TWI383244B - 在光微影基板之電漿蝕刻製程期間改進關鍵尺寸性能的方法 - Google Patents

Description

在光微影基板之電漿蝕刻製程期間改進關鍵尺寸性能的方法

本發明與積體電路的製造有關，並且與在積體電路之製造中使用的光罩製造有關。

添加鈍化劑到電漿蝕刻化學物中以引起異向性的現象是是眾所周知的。典型的鈍化劑在電漿中產生不飽和自由基(例如CF_x 、CCl_x 、CH_x 等等)，其因為寡聚化而形成阻止側向蝕刻的側壁膜。雖然前面的範例說明係基於碳基聚合化學，但也已經使用無機鈍化劑(例如含矽、含硼、含硫等等的鈍化劑)。

蝕刻劑－不飽和物(蝕刻劑－鈍化劑)的策略廣泛地用於電漿處理。蝕刻劑典型地是鹵素並且不飽和物典型地是碳基的。為了保持異向性的蝕刻，在蝕刻劑及鈍化劑之間必須達到平衡。如果平衡因太多蝕刻劑而偏斜，那麼製程變得更為均向性，將引起遮罩的底切而導致關鍵尺寸(CD)的損失。如果平衡因太多鈍化劑而偏斜，那麼鈍化膜可能在要蝕刻的表面上形成，從而阻止了蝕刻。

為了達到蝕刻及鈍化機制之間的平衡，可以添加第三成分到製程氣體混合物中。在鈍化劑為基於聚合物的情況下，可以添加氧化劑(例如含氧化合物)或是還原劑(例如含氫化合物)到系統中。在這種情況下，氧化劑的添加幫助蝕刻並且降低鈍化效率，而還原劑(例如氫氣)的添加幫助鈍化的形成。這個方法的一個範例係在碳氟化合物的二氧化矽電漿蝕刻中添加氫氣(用於較為鈍化)或是添加氧化劑(用於較少鈍化)。

在一些情況下直接將鈍化劑及蝕刻劑混合是不利的。透過範例說明，在自由氟中均向性地將矽蝕刻是眾所周知的。添加不飽和碳氟化合物作為鈍化劑到製程中以重新得到異向性會消耗自由氟，將導致矽蝕刻率的降低。此外自由氟蝕刻劑也降低鈍化效率。這個限制的一個解決辦法是分時多工(TDM)蝕刻。在這種情況下，蝕刻劑及鈍化劑在時間上是分開的。製程也從一個連續蝕刻製程轉變成一系列的回路製程。每一個回路典型地都包括：一個鈍化步驟以保護蝕刻側壁，一個異向性的貫穿步驟將鈍化層從水平表面移走，及一個主要蝕刻步驟，其典型地是至少部分均向性的。然後以一個循環模式重複回路。對於矽蝕刻，這個製程的範例在美國專利5,501,893及美國專利4,985,114中描述。

在光微影圖罩110的製造中較常使用乾式蝕刻。在二元鉻光罩的製造狀況下，在蝕刻遮罩100裡定義了一個圖案(例如，典型地用光學或是電子束微影在光阻上產生)。然後用電漿蝕刻製程來將蝕刻遮罩100的圖案轉移到位於下面的薄膜105裡(參見圖1)。理想地，初始蝕刻遮罩115的關鍵尺寸正確地複製為最終蝕刻特徵的關鍵尺寸125。然而，典型地在初始遮罩圖像115的關鍵尺寸及最終蝕刻圖案125的關鍵尺寸之間經常有一個差異。這個差異典型地稱為製程的關鍵尺寸偏差120。含鉻(Cr)膜的電漿蝕刻典型地在氯氣/氧氣基的化學中進行，以產生CrO₂ Cl₂ (二氯二氧化鉻)作為易揮發的副產品。典型地製程氣體混合物中氧氣的成份大約在5%及30%之間，導致具有某種程度之異向性的鉻蝕刻。在製程氣體混合物中氧氣的存在傾向於促進有機材料(例如光阻)的蝕刻。光阻的蝕刻不是完全異向性的，並且可能導致一些圖案特徵的側向蝕刻而引起關鍵尺寸的變化。更高的氧氣濃度傾向於進一步降低光阻(光阻：鉻)的蝕刻選擇性，並且最終地可能引起鉻的底切；這兩個機制傾向於使關鍵尺寸的偏差增加。由於存在氧氣，歷史上並沒有使用基於聚合物之鈍化劑的蝕刻劑鈍化策略來進行電漿鉻蝕刻。在氧氣存在下添加聚合物傾向於將氧氣消耗(例如形成CO、CO₂ 、H₂ 0等等)，其使得蝕刻及鈍化效率相互妥協。

