如图4E所示)或均方根粗糙度(R_q)。对图4E的检验表明:(1)SiO₂表面的平均粗糙度随着P-单元单元值的增大而减小；(2)基于CHF₃的GCIB组合物对SiO₂的平均粗糙度略高于基于Cl₂的GCIB组合物。

如图4F所示，柱状图显示了二氧化硅(SiO₂)的腐蚀速率以及二氧化硅(SiO₂)与光阻剂之间的腐蚀选择性，这是GCIB工艺条件的函数，刻蚀选择性是指二氧化硅(SiO2)的刻蚀速率与光刻胶(P.R.)的刻蚀速率之间的关系(即E/R SiO₂与E/R P.R.)。一些GCIB工艺条件进行了调整，以获得相对较低的表面粗糙度(3埃或更低的数量级)。单元图4F显示了相应的相对刻蚀速率和刻蚀选择性。显然，基于CHF₃的GCIB组合物表面粗糙度相对较低，蚀刻选择性相对较高。

图4G是对于20％CHF₃的GCIB组合物，光刻胶(PR)，二氧化硅(SiO₂)和氮化硅(SiN)相对于多晶硅(Si)的蚀刻选择性与流量的函数关系的条形图。GCIB工艺条件还包括60kV的束加速电势和0的P-单元值。随着流速从350sccm增加到550sccm，相对于Si的PR，SiO₂和SiN的蚀刻选择性从大于1的值到小于1的值。

图4H是二氧化硅(SiO₂)和多晶硅(Si)之间的腐蚀选择性的柱状图，它是GCIB工艺条件对10％CHF₃/He的GCIB组成的函数。如图4H所示，P-单元值的增加增加了SiO₂与Si之间的刻蚀选择性，而流速的增加降低了SiO₂与Si之间的刻蚀选择性。

GCIB工艺条件，包括GCIB成分、束加速电位、P-单元单元值和流速，蚀刻选择性可以从1到12之间变化，而平均粗糙度可以从1A到4A之间变化。

图4I数据图的二氧化硅的腐蚀速率,腐蚀速率的多晶硅(Si)和腐蚀选择性二氧化硅和硅之间流量的函数他添加到GCIB 10％CHF₃/O₂的成分。GCIB工艺条件下的蚀刻选择性峰值(约12.2)，在改变流速的同时，GCIB工艺条件下的其余参数保持不变。

图4J是光刻胶(P.R.)、二氧化硅(SiO₂)和氮化硅(SiN)的蚀刻选择性的柱状图，它是GCIB组成为10％CClF₃/He时的P-单元值的函数。GCIB工艺条件还包括60kv的束加速电位和450kv的流量。当P-单元值从0到40增加时，SiO₂和SiN相对于Si的刻蚀选择性增加，而P.R.相对于Si的刻蚀选择性降低。

图4K是光刻胶(P.R.)、二氧化硅(SiO₂)和氮化硅(SiN)相对于多晶硅(Si)的腐蚀选择性的柱状图，它是GCIB组成为10％CClF₃/He时的束加速电位的函数。GCIB工艺条件包括P-单元值为0和流速为450sccm。当电子束加速电位由60kv降至10kv时，其腐蚀选择性降低相对Si,SiO₂和SiN减小。GCIB工艺条件列举了在He中含有10％CBrF₃的GCIB组合物。在某些情况下，N₂被加入到GCIB中。通过调整各种GCIB工艺条件，包括GCIB的组成、束加速电位、P-单元值和流速，蚀刻选择性可以在0.3到2.5之间变化，而平均粗糙度可以在3A到30A之间变化。例如，N₂的加入加上增加的束加速电位，增加的p单元单元值，以及降低的蚀刻化合物的流速可以产生最小的平均粗糙度。

GCIB工艺条件列举了在He中含有20％CF₄的GCIB组合物。通过调整各种GCIB工艺条件，包括GCIB组成、束加速电位、P-单元单元值和流速，蚀刻选择性可以从约0.32到约0.54之间变化，而平均粗糙度约为2A到19A之间。

GCIB工艺条件列出了含20％N₂中NF₃的GCIB组合物。通过调整各种GCIB工艺条件，包括GCIB的组成、束加速电位、P-单元值和流速，蚀刻选择性可以从1到4变化，而平均粗糙度可以从2A到60A。以牺牲平均粗糙度为代价，可以获得较高的刻蚀速率和刻蚀选择性。此外，Si和SiN之间的刻蚀选择性似乎类似于p掺杂Si和SiN之间的刻蚀选择性。

