專利名稱：形成蝕刻掩模的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成蝕刻掩模的方法，且更特定來說涉及一種形成具有用于對光致抗蝕劑形成薄膜圖案的硬掩模的高蝕刻選擇性的蝕刻掩模的方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)來說，為形成薄膜圖案，應(yīng)用G線(436nm)抗蝕劑和I線(365nm)抗蝕劑或KrF(248nm)抗蝕劑，且接著通過使用掩模執(zhí)行光刻工藝來形成光致抗蝕劑圖案。隨后，通過使用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模來執(zhí)行蝕刻工藝從而形成薄膜圖案。
然而，由于設(shè)備線寬度的減小和光刻工藝的限制，目前使用ArF(193nm)抗蝕劑和具有80nm或更小的線寬度的硬掩模圖案來形成具有超細(xì)線寬度的薄膜圖案。
圖1A至1C是概念上說明使用ArF(193nm)抗蝕劑和硬掩模圖案形成薄膜圖案的常規(guī)方法的問題的截面圖。
參看圖1A，將被圖案化的薄膜20形成于襯底10上。硬掩模膜30和光致抗蝕劑圖案40形成于薄膜20上。硬掩模膜30A由氮化硅膜制成，而光致抗蝕劑圖案40由ArF抗蝕劑制成。這是因為抗蝕劑的厚度由于光刻工藝的限制而減小，使得僅僅現(xiàn)有的抗蝕劑不能用作有效的蝕刻阻擋層掩模。因此，硬掩模膜30形成于抗蝕劑與薄膜之間，因此將其用作為蝕刻掩模。
參看圖1B和1C，為將硬掩模膜30用作蝕刻掩模，通過使用ArF光致抗蝕劑圖案40蝕刻硬掩模膜30來圖案化硬掩模膜30。隨后，通過使用經(jīng)圖案化的ArF光致抗蝕劑和硬掩模膜30作為蝕刻掩模執(zhí)行蝕刻工藝來圖案化下部薄膜。
然而，因為在圖案化常規(guī)硬掩模膜30時，硬掩模膜30對光致抗蝕劑圖案40的蝕刻選擇性較低且因此掩模膜被腐蝕，所以存在的問題是具有所需形狀的硬掩模膜30的圖案沒有形成。
氧氣(O2)與以碳氟化合物為主的氣體(fluorocarbon-based gas)混合的混合氣體用作現(xiàn)有的用于蝕刻硬掩模膜30的蝕刻氣體。然而，當(dāng)使用上述混合氣體時，用作硬掩模膜30的氮化硅膜對ArF光致抗蝕劑的蝕刻選擇性在1.5∶1與4∶1之間的范圍內(nèi)。因此，導(dǎo)致的問題是當(dāng)蝕刻硬掩模膜30時，光致抗蝕劑也被去除，或當(dāng)蝕刻具有與光致抗蝕劑相同厚度的硬掩模膜30時，光致抗蝕劑的耐久性被混合氣體削弱，且光致抗蝕劑塌陷。
也就是說，應(yīng)對硬掩模膜30和薄膜20圖案化以使其每一者均具有與起始光致抗蝕劑圖案40之間的寬度A同樣的寬度，如圖1A所示。然而，如上文所述，因為硬掩模膜30對光致抗蝕劑圖案40的蝕刻選擇性是較低的，所以當(dāng)蝕刻硬掩模膜30時，光致抗蝕劑圖案40也被去除。因此，形成具有大于所需寬度A的寬度B的硬掩模膜30的圖案，如圖1B所示。隨后，在通過使用具有上述較大寬度的硬掩模膜30的圖案作為蝕刻掩模執(zhí)行蝕刻工藝來圖案化薄膜20的情況下，導(dǎo)致的問題是形成具有比起始所需形狀的寬度更大的寬度的薄膜圖案。
另外，盡管未圖示，因為在硬掩模膜30的圖案的蝕刻工藝中光致抗蝕劑的耐久性被削弱，所以光致抗蝕劑圖案40塌陷。因此，導(dǎo)致的問題是下部硬掩模膜30沒有被圖案化，且因此不可能圖案化薄膜20。

發(fā)明內(nèi)容
因此，設(shè)想本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。本發(fā)明的目的是提供一種形成蝕刻掩模的方法，其能夠增加硬掩模膜對光致抗蝕劑膜的蝕刻選擇性以用于形成193nm或更小的細(xì)線寬度，且增強硬掩模膜的蝕刻速率。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種形成蝕刻掩模的方法，其包含以下步驟在襯底上沉積含有硅的硬掩模膜；在所述硬掩模膜上沉積光致抗蝕劑；圖案化所述光致抗蝕劑；和使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模且使用包括CHxFy(x，y＝1，2，3)氣體的蝕刻氣體蝕刻所述硬掩模膜。