一些組織已經嘗試了不同的鈍化方案以用於基於氯氣/氧氣電漿的鉻蝕刻製程。例如，添加C0_x 、SO_x 、HCl以努力促進鈍化並且改善鉻蝕刻製程是眾所周知的。

基於先前技術的限制，有需要一種改善方法，透過降低由製程所引起的關鍵尺寸偏差的蝕刻方式，從光微影圖罩蝕刻材料。

在先前技術中沒有提供本發明所伴隨的優點。

因此，本發明的目的是提供克服先前技術裝置之不適切性的改進，並且這是對光罩及圖罩製程之改進的重要貢獻。

本發明的另一個目標係提供一種方法，以在光微影基板的電漿蝕刻製程期間改善關鍵尺寸性能，其中基板具有薄膜，此方法包括：在該光微影基板上使用第一組製程條件沉積鈍化膜；使用第二組製程條件從該光微影基板中蝕刻該沉積膜；使用第三組製程條件蝕刻該光微影基板的曝露表面；並且監測該光微影基板的關鍵尺寸性能。

本發明的另一個目的係提供在光微影基板之電漿蝕刻製程期間用來改進關鍵尺寸之性能的方法，其中基板具有一個薄膜，此方法包括：預先決定一個沈積製程的關鍵尺寸性能；預先決定第一蝕刻製程的關鍵尺寸性能；預先決定第二蝕刻製程的關鍵尺寸性能；基於該沉積製程步驟之預先決定之關鍵尺寸性能，選定第一組製程條件；在光微影基板上使用該第一組製程條件沉積鈍化膜；基於該第一蝕刻製程步驟之預先決定的關鍵尺寸性能，選定第二組製程條件；使用該第二組製程條件從光微影基板中蝕刻該沉積薄膜；基於該第二蝕刻製程步驟的預先決定關鍵尺寸性能，選定第三組製程條件；並且使用該第三組製程條件蝕刻光微影基板的曝露表面。

本發明的另一個目的係提供在光微影基板之電漿蝕刻製程期間用來改進關鍵尺寸性能的方法，其中基板具有一個薄膜，此方法包括：在該光微影基板上使用第一組製程條件沉積鈍化膜；使用第二組製程條件從光微影基板中蝕刻該沉積薄膜；並且使用第三組製程條件蝕刻光微影基板的曝露表面。

前面已經以要點方式描述本發明的一些相關目標。這些目標應該解釋為僅用作本發明之一些較顯著特點及應用的示範說明。本發明的許多其他有利結果可以透過以不同方式應用所揭露之本發明或是在揭露的範圍之內修改本發明而得到。依此，本發明的其他目標及更完全的理解可以透過由申請專利範圍所定義的本發明的範圍加上配合附圖，以參閱本發明的概要以及較佳實施例詳細描述而得到。

為了總結本發明，本發明包含一種允許在電漿製程期間監控及調整光微影基板關鍵尺寸的方法。

本發明的特點是提供一種在光微影基板之電漿蝕刻製程期間改進關鍵尺寸性能的方法，其中基板具有一個薄膜，其至少可以部分地讓光穿透以及/或是含有鉻。這個光微影基板可以放在真空腔體的支撐構件上。支撐構件可以是一個平台，其接觸光微影基板五毫米的較外部份。或者，這個平台可以以三個點與光微影基板接觸。此方法包括使用第一組製程條件在光微影基板上沉積鈍化膜的步驟。應該注意的是沈積步驟可以不使用電漿進行。存在適合於這個應用之非基於電漿的沈積方法(例如熱分解、化學氣相沉積等等)。鈍化膜可以是含碳的(例如基於聚合物或是類鑽碳(DLC))或是本質上無機的(例如，含矽、含硫等等)。在聚合物膜的情形中，聚合物可以使用碳氫化合物先驅物(例如CH₄ 、C₂ H₆ 、C₂ H₂ 等等)形成，或者該聚合先驅物可以是鹵化碳。使用第二組製程條件而從光微影基板上蝕刻該沉積膜。使用第三組製程條件蝕刻光微影基板的曝露表面。光微影基板曝露表面的蝕刻可以實質上是異向性的。光微影基板曝露的表面可以包括該薄膜以及/或是矽。在光微影基板的電漿製程期間，監控光微影基板的關鍵尺寸性能，以確保透過調整光微影基板的沈積及蝕刻電漿處理而得到目標均勻性和特徵寬度。