在GCIB工艺条件下，氮气中含有含2％-6％Cl₂的GCIB组合物。在某些情况下，He、Ar或N₂被添加到GCIB中。通过调整各种GCIB工艺条件，包括GCIB成分、束加速电位、P-单元值和流速，蚀刻选择性可以从小于1到大约11，而10可以获得平均粗糙度，范围从大约12A到大约105A。

GCIB工艺条件所述的GCIB组合物在He中含有4％-6％的Cl₂。通过调整各种GCIB工艺条件，包括GCIB成分、束加速电位、P-单元值和流速，蚀刻选择性可以从1.4到6之间变化，而平均粗糙度可以从5A到40A。使用He作为Cl₂的载体似乎比使用N₂作为Cl₂的载体产生更低的平均粗糙度。

GCIB工艺条件，以及由此产生的腐蚀选择性(Si和SiN之间)和Si中的平均粗糙度。在每个GCIB工艺条件下，He中含有35％HCl的GCIB组合物。通过调整各种GCIB工艺条件，包括GCIB成分、束加速电位、P-单元值和流速，而平均粗糙度可以从15A到25A。

在图4L中，图形化地描述了用于蚀刻材料的示例性数据。图4L是三种GCIB刻蚀工艺的几种材料的刻蚀速率柱状图，包括NiFe、Cu、CoFe、Al、Al₂O₃,Ru,W,Mo,TaN,Ta,AlN,SiO₂、SiN、Si、SiC、光阻(P.R.)和SiCOH。GCIB流程包括:(A)Ar；NF₃/N₂(B)5％；CliHe(C)4％。三种GCIB刻蚀工艺工艺条件提供了一个GCIB组合物、一个束加速电位(kV)、一个与束能量分布函数修改有关的P单元值以及GCIB组合物的流速。

如图4L所示，使用Cl基GCIB化学而不是F基GCIB化学时，几种含金属材料(如CoFe、NiFe和Al)的腐蚀速率有提高的趋势。此外，当GCIB只包含Ar时，如在GCIB工艺条件“A”中，蚀刻速率是由纯物理成分驱动的，例如溅射。然而，从图4L可以看出，可以选择GCIB组合物为刻蚀过程提供化学成分，并增加刻蚀速率。

根据另一个例子，当蚀刻一个ONO层以图案一个HAR接触通过时，蚀刻气体可能包括CHF₃蚀刻气体可能进一步包括含氧气体，如O₂。如上所述，基于CHF₃的GCIB刻蚀工艺可以实现上述目标刻蚀工艺指标。P单元的值已由发明者确定，四舍五入。例如，P单元的值可能在15到80之间，或者更可能在20到70之间，或者更可能在50到70之间(例如，值为60)。

现在参照图5，根据实施例描述用于处理上述衬底的GCIB处理系统100。该GCIB处理系统100包括真空容器102、衬底衬底支架150、待处理衬底152和真空泵系统170A、170B和170C。衬底152可以是半导体衬底、晶圆片、平板显示器(FPD)、液晶显示器(LCD)或任何其他工件。将GCIB处理系统100配置为产生用于处理衬底152的GCIB。

参照图5中的GCIB处理系统100，真空容器102包括三个连通室，即源室104、电离/加速室106和提供减压外壳的处理室108。三个腔室分别通过真空泵系统170A、170B和170C抽真空到适当的工作压力。在三个连通腔104、106、108中，可以在第一腔(源腔104)中形成气簇束，在第二腔(电离/加速腔106)中形成气簇束GCIB，其中气簇束被电离和加速。然后，在第三腔(处理室108)中，加速的GCIB可用于处理衬底152。

如图5所示，GCIB处理系统100可以包括一个或多个气源，配置为将一个或多个气体或气体混合物引入真空容器102。例如，储存在第一气源111中的第一气体组合物在压力下通过第一气体控制阀113A进入气体计量阀或阀门113。此外，例如，储存在第二气源112中的第二气体组合物在压力下通过第二气体控制阀113B进入气体计量阀或阀门113。此外，例如，第一气体组合物或第二气体组合物或两者都可以包括可冷凝的惰性气体、载气或稀释气体。例如，惰性气体、载气或稀释气体可以包括惰性气体，即惰性气体。如He,Ne,Ar,Kr,Xe或Rn。

此外，第一气源111和第二气源112可单独或相互结合使用，以产生电离团簇。所述材料组合物可以包括所述希望与所述材料层发生反应或引入所述材料层的所述元素的主要原子或分子种类。由第一种气体成分或第二种气体成分或两者共同组成的高压、可凝结气体通过气体进料管114引入到停滞室116中，并通过适当形状的喷嘴110喷射到压力明显较低的真空中。由于高压、可凝结气体从停滞室116膨胀到源腔104的低压区，气体速度加速到超音速，集群气簇束118从喷嘴110喷出。