優(yōu)選的是所述蝕刻氣體為CH2F2氣體，且以10到100sccm的流動速率注入。所述蝕刻氣體可進(jìn)一步包含H2氣體。有效的是以20到150sccm的流動速率注入H2氣體。優(yōu)選的是所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含Ar。
所述硬掩模膜可形成于氮化硅和氧化硅的至少任一者的單層或多層膜中。
優(yōu)選的是所述光致抗蝕劑包含ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(遠(yuǎn)紫外)抗蝕劑中的任一者。
另外，所述方法優(yōu)選包含以下步驟在硬掩模膜與光致抗蝕劑圖案之間沉積抗反射涂層(ARC)；和在蝕刻所述硬掩模膜之前蝕刻所述ARC。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種形成蝕刻掩模以蝕刻襯底上的硬掩模膜下的膜的方法，所述襯底具有含有硅的硬掩模膜且經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑順序形成于其上，所述方法包含步驟使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模且使用包括CHxFy(x，y＝1，2，3)氣體的蝕刻氣體蝕刻所述硬掩模膜。
這里，優(yōu)選的是所述蝕刻氣體為CH2F2氣體，且以10到100sccm的流動速率注入。所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含以20到150sccm的流動速率注入的H2氣體也是優(yōu)選的。有效的是所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含以200到800sccm的流動速率注入的Ar氣體。
優(yōu)選的是所述光致抗蝕劑包含ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(遠(yuǎn)紫外)抗蝕劑中的任一者。
另外，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種形成蝕刻掩模以蝕刻襯底上的硬掩模膜下的膜的方法，所述襯底具有含有硅的硬掩模膜、ARC和且經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑順序形成于其上，所述方法包含步驟使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模蝕刻所述ARC；和使用所述光致抗蝕劑圖案和ARC作為掩模且使用包括CHxFy(x，y＝1，2，3)氣體的蝕刻氣體來蝕刻所述硬掩模膜。
此時，優(yōu)選的是所述蝕刻氣體為CH2F2氣體，且以10到100sccm的流動速率注入。有效的是所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含以20到150sccm的流動速率注入的H2氣體。所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含以200到800sccm的流動速率注入的Ar氣體也是優(yōu)選的。
優(yōu)選的是所述光致抗蝕劑包含ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(遠(yuǎn)紫外)抗蝕劑中的任一者。
另外，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種形成蝕刻掩模以蝕刻襯底上的硬掩模膜下的膜的方法，所述襯底具有含有硅的硬掩模膜、ARC且經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑順序形成于其上，所述方法包含以下步驟使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模蝕刻所述ARC；和在所述光致抗蝕劑圖案的表面聚合的同時，使用所述光致抗蝕劑圖案和ARC作為掩模且使用一包括CHxFy(x，y＝1，2，3)氣體的蝕刻氣體來蝕刻所述硬掩模膜。