本發明的另一個特點是提供一種在光微影基板之電漿蝕刻製程期間改進關鍵尺寸性能的方法，基板具有一個薄膜，其至少可以部分地讓光穿透以及/或是含有鉻。可以把光微影基板放在真空腔體中的支撐構件上。支撐構件可以是接觸光微影基板較外部份五毫米的一個平台。或者，平台可以以三個點與光微影基板接觸。此方法包括：預先決定沈積製程之關鍵尺寸性能、預先決定第一蝕刻製程之關鍵尺寸性能以及預先決定第二蝕刻製程的關鍵尺寸性能等步驟。基於沈積製程步驟之預先決定關鍵尺寸性能，選擇第一組製程條件。然後使用第一組製程條件在光微影基板上沉積鈍化膜。應該注意的是沈積步驟可以不使用電漿來進行。存在適合於這個應用之非基於電漿的沈積方法(例如熱分解、化學氣相沉積等等)。鈍化膜也可以是含碳(例如基於聚合物或是類鑽石碳(DLC))或是本質上無機的(例如含矽、含硫等等)。在聚合物膜的情況中，聚合物可以使用碳氫化合物先驅物(例如CH₄ 、C₂ H₆ 、C₂ H₂ 等等)形成，或是聚合物先驅物也可以是鹵化碳。基於第一蝕刻製程步驟之預先決定關鍵尺寸性能，選擇第二組製程條件。然後使用第二組製程條件而從光微影基板蝕刻沉積膜。基於第二蝕刻製程步驟之預先決定關鍵尺寸性能，選擇第三組製程條件。使用第三組製程條件蝕刻光微影基板的曝露表面。光微影基板曝露表面的蝕刻可以實質上是異向性的。光微影基板的曝露表面可以包括該薄膜以及/或是矽。

本發明的另一個特點是提供一種在光微影基板之電漿蝕刻製程期間改進關鍵尺寸性能的方法，基板具有一個薄膜，其至少部分地使光穿透以及/或是含有鉻。可以把光微影基板放在真空腔體中的支撐構件上。支撐構件可以是一個接觸光微影基板較外部份五毫米的平台。或者，平台可以以三個點與光微影基板接觸。此方法包括使用第一組製程條件在光微影基板上將鈍化膜沉積的步驟。應該注意的是沈積步驟可以不使用電漿來進行。存在合適於這個應用的非基於電漿的沈積方法(例如熱分解、化學氣相沉積等等)。鈍化膜也可以是含碳(例如基於聚合物或是類鑽石碳(DLC))或是本質上無機的(例如含矽、含硫等等)。在聚合物膜的情況中，聚合物可以使用碳氫化合物先驅物(例如CH₄ 、C₂ H₆ 、C₂ H₂ 等等)形成，或是聚合先驅物也可以是鹵化碳。使用第二組製程條件而從光微影基板蝕刻沉積膜。使用第三組製程條件蝕刻光微影基板的曝露表面。光微影基板曝露表面的蝕刻可以實質上是異向性的。光微影基板的曝露表面可以包括該薄膜以及/或是矽。

前面已經以要點方式相當廣泛地描述本發明的相關及重要特點，使得下面的本發明詳細描述可以更佳地理解，因此本發明對目前習知技術的貢獻可以更徹底地理解。本發明的附加特點將在下文描述，其形成本發明申請專利範圍的主題。熟習該項技術者應該理解可以很容易地使用所揭露的概念及特定實施例做為修改或是設計其他架構之基礎，以實現本發明的相同目的。熟習該項技術者也應該理解這些等同的建構並不離開在附加申請專利範圍中說明的本發明精神及範圍。

本發明提供在光微影基板的電漿製程期間使關鍵尺寸蝕刻偏差最小化的一種方法。

添加一種聚合物鈍化劑到基於氯氣/氧氣的鉻電漿蝕刻製程以一起降低了蝕刻及鈍化機制的效率。因此，為了在保持鉻蝕刻效率的同時保留鈍化的優點(降低關鍵尺寸損失)，鈍化及蝕刻步驟在時間上至少部分地分開。