固有的冷却射流作为静态焓我:交换动能,在喷气扩张的结果,导致部分气体喷射气体凝结,形成集群118,每个集群从几到几千弱约束组成的原子或分子。团簇离开气体分离器120,到下游的出口喷嘴110源室之间的104和电离/加速室106,部分分离气体的气体分子在外围边缘集群束可能没有凝聚成一个集群。在其他原因中，选择部分气体簇束的集群118可以导致下游区域的压力降低，在这些区域，较高的压力可能是有害的(例如，离子发生器122和处理室108)。此外，团簇气体分离器120定义了进入电离/加速室106的气体团簇的初始尺寸。

GCIB处理系统100还可能包括多个具有一个或多个撇去开口的喷嘴。关于多气体团簇离子束系统设计的更多细节见美国专利申请出版物No.2010/01 93701A1，标题为“多喷嘴气体团簇离子束系统”，已于2009年4月23日提交；2010年3月26日，美国专利申请出版物No.2010/0193472al，题为“多喷嘴气体簇离子束处理系统及操作方法”；其内容在此以完整引用的方式合并。

在源室104形成118气体簇束集群后，118气体簇束集群中的组成气体簇被电离器即离子发生器122电离形成GCIB 128。该离子发生器122可包括一个电子冲击的离子发生器，该电子冲击离子发生器可从一个或多个灯丝124中产生电子，这些灯丝在电离/加速室106内的118气体簇束中加速并定向与气体簇碰撞。当与气体簇团碰撞时，具有足够能量的电子从气体团中的分子中喷出电子，产生电离分子。气体团簇的电离作用可导致带电气体团簇离子的聚集，通常具有净正电荷。如图5所示，利用电子束130对GCIB 128进行电离、提供、加速和聚焦。电子束130包括一灯丝电源136，提供电压VF来加热离子发生器灯丝124。

此外，电子束130还包括一组在离化/加速室106中用于从离子发生器122中提供簇离子的高电压电极126。高压电极126然后加速提供的簇离子到所需的能量，焦点45他们定义GCIB 128。GCIB 128中簇离子的动能一般在1000电子伏特(1keV)到几十keV之间。例如，GCIB 128可以加速到1到100keV。

如图5中所示,发生气体团簇离子的电子束130，进一步包括一个阳极提供电源电压134V_A的阳极，加速电子发出的离子发生器122、124和导致灯丝电子轰击电离气体集群团束118。

此外，如图5所示，电子束130包括一个提供电源138，该电源138向高压电极126提供电压V_EE，，从离子发生器122的电离区提供离子并形成GCIB 128。例如，提供电源138向高压电极126的第一电极提供的电压小于或等于离子发生器122的阳极电压。

此外，束电子器件130可以包括加速器电源140，该加速器电源140提供电压V_Acc，相对应于电离离子发生器122的一个偏置高压电极126，从而导致等于约V_Acc电子伏特(eV)的总GCIB加速能量。例如，加速器电源140向高压电极126的第二电极提供小于或等于电离器122的阳极电压和第一电极的提供电压。

此外，电子束130可采用包括透镜功能的电源142、144，可用于偏压，一些具有电位(如V LI和V L2)的高压电极126，使GCIB 128聚焦。例如,透镜功能的电源142可以提供一个第三高压电极126，小于或等于离子发生器122的阳极电压,提供第一电极和第二电极的加速电压,和电源144可以提供一个第四电极的高压电极126小于或等于离子发生器122阳极电压,提供第一电极,第二电极的加速电压，第三电极的第一透镜电压。

另一个提供计划包括将离子发生器和提从电极(s)的第一个元素(或提供光学功能器件)在这通常需要对V_Acc编程控制的离子发生器电源电压,但创建一个简单的整体光学功能组。无论离子发生器和提供透镜偏置的细节如何，本发明都是有用的。

在高压电极126下游106电离/加速室的气体团簇离子束过滤器146可用于从GCIB128中去除单体或单体和光簇离子，以确定进入处理室108的经过过滤的过程GCIB 128A。在一个实施例中，气体团簇离子束过滤器146大大减少了具有100个或更少原子或分子或两者兼有的簇的数目。所述波束滤波器可包括用于施加穿过所述GCIB 128的磁场以辅助所述滤波过程的磁体组件。