這里，優(yōu)選的是所述蝕刻氣體為CH2F2氣體，且以10到100sccm的流動速率注入。另外，較優(yōu)選的是所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含以20到150sccm的流動速率注入的H2氣體。
有效的是所述光致抗蝕劑使用ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(遠(yuǎn)紫外)抗蝕劑中的任一者。


從以下結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明的以上和其它目的、特征和優(yōu)點將變得明顯，其中圖1A至1C是概念上說明使用ArF(193nm)抗蝕劑和硬掩模圖案形成薄膜圖案的常規(guī)方法的問題的截面圖；圖2A至2D是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的形成薄膜圖案的方法的截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于蝕刻硬掩模膜的裝置的概念圖；圖4是說明根據(jù)CH2F2氣體流動速率的改變的蝕刻速率的曲線圖；圖5是說明根據(jù)H2氣體流動速率的改變的蝕刻速率的曲線圖；圖6是具有根據(jù)本發(fā)明實施例而蝕刻的硬掩模膜的襯底的平面照片；和圖7和8是具有根據(jù)本發(fā)明實施例而蝕刻的硬掩模膜的襯底的截面照片。
具體實施例方式
下文中，將參看附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明并不限于下文將揭示的實施例，而是可建構(gòu)為多種不同形式。僅為了說明性目的和在所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員完全理解本發(fā)明的范圍內(nèi)提供所述實施例。全部附圖中，類似參考數(shù)字表示類似元件。
圖2A至2D是說明根據(jù)本發(fā)明實施例形成薄膜圖案的方法的截面圖。
如圖2A所示，薄膜120、硬掩模膜130和抗反射涂層(ARC)140形成于襯底110上。下文中，將光致抗蝕劑施加于ARC 140，且接著通過使用掩模執(zhí)行光刻工藝來形成光致抗蝕劑圖案150。
這里，不僅可使用用于制造半導(dǎo)體設(shè)備的半導(dǎo)體襯底作為襯底110，也可使用用于制造平板顯示設(shè)備的透明絕緣襯底作為襯底110。薄膜120不限于此，而是可為用于制造半導(dǎo)體設(shè)備或平板顯示設(shè)備的薄膜。
優(yōu)選地，使用相對于下部薄膜120具有高蝕刻選擇性的膜作為硬掩模膜130。在此實施例中，氮化硅膜(SiN)用作硬掩模膜130也是優(yōu)選的。使用用于最小化光曝露工藝中產(chǎn)生的光反射的膜，以10到50nm的厚度施加ARC 140，以用于使光致抗蝕劑圖案150形成于ARC 140上。
隨后，通過旋涂方法將用于193nm或更小波長的光致抗蝕劑施加到ARC 140。優(yōu)選地，將ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(遠(yuǎn)紫外)抗蝕劑中的任一者用作光致抗蝕劑。
在此實施例中，施加ArF抗蝕劑。通過使用用于形成薄膜的掩模執(zhí)行光刻工藝來形成ArF抗蝕劑圖案150。也就是說，通過旋涂方法將ArF抗蝕劑施加到ARC，并接著將其載入193nm光曝露儀器中。隨后，通過使用用于圖案化薄膜的掩模執(zhí)行光曝露工藝且接著執(zhí)行顯影工藝來形成ArF光致抗蝕劑圖案。
如圖2B所示，通過使用ArF抗蝕劑圖案150作為蝕刻掩模執(zhí)行蝕刻工藝來蝕刻經(jīng)曝露的ARC 140。也就是說，通過使用CF4/O2/C4F6/Ar的混合氣體執(zhí)行等離子蝕刻工藝來去除ARC 140是有效的。此時，優(yōu)選的是分別以20到40sccm、1到20sccm、1到20sccm和200到800sccm的流動速率將CF4、O2、C4F6和Ar氣體供應(yīng)到等離子蝕刻裝置。