圖2及3說明了本發明。製程由光微影圖罩110開始300，其上預先沉積薄膜105。蝕刻遮罩100已經先圖案化在薄膜105上。在改進之製程的第一步驟305中，將鈍化膜200沉積在圖罩架構上。鈍化膜200加至已圖案化之蝕刻遮罩(例如光阻、鉻等等)的關鍵尺寸。施加於圖案化蝕刻遮罩的鈍化膜用來彌補在主要蝕刻製程期間預期的關鍵尺寸損失。例如，如果典型的鉻電漿蝕刻製程造成30奈米關鍵尺寸偏差(也就是對於一個間隔，最終鉻關鍵尺寸－蝕刻遮罩關鍵尺寸＝30奈米；或是對於一條線，最終鉻關鍵尺寸－蝕刻遮罩關鍵尺寸＝－30奈米)，那麼可以增加蝕刻遮罩關鍵尺寸30奈米的鈍化膜可以在蝕刻製程之前施加。為了增加蝕刻遮罩的關鍵尺寸，鈍化膜必須沉積在蝕刻遮罩側壁205(垂直表面或是(在傾斜的蝕刻遮罩情況下)非水平表面)上。鈍化膜也可在水平表面上出現。

雖然上面的範例建議使用沈積製程來彌補由主要蝕刻製程引起的關鍵尺寸偏差，但是將蝕刻遮罩的關鍵尺寸修改到與主要蝕刻製程所導致的值不同可能是有利的，注意到這一點是非常重要的。例如，沈積製程可以用來調整最終蝕刻特徵的平均到目標值(MTT)，使之成為不同於初始蝕刻遮罩關鍵尺寸的目標值。

鈍化膜可以是含碳(例如聚合物基或是類鑽石碳(DLC))或是本質上無機的(例如含矽、含硫等等)。在聚合物膜的情況下，聚合物可以使用碳氫化合物先驅物形成。

在一個較佳實施例中，碳氫化合物先驅物具有C_x H_y 的形式(例如CH₄ 、C₂ H₆ 、C₂ H₂ 等等)。在另一個實施例中，聚合先驅物可以是鹵化碳。

典型地，在一個光微影蝕刻製程中，將製程氣體引入電漿源以允許更有效的電離。在一些情況下，幾乎與基板共面方式導入氣體會是有利的。

在一個實施例中，將至少一種製程氣體的一部份引入電漿產生區域外面的製程腔體中。

在一個較佳實施例中，將用於鈍化步驟之至少一些製程氣體的體積流量導入電漿產生區域(例如高密度電漿源)的外面。

在另一個較佳實施例中，將用於沈積製程之製程氣體的至少一些部分以與基板表面共面的方式導入。

在鈍化層已經沉積在水平表面上的情況下，需要一個貫穿步驟310，使鈍化膜從水平表面移除以再一次曝露要被蝕刻的材料。在水平表面的清除期間，一些鈍化層也可以從非水平表面移走。一旦鈍化膜已經從水平表面清除，保留一些鈍化膜210在至少一些非水平表面上是重要的。貫穿步驟可以使用反應性氣體(例如含氧、含氫、含鹵素等等)，或是惰性氣體(例如氬氣、氦氣、氮氣等等)或是反應性及惰性氣體的一些組合。貫穿步驟也可以對要蝕刻的底層材料具有選擇性，或是貫穿步驟可以允許底層膜或是基板的蝕刻。

相信沈積步驟可以建構為在蝕刻水平表面時而使鈍化膜沉積在至少一個非水平表面上。在這種情況下可以不需要貫穿步驟。

在另一個實施例中，在鈍化步驟之前將要從光微影圖罩中蝕刻的材料部分地蝕刻以調整關鍵尺寸特徵。作為一個範例，可以建構一個製程以處理二元鉻光微影圖罩，使得抗反射(AR)鉻層可以在施加鈍化膜之前至少部分地蝕刻。

一旦已經清除了水平表面的鈍化膜，以製程的主要蝕刻步驟315將薄膜105(例如鉻、矽化鉬、相位移材料等等)蝕刻。由這個蝕刻步驟導致的關鍵尺寸損失至少部分地由初始鈍化步驟的關鍵尺寸增益所抵消。此外，建構一個蝕刻製程實際上引起負關鍵尺寸偏差(例如線(黑色特徵)的關鍵尺寸在蝕刻製程以後大於在蝕刻製程以前)是可能的。