参照图5，在电离/加速室106中，在GCIB 128的路径中设置一个气体团簇离子束门148。体团簇离子束门148开放状态GCIB 128是允许通过电离/加速室106处理，GCIB 128室,和一个封闭的状态中GCIB 128从加工室108进入处理室被阻塞。控制电缆将控制信号从控制系统190传输到气体团簇离子束门148。该控制信号可控制地在气体团簇离子束门148之间切换开或关状态。

衬底152，可以是晶圆片或半导体晶圆片、平板显示器(FPD)、液晶显示器(LCD)或其他将由GCIB加工处理的衬底，设置在加工室108中的工艺GCIB 128A的路径上。由于大多数应用程序都考虑处理具有空间均匀结果的大型衬底，因此扫描系统可能需要在大区域内均匀地扫描进程GCIB 128A，以产生空间均匀的结果。

X扫描控制器160在X扫描运动的方向上(进入和离开纸平面)提供衬底衬底支架150的线性运动。Y扫描控制器162在Y扫描运动164的方向上提供衬底支架150的线性运动，该方向通常正交于X扫描运动。X扫描和Y扫描运动的组合通过过程GCIB 128A以光栅状扫描运动来平移由衬底保持器150保持的衬底152，以引起对衬底表面的均匀(或以其他方式编程的)照射。通过工艺GCIB 128A进行衬底衬底152的处理。

衬底固定器150将衬底152配置成与工艺GCIB 128A的轴线成角度，从而使工艺GCIB 128A具有与衬底152表面成角166的波束入射角。气体团簇离子束入射角度166可以是90度或其他角度，但通常是90度或接近90度。在y扫描过程中，衬底衬底152和衬底衬底支架150从显示位置移动到由指示器152A和150A分别指示的交替位置“A”。请注意，在两个位置之间移动时，衬底衬底152被扫描到进程GCIB 128A中，并且在两个极端位置，被完全移出进程GCIB 128A的路径(过扫描)。虽然没有在图5中明确显示，但相似的扫描和超扫描是在(通常)正交的x扫描运动方向上进行的(在纸的平面内和平面外)。

在GCIB 128A的路径中，可设置一束电流传感器180，其设置在衬底衬底支架150之外，以便在衬底衬底支架150扫描出工艺GCIB 128A的路径时，截取工艺GCIB 128A的一个样品。电子束电流传感器180通常是法拉第杯或类似的东西，除了一个电子束入口开口外都是关闭的，并且通常用电绝缘安装在真空容器102的壁上。

如图5所示，控制系统190通过电缆连接到X扫描控制器160和Y扫描控制器162，并且控制X扫描控制器160和Y扫描控制器162以便将衬底152放入或移出衬底152。处理GCIB128A并相对于处理GCIB 128A均匀地扫描衬底152，以通过处理GCIB 128A实现对衬底152的期望处理。控制系统190通过电缆接收由束电流传感器180收集的采样束电流，并由此在以下情况下通过从过程GCIB128A中移除衬底152来监视GCIB并控制衬底152所接收的GCIB剂量。预定剂量已送达。

参照图6，GCIB处理系统100'可以类似于图5的实施例。如图5所示，并且进一步包括X-Y定位台253，该X-Y定位台253可操作以在两个轴上保持和移动衬底衬底252，从而相对于GCIB 128A有效地扫描衬底衬底252。例如X动作可以包括进出纸平面的运动，Y动作可以包括沿方向264运动。工艺GCIB 128A在衬底衬底252的表面上的突出的冲击区域286处以及相对于衬底衬底252的表面以气体团簇离子束入射角266的角度冲击衬底衬底252。通过XY运动，XY定位台253可以定位衬底衬底252的表面的每个部分在过程GCIB 128A的路径中，使得可以使表面的每个区域与投影的冲击区域286重合，以通过过程GCIB 128A进行处理。X-Y控制器262通过电缆将电信号提供给X-Y定位台253，以控制X-轴和Y-轴方向上的位置和速度。X-Y控制器262通过电缆从控制系统190接收控制信号，并且可由控制系统190操作。XY定位台253根据常规的XY台定位技术通过连续运动或步进运动来移动，以将衬底衬底252的不同区域定位在投影冲击区域286内。在一个实施例中，XY定位台253可由控制系统190可编程地操作。以可编程的速度扫描衬底衬底252的任何部分穿过投射的冲击区域286，可以通过过程GCIB 128A进行GCIB处理。