接著，如圖2C所示，蝕刻硬掩模膜130，其中通過使用包括用于光致抗蝕劑圖案150的增強氣體的蝕刻氣體來執(zhí)行硬掩模膜130對光致抗蝕劑圖案150具有增強的蝕刻選擇性的蝕刻工藝。
這里，優(yōu)選使用CHxFy(x，y＝1，2，3)和H2的混合氣體作為蝕刻氣體。在使用混合氣體的情況下，ArF光致抗蝕劑圖案150的表面聚合成具有幾乎無窮大的蝕刻選擇性的聚合物151，在所述無窮大的蝕刻選擇性下ArF光致抗蝕劑圖案150不會被去除，但僅下部硬掩模膜130被蝕刻。
在此實施例中，CH2F2/H2/Ar的混合氣體用作蝕刻氣體。另外，優(yōu)選的是在蝕刻工藝中分別以10到200sccm、20到200sccm和100到1000sccm的流動速率注入CH2F2、H2和Ar氣體。
將上述蝕刻工藝描述如下如上文所述，將具有形成于硬掩模膜130上的光致抗蝕劑圖案150的襯底110載入圖3所示的蝕刻儀器200的腔室中，使得襯底110就位于襯底支撐構(gòu)件210上。優(yōu)選地，使用靜電卡盤作為襯底支撐構(gòu)件210。另外，優(yōu)選的是在蝕刻工藝中將靜電卡盤的溫度維持在攝氏-10到80度。將蝕刻儀器200(即，腔室)中的壓力維持在1到500mTorr。隨后，將CH2F2、H2和Ar氣體注入蝕刻儀器200，且接著通過產(chǎn)生等離子來進(jìn)行蝕刻工藝。
優(yōu)選地，蝕刻儀器200對襯底支撐構(gòu)件210施加不同的高頻功率，如圖3(a)所示。此時，第一、第二和第三高頻功率源220、230和240優(yōu)選地分別施加400KHz到10MHz、10到30MHz和10到100MHz的頻率的電壓。另外，蝕刻儀器200可對襯底支撐構(gòu)件210施加不同的高頻功率，并對蝕刻儀器200的上部部分中的天線250施加頻率功率，如圖3(b)所示。也就是說，第一和第二高頻功率源220和230對用作下部電極的襯底支撐構(gòu)件210施加400KHz到10MHz和10到30MHz的頻率的電壓，而第三高頻功率源240對提供于襯底支撐構(gòu)件210上方的天線250施加10到100MHz的頻率的電壓。
上文中，第一和第二高頻功率源220和230優(yōu)選地分別施加100到400W和300到600W的電功率。
可使用上述的蝕刻氣體和蝕刻儀器200來調(diào)整蝕刻速率和蝕刻選擇性。也就是說，可能獲得在蝕刻硬掩模膜130時光致抗蝕劑圖案150決不會被去除的蝕刻選擇性。
圖4是說明根據(jù)CH2F2氣體流動速率的改變的蝕刻速率的曲線圖，且圖5是說明根據(jù)H2氣體流動速率的改變的蝕刻速率的曲線圖。圖6是具有根據(jù)本發(fā)明實施例蝕刻的硬掩模膜的襯底的平面照片，且圖7和8是具有根據(jù)本發(fā)明實施例蝕刻的硬掩模膜的襯底的截面照片。
圖4說明在H2氣體的流動速率維持在80sccm的狀態(tài)下改變CH2F2氣體的流動速率時，硬掩模膜130的蝕刻速率改變(見曲線a)、光致抗蝕劑圖案150的蝕刻速率改變(見曲線b)和硬掩模膜130對光致抗蝕劑圖案150的蝕刻選擇性改變(見曲線c)。此時，圖4(a)、(b)和(c)分別說明第一高頻功率源220的電功率設(shè)置為100、150和200W時的改變。這里，相同地維持其它工藝條件。從圖4的曲線可了解，在已注入H2氣體的狀態(tài)下增加CH2F2氣體的流動速率時，硬掩模膜130的蝕刻速率減小，但硬掩模膜130對光致抗蝕劑圖案150的蝕刻選擇性增加到無窮大。另外，還可了解蝕刻速率和蝕刻選擇性是根據(jù)所施加電源的功率而改變的。
另外，圖5說明在CH2F2氣體的流動速率維持在20sccm的狀態(tài)下改變H2氣體的流動速率時，硬掩模膜130的蝕刻速率改變(見曲線a)、光致抗蝕劑圖案150的蝕刻速率改變(見曲線b)和硬掩模膜130對光致抗蝕劑圖案150的蝕刻選擇性改變(見曲線c)。此時，圖5(a)、(b)和(c)分別說明第一高頻功率源220的電功率如上文所述設(shè)定為100、150和200W時的改變。從圖5的曲線可了解，在已注入CH2F2氣體的狀態(tài)下增加H2氣體的流動速率時，硬掩模膜130對光致抗蝕劑圖案150的蝕刻選擇性從接近無窮大的值逐漸減小，但硬掩模膜130的蝕刻速率增加。