在一個實施例中，主要蝕刻步驟是至少部分地異向性的。在一個較佳實施例中，主要蝕刻步驟實質上是異向性的。

注意到用於貫穿及主要蝕刻步驟的製程可以是相同的。

雖然上面的範例描述為將沉積在光微影圖罩上面的一個薄膜做蝕刻，此程序也可以應用於蝕刻一個圖罩基板的製程。

在一個分開的實施例中，主要蝕刻步驟也可以不完全將薄膜蝕刻。在這種情況下鈍化305、貫穿310及主要蝕刻315步驟可以以循環模式重複。

為了控制關鍵尺寸補償的程度及均勻性，首先將鈍化膜層的沈積性能特徵化可能是必要的。在另一個實施例中，首先測量光罩以決定初始蝕刻遮罩厚度及關鍵尺寸。測量可以在光罩的整個品質區域進行，以將關鍵尺寸及厚度的均勻性同時特徵化。

然後把事先測量的光罩放在製程腔體裡，並且使用一個初始製程使鈍化層沉積。沈積製程可以借助電漿進行。然後把這個光罩從腔體移走，並且理想地在與之前相同的測量位置再次同時測量膜厚及特徵關鍵尺寸。沈積後的測量可以與初始測量比較以決定沈積製程對膜厚及特徵關鍵尺寸的貢獻。基於這個數據，然後可以修改後續沈積製程以增添或是移走鈍化。沉積膜也可以實質上非保形地製作，而以一個取決於初始特徵尺寸或是幾何的方式，從選擇的特徵中添加或是移走鈍化。以這個模式，特徵關鍵尺寸、關鍵尺寸均勻性以及/或是關鍵尺寸的線性度可以調整到一個期望的水準。

在沈積以後，光罩可以曝露在一個貫穿製程中，以使鈍化層從鉻層中清除以準備蝕刻。將貫穿製程特徵化以獲得恰當關鍵尺寸補償可能是必需的(其中關鍵尺寸補償可以定義為絕對關鍵尺寸特徵、特徵關鍵尺寸均勻性、關鍵尺寸線性度等等)。在沈積後測量關鍵尺寸及光阻厚度之後，把光罩放在製程腔體裡並且曝露在一個製程中，其至少部分異向性地將鈍化層移除。然後把光罩從製程腔體移走，並且理想地在與之前相同的測量位置再次同時測量膜厚度及關鍵尺寸性能。貫穿後的測量可以與沈積後測量比較以決定貫穿製程對厚度及關鍵尺寸性能的貢獻。基於這個數據，可以修改後續的貫穿製程，以較多或較少地移走鈍化層以及/或是光阻，並且改變剩下的鈍化層以及/或是光阻的均勻性。以這個模式，特徵關鍵尺寸或是關鍵尺寸的均勻性或是二者都可以調整到一個期望的水準。

一旦沈積及貫穿製程已經特徵化，則修改其中之一或兩個製程以達到一個期望的關鍵尺寸偏差是可能的，該偏差由給定的主要蝕刻製程所產生。

在一個較佳實施例中，由鈍化及貫穿製程產生的期望關鍵尺寸偏差恰抵消由主要蝕刻引起的關鍵尺寸偏差，使得最終鉻關鍵尺寸性能與初始遮罩關鍵尺寸性能相匹配。

在另一個實施例中，調整由鈍化、貫穿及主要蝕刻步驟引起的關鍵尺寸偏差以與最終目標鉻關鍵尺寸性能相匹配，其不一定與初始遮罩關鍵尺寸性能相匹配。

在這個實施例中，複合蝕刻製程的沈積步驟建構為達到一個期望的最後目標關鍵尺寸性能(例如，考慮主要蝕刻及過蝕刻關鍵尺寸性能，以沈積製程將初始蝕刻遮罩的關鍵尺寸性能調整到一個期望的目標關鍵尺寸性能)。