定位台253的衬底衬底保持表面254是导电的，并且连接至由控制系统190操作的剂量测定处理器。定位台253的电绝缘层255将衬底衬底252和衬底衬底保持表面254与衬底衬底252的基部260隔离。通过撞击过程GCIB 128A在衬底252中感应出的电荷被传导通过衬底252和衬底保持表面254，并且信号通过定位表253耦合到控制系统190以进行剂量测定。剂量学测量具有用于积分GCIB电流以确定GCIB处理剂量的积分装置。在某些情况下，可以使用电子的目标中和源(未显示)(有时称为电子溢流)来中和过程GCIB 128A。在这种情况下，尽管增加了电荷源，但是可以使用法拉第杯(未示出，但是可以类似于图5中的束电流传感器180)来确保精确的剂量测定，原因是典型的法拉第杯仅允许高能正离子进入并被测量。

在操作中，控制系统190向束门148的打开发出信号，以用工艺GCIB 128A辐照衬底252。控制系统190监视由衬底衬底252收集的GCIB电流的测量，以便计算由衬底衬底252接收的累积剂量。当由衬底衬底252接收的剂量达到预定剂量时，控制系统190关闭束门148。衬底衬底252的处理完成。基于针对衬底衬底252的给定区域接收的GCIB剂量的测量，控制系统190可以调整扫描速度，以便获得适当的束停留时间以处理衬底衬底252的不同区域。

可替代地，可以以恒定的速度在衬底衬底252的表面上以固定的图案扫描工艺GCIB 128A；或者，以恒定的速度扫描工艺252。但是，GCIB强度被调制(可以称为Z轴调制)以向样品传递故意不均匀的剂量。可以通过多种方法中的任何一种在GCIB处理系统100'中调节GCIB强度，包括改变来自GCIB源的气体流量。通过改变灯丝电压V_F或改变阳极电压V_A来调制离子发生器122；通过改变透镜电压V_LI和/或V_L2来调制透镜焦点；或使用可变气体团簇离子束块，可调百叶窗或可变光圈来机械阻挡GCIB的一部分。调制变化可以是连续的模拟变化，或者可以是时间调制的切换或门控。处理室108可以进一步包括原位计量系统。例如，原位计量系统可以包括具有光发射器280和光接收器282的光学检测系统，光发射器280和光接收器282被配置为用入射光信号284照射衬底衬底252并且从衬底衬底252接收散射光信号288。光学检测系统包括光学窗口，以允许入射光信号284和散射光信号288进入和离开处理室108。此外，光学发射器280和光学接收器282可以包括发射和接收光学器件。光学发射器280接收并响应于控制来自控制系统190的电信号。光学接收器282将测量信号返回至控制系统190。

现场计量系统可以包括任何用于监测GCIB处理过程的仪器。根据一个实施例，原位地铁测量系统可以构成光散射测量系统。该散射测量系统可以包括一个散射计，包括气体团簇离子束剖面椭圆偏振计(椭圆偏振计)和气体团簇离子束剖面反射计(反射计)，可从KLA-Tencor公司获得。

例如，该原位计量系统可以包括集成光学数字轮廓术(iODP)散射测量模块，该模块配置为测量在GCIB处理系统100'中执行处理过程产生的过程性能数据。计量系统可以对处理过程中产生的计量数据进行计量或者监测。例如，计量数据可以用来确定表征处理过程的工艺性能数据，如工艺速率、相对工艺速率、特征剖面角、临界尺寸、特征厚度或深度、特征形状等。例如，在衬底上定向沉积材料的过程中，过程性能数据可以包括一个关键维度(CD)，例如特征中的顶部、中部或底部CD(即、线等)、特征深度、材料厚度、侧壁角度、侧壁形状、沉积速率、相对沉积速率、其任意参数的空间分布、表征其任意空间分布均匀性的参数等。通过控制系统190的控制信号操作X-Y定位表253，现场计量系统可以绘制出252衬底衬底的一个或多个特性。

在图7所示的实施例中，GCIB处理系统100”可以类似于图5的实施例，并进一步包括定位于例如位于电离/加速室106的出口区域或附近的压力室350。压力电池室350包括一个惰性气体源352，其配置为向压力电池室350提供背景气体以升高压力电池室350中的压力，以及一个压力传感器354，其配置为测量压力电池室350中的升高压力。