這種製程流程的範例在下面展示，製程可以以下面的方式實現：確認期望的目標關鍵尺寸性能將初始蝕刻遮罩的關鍵尺寸特徵化預測或是將主要蝕刻步驟的關鍵尺寸性能特徵化預測或是將過蝕刻步驟的關鍵尺寸性能特徵化計算點到點差異以確認要求的關鍵尺寸偏差要求的關鍵尺寸偏差＝期望的關鍵尺寸－初始關鍵尺寸＋蝕刻關鍵尺寸偏差其中蝕刻關鍵尺寸偏差＝主要蝕刻偏差＋過蝕刻偏差決定導致要求關鍵尺寸偏差的沈積製程條件建構一個複合蝕刻製程，其使用：已決定的沈積製程沈積移除製程(如果需要)蝕刻製程過蝕刻製程(如果需要)

注意到在上面的範例中假設了沈積移除製程對關鍵尺寸性能沒有衝擊。在沈積移除製程的關鍵尺寸偏差不可忽視的情況下，則：要求的關鍵尺寸偏差=期望的關鍵尺寸-初始關鍵尺寸+鈍化移除偏差+蝕刻偏差

在另一個實施例中，光微影圖罩的關鍵尺寸性能可以在製程進行期間測量(例如使用原位計量術)。為此，可以直接將非破壞性的關鍵尺寸測量工具(例如基於散射測量法的系統，像是從Nanometrics的Atlas系統或是n&k技術公司的n&k 1700RT)與蝕刻系統整合。這允許在製程的過程中監控沈積步驟並且可能進行修改，以達到期望的關鍵尺寸性能。

這將使得在製程過程中允許修改沈積步驟以達到期望的關鍵尺寸性能。

在另一個實施例中，可以在製程進行期間監控複合製程的關鍵尺寸性能。在製程期間可以添加一個或是數個沈積步驟到複合製程，以在製程期間調整光微影圖罩的關鍵尺寸性能。

範例：

使用的光微影圖罩包括由熔合矽石製成的基板，其具有大約70奈米厚度的典型含鉻層，含鉻層也含有大約25奈米厚的抗反射層。含鉻層使用大約300奈米厚的化學放大光阻(CAR)遮蓋，並且使用習知技術中熟知的方法將它 圖案化。

為了將含鉻層圖案化，基板在電漿蝕刻工具中處理，此工具例如遮罩蝕刻機V，其商業上可透過美國佛羅里達州聖彼得堡的美國Oerlikon公司取得。

範例I：

在〝明水〞(Clearwater)圖案低負載光罩3240上之隔離的500奈米明亮特徵，當曝露在Oerlikon Gen 5遮罩蝕刻機(表1中的製程條件)的標準鉻蝕刻製程時，其經歷25奈米的關鍵尺寸成長，並且達到2.3奈米(3 σ)之蝕刻均勻性的貢獻(參見圖4)。

基於這個結果，為了彌補在蝕刻的關鍵尺寸變化，降低初始光阻明亮特徵(空間)的關鍵尺寸25奈米是期望的。

複合製程由沈積製程、貫穿製程以及主要蝕刻製程(具有過蝕刻)組成，將其建構以彌補在先前技術製程中的25奈米偏差。

在第一步驟，使用沈積製程(沈積製程條件在表2)以在〝明水〞圖案低負載光罩3301上沉積聚合物鈍化層。製程在先前已經最佳化，以在圖案化光阻的上面沉積大約200埃厚度的均勻聚合物層。已經先決定當聚合物的水平厚度大約200埃時，降低隔離的500奈米明亮特徵的初始關鍵尺寸大約29奈米。

在第二步驟中使平板3301曝露在一個貫穿步驟中(貫穿製程條件在表2)。將貫穿製程最佳化以將大約250埃的聚合物均勻地從水平表面移走。在這個範例中移走250埃的聚合物表示移走鈍化層加上額外的50埃光阻。這個製程的特徵化顯示出未遮蔽之鉻表面的完全曝露可以在關鍵尺寸沒有明顯變化下得到。換句話說，在鈍化後特徵關鍵尺寸沒有因貫穿製程將鈍化膜從水平表面清除時所引起的可測量偏差。

最後，使平板3301曝露在一個主要蝕刻步驟中(主要蝕刻製程條件在表2)。在進行蝕刻製程以後，剝去剩下的光阻以測量最終鉻關鍵尺寸。圖5顯示總製程關鍵尺寸性能的繪圖(由最終鉻關鍵尺寸對初始光阻關鍵尺寸的點對點相減來建構)。複合鉻蝕刻製程(沈積、貫穿及主要蝕刻)導致大約-3奈米的複合關鍵尺寸偏差(也就是說具有500奈米初始關鍵尺寸的間隔降低到大約497奈米的圖案化鉻)。這與平板3240(先前技術)的結果相反，其展現出25奈米關鍵尺寸偏差(具有500奈米初始關鍵尺寸的間隔增加到大約525奈米的圖案化鉻)。

範例II：

使用Oerlikon遮罩蝕刻機V的一個複合蝕刻製程，將一個〝明水〞圖案低負載光罩3281蝕刻。複合蝕刻製程在表3中展示。

在製程之前，測量如圖6顯示名義的500奈米明亮特徵(間隔)之關鍵尺寸性能的初始光阻圖案。

使用表3所列的條件，進行一個基於碳氫化合物化學(在這種情況下為CH₄ )的一個鈍化步驟。在圖7中顯示名義的500奈米明亮特徵的鈍化後關鍵尺寸測量。在圖8中顯示一個由點對點相減所建構的差異圖。注意到沈積把500奈米名義空間關鍵尺寸降低大約23奈米。

在沈積後的測量之後，基板受到用表3顯示條件的貫穿、主要蝕刻及過蝕刻步驟。在蝕刻以後剝去剩下的光阻，並且為名義的500奈米明亮特徵進行最終鉻關鍵尺寸測量(參見 圖9)。最後，使用在最終鉻測量(圖9)以及初始光阻測量(圖6)之間的點到點對點相減來建構關鍵尺寸差異圖(圖10)。

與先前技術製程的25奈米製程關鍵尺寸偏差相比，複合製程導致大約8奈米的總關鍵尺寸偏差。

注意到雖然上面的範例將本發明描述為在光微影基板上定義一個含鉻膜的應用，本發明也可以應用於蝕刻多種在光微影基板上安排的材料，包括基板材料本身。本發明也可以應用於相位位移的光微影圖罩(例如矽化鉬等等)。本發明也可以於極端紫外遮罩材料，例如含鉭的材料。

本揭露包括在附加申請專利範圍中包含的內容以及前面描述的內容。雖然本發明已經以它的較佳形式配合特定程度的特徵來描述，應該理解以較佳形式揭露的內容僅僅以作為範例的方式揭露，並且可以採取在建構及組合之細節以及構件安排的許多變化，而沒有離開本發明的精神及範圍。現在已經完成了對本發明的描述。

100‧‧‧蝕刻遮罩

105‧‧‧薄膜

110‧‧‧光微影圖罩

115‧‧‧初始蝕刻遮罩圖像

120‧‧‧製程的關鍵尺寸偏差

125‧‧‧最終蝕刻圖案

200‧‧‧鈍化膜

205‧‧‧蝕刻遮罩側壁

210‧‧‧鈍化膜

圖1是先前技術蝕刻製程的一個示意圖，其顯示在電漿製程期間關鍵尺寸的變化；圖2是本發明之蝕刻製程的一個示意圖，其在電漿製程期間保持關鍵尺寸；圖3是根據本發明的製程區塊圖；圖4顯示使用先前技術之初始光阻圖案，其具有名義的500奈米明亮特徵之關鍵尺寸性能；圖5顯示使用本發明的總製程關鍵尺寸性能圖； 圖5顯示使用本發明的總製程關鍵尺寸性能圖；圖6顯示使用本發明之初始光阻圖案，其具有名義的500奈米明亮特徵之關鍵尺寸性能；圖7顯示使用本發明之具有名義的500奈米明亮特徵於鈍化後之關鍵尺寸性能的圖；圖8顯示關鍵尺寸差異圖，其使用本發明之點對點相減來建構；圖9顯示在使用本發明去除剩餘光阻後具有名義的500奈米明亮特徵之關鍵尺寸性能圖；以及圖10顯示使用點對點相減所建構的關鍵尺寸差異圖，其係使用在本發明之圖9的最終鉻測量以及圖6的初始光阻測量之間相減。

在所有附圖之數個視圖中，類似參考特徵指出在類似部分。

100．．．蝕刻遮罩

105．．．薄膜

110．．．光微影圖罩

200．．．鈍化膜

205．．．蝕刻遮罩側壁

210．．．鈍化膜

Claims (16)