压力传感器腔室350可以被配置为修改GCIB 128的束能量分布以产生修改的处理GCIB 128A'。通过沿着GCIB路径引导GCIB 128穿过压力室350内的增加的压力区域来实现束能量分布的这种改变，使得GCIB的至少一部分横越增加的压力区域。束能量分布的改变程度可以通过沿着GCIB路径的至少一部分的压力-距离积分来表征，其中距离(或压力室350的长度)由路径长度(d)表示。当压力-距离积分的值增加时(通过增加压力和/或路径长度(d))，射束能量分布变宽并且峰值能量减小。当压力-距离积分的值减小时(通过减小压力和/或路径长度(d))，射束能量分布变窄并且峰值能量增大。压力传感器设计的更多细节可以从美国专利No.美国专利No.7,060,989，标题为“用气体簇离子束改进处理的方法和装置”；其内容通过引用整体并入本文。

控制系统190包括微处理器，存储器和数字I/O端口，所述数字I/O端口能够产生足以传达和激活到GCIB处理系统100(或100'，100”)的输入的控制电压，以及监视来自GCIB处理系统的输出。100(或100'，100“)。此外，控制系统190可以与真空泵系统170A，170B和170C，第一气体源111，第二气体源112，第一气体控制阀113A，第二气体控制阀113B，电子束130，气体团簇离子束滤波器146，气体团簇离子束门148，X扫描控制器160，Y扫描控制器162和束电流传感器180。例如，存储在存储器中的程序可用于激活GCIB前述组件的输入处理系统100根据处理配方来在衬底衬底152上执行GCIB处理。

然而，控制系统190可以被实现为通用计算机系统，其响应于处理器执行存储器中包含的一个或多个指令的一个或多个序列而执行本发明的基于微处理器的处理步骤的一部分或全部。这样的指令可以从诸如硬盘或可移动介质驱动器之类的另一计算机可读介质读入控制器存储器中。多处理装置中的一个或多个处理器也可以用作控制器微处理器，以执行包含在主存储器中的指令序列。在替代实施例中，可以使用硬连线电路代替软件指令或与软件指令结合使用。因此，实施例不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

控制系统190可以相对于GCIB处理系统100(或100'，100")进行本地定位，也可以相对于GCIB处理系统100(或100'，100")进行远程定位。衬底152(或252)可以通过夹紧系统(未显示)贴在衬底支架150(或衬底支架250)上，如机械夹紧系统或电气夹紧系统(如静电夹紧系统)。此外，衬底支架150(或250)可以包括加热系统(未显示)或冷却系统(未显示)，该加热系统配置为调整和/或控制衬底支架150(或250)和衬底152(或252)的温度。

真空泵系统170A、170B和170C可以包括涡轮分子真空泵(TMP)，其泵送速度可达每秒5000升(或更高)，以及一个闸阀用于调节腔室压力。在传统的真空处理设备中，可以使用1000到3000升/秒的TMP。TMPs用于低压处理，通常小于50mTorr。虽然没有显示，但可以理解的是，压力室350也可能包括一个真空泵系统。此外，用于监测室压力的装置(未显示)可以连接到真空容器102或三个真空室(104,106,108)中的任何一个。压力测量装置可以是，例如，电容压力计或电离计。

参照图8，示出了用于电离气体团簇射流(图5、6和7的气体团簇束118)的电离器(122，图5、6和7)的截面部分300。截面部分300垂直于GCIB 128的轴。对于典型的气体团簇尺寸(2000至15000个原子)，团簇离开气体分离器(120，图5、6和7)并进入电离器(122，图5)。(图6和7)将以约130到1000电子伏特(eV)的动能行进。在这些低能量下，任何离开电离器122中的空间电荷中性的情况都将导致射流的快速分散，并显着损失电子束电流。图8示出了一种离子发生器。与其他离子发生器一样，气体团簇通过电子撞击而离子化。在这种设计中，从多个线性热电子灯丝302a，302b和302c(通常是钨)发射热电子(由310表示的七个示例)，并通过电子排斥电极306a提供的适当电场的作用将热电子提供并聚焦。电极306a，306b和306c以及束形成电极304a，304b和304c。热电子310穿过气体团簇射流和射流轴，然后撞击相对的束形成电极304b，以产生低能的二次电子(例如所示的312、314和316)。