1. 一種在光微影基板之電漿蝕刻製程期間改進關鍵尺寸性能的方法，該方法包括：提供一光罩，其依序地包括一光微影圖罩、一蝕刻遮罩，該光微影圖罩具有的薄膜已於先前沉積於該光微影圖罩上，該蝕刻遮罩已於先前被圖案化於該薄膜上；將圖案化蝕刻遮罩放置在一真空腔體中的一支撐構件上；將一處理氣體引入進去該真空腔體，該處理氣體的至少一些部分係共面地被引入至該圖案化蝕刻遮罩；使用第一組製程條件將一鈍化膜沉積至該圖案化蝕刻遮罩的非水平表面和水平表面上，該第一組製程條件係包含使用經引入處理氣體和共面處理氣體的經引入部分；使用第二組製程條件清除來自該圖案化蝕刻遮罩的該等水平表面所沉積的鈍化膜，而一些該沉積的鈍化膜仍在至少一些該圖案化蝕刻遮罩的該等非水平表面上；使用第三組製程條件蝕刻在該薄膜的曝露表面；使用原位計量術來監控該圖案化蝕刻圖案的關鍵尺寸性能；以及基於監控步驟原位地調整沉積步驟以達成所希望的關鍵尺寸性能。
2. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該鈍化膜非保形地沉積在該圖案化蝕刻遮罩上。
3. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該鈍化膜係從以下群組所形成：含碳氣體、含矽氣體及含硫氣體。
4. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該鈍化膜包括基於聚合物的膜。
5. 根據申請專利範圍第4項的方法，其中該基於聚合物的膜係由含碳氫化合物的氣體所形成。
6. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該薄膜至少部分地是可穿透光的。
7. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該薄膜包含鉻。
8. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中該薄膜包括矽。
9. 一種在光微影基板之電漿蝕刻製程期間改進關鍵尺寸性能的方法，該方法包括：提供一光罩，其依序地包括光微影圖罩、一蝕刻遮罩，該光微影圖罩具有的薄膜已於先前沉積於該光微影圖罩上，該蝕刻遮罩已於先前被圖案化於該薄膜上；辨識一目標關鍵尺寸性能，該目標關鍵尺寸性能比該圖案化蝕刻遮罩的起始關鍵尺寸性能還低；將沉積製程的關鍵尺寸性能特徵化以達成該目標關鍵尺寸性能；將第一蝕刻製程的關鍵尺寸性能特徵化以達成該目標關鍵尺寸性能；將第二蝕刻製程的關鍵尺寸性能特徵化； 基於該沉積製程步驟之經特徵化關鍵尺寸性能，選擇第一組製程條件；將圖案化蝕刻遮罩放置在一真空腔體中的一支撐構件上；將一處理氣體引入進去該真空腔體，該處理氣體的至少一些部分係共面地被引入至該圖案化蝕刻遮罩；使用該第一組製程條件將一鈍化膜沉積至該圖案化蝕刻遮罩的非水平表面和水平表面上，該第一組製程條件係包含使用經引入處理氣體和共面處理氣體的經引入部分；基於該第一蝕刻製程步驟之經特徵化關鍵尺寸性能，選擇第二組製程條件；使用第二組製程條件清除來自該圖案化蝕刻遮罩的該等水平表面所沉積的鈍化膜，而一些該沉積的鈍化膜仍在至少一些該圖案化蝕刻遮罩的該等非水平表面上；基於該第二蝕刻製程步驟的該經特徵化關鍵尺寸性能，選擇第三組製程條件；以及使用該第三組製程條件蝕刻該薄膜的曝露表面。
10. 根據申請專利範圍第9項的方法，其中該鈍化膜係非保形地沉積在該圖案化蝕刻遮罩上。
11. 根據申請專利範圍第9項的方法，其中該鈍化膜係從以下群組所形成：含碳氣體、含矽氣體及含硫氣體。
12. 根據申請專利範圍第9項的方法，其中該鈍化膜包括基於聚合物的膜。
13. 根據申請專利範圍第12項的方法，其中該基於聚合 物的膜係從含碳氫化合物的氣體所形成。
14. 根據申請專利範圍第9項的方法，其中該薄膜至少部分地是可穿透光的。
15. 根據申請專利範圍第9項的方法，其中該薄膜包括鉻。
16. 根據申請專利範圍第9項的方法，其中該薄膜包括矽。