虽然无显示，线性热离子丝302b和302c也产生热电子，随后产生低能次电子。所有的二次电子通过提供低能量的电子来帮助确保电离簇射保持空间电荷中性，这些电子可以被吸引到正离子气体簇射中，以维持空间电荷中性。波束形成电极304a、304b和304c相对于线性热离子灯丝302a、302b和302c具有正偏置，排斥电子电极306a、306b和306c相对于线性热离子灯丝302a、302b和302c具有负偏置。绝缘子308a、308b、308c、308d、308e和308f电绝缘并支撑电极304a、304b、304c、306a、306b和306c。例如，这种自中和离子发生器是有效的，可以达到1000微安以上的氩气GCIBs。另外，离子发生器也可以从等离子体中提供电子来电离簇。这些离子发生器的几何结构与上面描述的三灯丝离子发生器有很大的不同，但工作原理和离子发生器的控制非常相似。现在看一下图9，离子发生器的400部分(122，图5、6、7)用于电离气体簇射流(118气体簇束，图5、6、7)显示。截面400垂直于GCIB 128的轴线。对于典型的气体团簇大小(2000到15000个原子)，团簇离开气体分离器(120，图5、6、7)，进入离子发生器(122，图5、6、7)的动能约为130至1000电子伏特(eV)。在这些低能量下，离子发生器122内任何偏离空间电荷中性的情况都会导致射流的迅速扩散，并造成束流的显著损失。图9示出一种自中和电离器。与其他电离剂一样，气体簇是通过电子碰撞电离的。

452由支撑板(未示出)支撑并电连接。细棒阳极电极452的阵列与气体簇束(如图5、6、7的118)的轴线基本同心。电离器还包括由另一支撑板(未示出)支撑并电连接的细杆电子排斥器杆458的阵列。细棒电子排斥电极458的阵列与气体簇束(如图5、6、7的气体簇束118)的轴线基本同心。离子发生器还包括由另一根支撑板(未显示)支撑并电连接的细杆离子排斥器杆464阵列。细棒离子排斥器电极464的阵列与气体簇束(如图5、6、7的气体簇束118)的轴线基本同心。

高能电子从等离子体电子源470供应到束流区444。等离子体电子源470包括等离子体室472，其中等离子体形成于等离子体区442。等离子体电子源470还包括热离子丝476、气体入口孔426和多个提供孔480。热离子丝476通过绝缘体477与等离子室470绝缘。例如，热离子灯丝476可能包括在“辫子”结构中有一个半圈的钨丝。该气体簇电离器的第400部分包括具有多个孔的电子加速电极488。此外，第400部分包括具有多个孔径484的电子减速电极490。复数光阑482、复数光阑484和复数提供光阑480都从等离子体区442排列到束流区444。

等离子体形成气体，如惰性气体，通过气体入口孔426进入等离子体室472。绝缘气体馈线422将加压等离子体形成气体提供给远程控制气体阀424，该阀调节等离子体形成气体进入472。

灯丝电源408提供灯丝电压(V_F)，用于驱动电流通过热离子灯丝476，以刺激热电子发射。408灯丝电源可控制提供约140至200安培(安培)在3至5伏(伏特)。电弧电源410可控制地提供电弧电压(V_A)，使等离子体室472相对于热离子灯丝476偏压。电弧电源410通常在固定电压下工作，通常在35V左右，提供加速等离子体腔472内电子形成等离子体的手段。灯丝电流被控制以调节电弧电源410提供的电弧电流。电弧电源410能够向等离子弧提供高达5倍的电弧电流。

电子减速电极490通过电子偏压电源412对等离子体室472偏压。电子偏压电源412提供偏压(V_B)，可在30～400v范围内任意调节。电子加速电极488相对于电子减速电极490被电子提供电源416偏正。电子提供电源416提供的电子提供电压(V_EE)在20至250v范围内可控。加速电源420提供加速电压(V_ACC)，使细棒阳极电极阵列偏压452和电子减速电极阵列偏压490相对于接地。V_ACC是气体簇电离器产生的气体簇离子的加速电位，如图中400所示，在1-100kv范围内是可控和可调的。一种电子排斥器电源414提供电子排斥器偏置电压(V_ER)，用于偏置薄棒电子排斥器电极阵列458负极相对于V_ACC和V_ER在50-100v范围内可控。离子排斥器电源418提供离子排斥器偏置电压(V_IR)，偏置细杆构成的离子排斥器电极阵列464正极相对于V_ACC和V_IR在50-150V范围内可控。

光纤控制器430接收到电缆434上的电气控制信号，并将其转换成控制链路432上的光学信号，然后使用来自接地控制系统的信号控制高电位运行的组件。光纤控制链路432将控制信号传送到远控气体阀424、灯丝电源408、电弧电源410、电子偏压电源412、电子排斥电源414、电子提供电源416、离子排斥电源418。电离器的设计可以类似于美国专利No.5,235,824中所述的电离器。电离器和气团簇离子束形成方法的专利号7173252；其内容通过全文引用纳入本发明。离子发生器(122，图5、6、7)可配置为，通过改变GCIB 128的电荷状态来修改GCIB 128的束能分布。例如，电荷状态可以通过调整电子通量、电子能量或用于电子碰撞诱导气体簇电离的电子的电子能量分布来改变。

Claims (10)

1.一种在衬底上的高深宽比接触通孔的底部打开保护层的方法，其特征是，包括：提供一个衬底和衬底上第一层和第二层保护沉积；衬底具有在其中形成有通孔图案的第一层和保护地沉积在第一层上的第二层；第二层顺着第一层、沿着第一层的顶表面延伸，在通孔图案的入口处包裹在拐角上，并渗透覆盖到通孔中在与通孔图案的侧壁和底部相符合的同时，该通孔图案部分地建立接触通孔图案，在接触通孔图案的大约中间深度处测量的初始孔中部临界尺寸CD，以及在近似顶部处测量的初始顶部CD；并测量最终临界尺寸，该临界尺寸位于所述触点的中部深度，包括位于所述入口的所述拐角处；接触通孔图案15A的特征在于第二层13A包裹在通孔图案的拐角上时具有初始拐角轮廓；

其中，所述蚀刻包括为所述GCIB选择束能量分布，以将所述第二层的拐角轮廓的腐蚀减小到10nm或更小，其中，通过测量所述初始和最终之间的差来评估所述拐角轮廓的所述腐蚀。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述选择束流能量分布包括为所述GCIB通过的增加的压力区域设置背景气体压力，或为所述GCIB通过的增加的压力区域设置背景气体流量，或两者都设置；所述GCIB蚀刻过程包括设置一个或多个GCIB属性,并在至少一个表示一个或多个GCIB属性组成的集簇选择GCIB组成、气体团簇离子束剂量,气体团簇离子束加速；GCIB组成的流量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的GCIB蚀刻工艺包括:

将所述衬底安全地保存在减压环境中；

由包括碳C、氢H和卤素元素的蚀刻气体组成的加压气体形成气簇离子束GCIB；

加速所述GCIB至所述降压环境；

将所述加速GCIB辐照到所述衬底的至少一部分上，以选择性地蚀刻所述衬底上的所述第二层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述蚀刻气体包括单取代的卤甲烷，二取代的卤甲烷，或三取代的卤甲烷，或两者或两者以上的任何组合；所述蚀刻气体包括CHF₃、CHCl₃或CHBr₃；

所述加压气体进一步包括He,Ne,Ar,Kr,Xe,O₂,CO,CO₂,N₂,NO,NO₂,N₂O,NH₃,F₂,HF,SF₆或NF₃，或两者或两者以上的任何组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，选择一个或多个目标蚀刻过程指标,表示一个或多个目标蚀刻过程指标包括说第一层的腐蚀速率,表示第二层的腐蚀速率,腐蚀速率的衬底之间的刻蚀性选择,第一层和第二层,第二个层和衬底之间的选择性腐蚀,第二层表面粗糙度的说,衬底的表面粗糙度,所述通过图形的(孔)接触点初始和最终CDs在所述近似中等深度处的差异，以及所述接触点通过图形的所述角轮廓；

除了为所述GCIB选择波束能量分布外，还为所述GCIB操作所述GCIB工艺条件设置一个或多个附加的GCIB性能，以执行所述GCIB蚀刻工艺并实现所述一个或多个目标蚀刻工艺指标。

6.根据权利要求8的方法，其特征是，所述一个或多个附加GCIB属性说GCIB工艺条件包括GCIB组成,一束一束加速力,剂量,一束聚焦的潜力,一束能量,气体团簇离子束角分布,气体团簇离子束发散角,说GCIB组成的流量,滞止压力,一个临界温度,背景气体压力增加压力区域说GCIB走过的或对于所述GCIB通过的增加的压力区域的背景气体流量。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述第一层包括氧化物；其中所述第二层包括氧化物-氮化物-氧化物(ONO)层；其中所述第二层的厚度范围为20nm到40nm。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述角轮廓的侵蚀是以小于或等于5nm的值进行评估的其中所述角轮廓的侵蚀是以2nm或更小的值进行评估的。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述蚀刻包括选择用于所述GCIB的所述束能量分布或选择用于所述GCIB蚀刻工艺的附加GCIB工艺条件，以实现具有5nm或更小的值的CD损耗，所述CD损耗为测量为所述接触通孔图案的所述最终CD与所述接触通孔图案的所述初始CD在所述近似中间深度处的差。所述CD损耗的值为2nm或更小。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述接触通孔具有5：1或更大的纵横比，所述纵横比被测量为在所述蚀刻之后所述接触通孔的深度与所述接触通孔图案的最终CD之间的比率。在大约中间深度处。所述纵横比是10∶1或更大。

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