回顧兩幅曲線圖，當(dāng)使用包括CH2F2和H2氣體的混合氣體執(zhí)行蝕刻時，SiN膜(即，硬掩模膜130)的蝕刻速率增加，而ArF光致抗蝕劑圖案150的蝕刻速率為負(fù)值，使得蝕刻選擇性變?yōu)榻咏鼰o窮大的值。這是因為在將CH2F2和H2氣體供應(yīng)到蝕刻儀器時，聚合物151產(chǎn)生于ArF光致抗蝕劑圖案150的表面上以包圍其表面。
因此，不會產(chǎn)生ArF光致抗蝕劑圖案150的塌陷或蝕刻，從而可形成具有所需圖案的硬掩模膜130，且可增強硬掩模膜130的蝕刻速率，如圖6至8的照片中所示。在上文中，圖7是在已執(zhí)行蝕刻約1分鐘之后的照片，且圖8是已執(zhí)行蝕刻約3分鐘之后的照片。也就是說，圖6(a)、7(a)和8(a)是已通過分別以20、60和500sccm將CH2F2、H2和Ar氣體注入圖3的等離子蝕刻儀器中來蝕刻硬掩模膜130之后的FE-SEM照片，且圖6(b)、7(b)和8(b)是已通過分別以20、100和500sccm將CH2F2、H2和Ar氣體注入圖3的等離子蝕刻儀器中來蝕刻硬掩模膜130之后的FE-SEM照片。如照片中所示，可了解用于硬掩模膜130的蝕刻工藝沒有改變硬掩模膜130頂部上的ArF光致抗蝕劑圖案150，且根據(jù)本發(fā)明通過使用包括CH2F2和H2氣體的混合氣體使硬掩模膜130圖案化而具有與光致抗蝕劑圖案150相同的形狀。
這是因為CH2F2和H2氣體被引入蝕刻儀器并接著借助于等離子而活化，經(jīng)活化的活化基團(tuán)對ArF光致抗蝕劑圖案150反應(yīng)，使聚合物151形成于其表面上。因此，此聚合物151用作阻擋層以用于防止通過CH2F2和H2氣體而去除ArF光致抗蝕劑圖案150，從而可防止ArF光致抗蝕劑圖案150的蝕刻。聚合物151還用以硬化ArF光致抗蝕劑圖案150的外表面，從而防止ArF光致抗蝕劑圖案150的塌陷。此時，產(chǎn)生的聚合物151為CF2(z＝0.1到0.5)。在CH2F2氣體的流動速率增加時，聚合物151內(nèi)碳(C)的量和聚合物151的厚度相對增加，使得抵抗ArF抗蝕劑的蝕刻的耐久性增加。另一方面，因為在將CH2F2和H2氣體一起添加時產(chǎn)生例如HCN的蝕刻反應(yīng)劑，所以活化了增加SiN硬掩模膜130中N元素的去除的反應(yīng)，從而繼續(xù)硬掩模膜130的蝕刻。在此情況下，通過蝕刻，ArF抗蝕劑被去除而硬掩模膜130被連續(xù)去除，從而可獲得接近無窮大的蝕刻選擇性。然而，如果H2氣體的流動速率過度增加，ArF抗蝕劑圖案150上聚合物151的產(chǎn)生速率就減小，使得ArF抗蝕劑以及硬掩模膜的蝕刻速率也增加，且蝕刻選擇性具有相對較小的值。因此，為獲得接近無窮大的值的蝕刻選擇性，CH2F2和H2氣體的流動速率的適當(dāng)組合變?yōu)橐粋€重要的工藝參數(shù)。
如圖2d所示，通過使用經(jīng)圖案化的硬掩模膜130和ArF光致抗蝕劑圖案150作為蝕刻掩模的蝕刻工藝來去除薄膜120的一部分，且因此使薄膜120圖案化。接著，去除ArF光致抗蝕劑圖案150和硬掩模膜130以形成薄膜圖案。
上述描述中已描述用于薄膜的一般圖案化方法。
根據(jù)本實施例的圖案化薄膜的方法可應(yīng)用于圖案化半導(dǎo)體設(shè)備的設(shè)備隔離膜和柵電極與柵極線，以及包括源極和漏極線的金屬導(dǎo)線。
也就是說，使用氮化硅膜將一硬掩模膜形成于半導(dǎo)體襯底上，且將光致抗蝕劑圖案形成于其頂部上。隨后，使用包括CH2F2、H2和Ar氣體的混合氣體來蝕刻硬掩模膜，且因此暴露半導(dǎo)體襯底的一部分。接著，蝕刻半導(dǎo)體襯底的暴露部分以通過使用硬掩模膜和光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模執(zhí)行蝕刻工藝來形成槽。隨后，用HDP氧化膜填充所述槽，使用硬掩模膜作為停止膜(stop film)來執(zhí)行平坦化工藝，且接著去除硬掩模膜，由此形成設(shè)備隔離膜。將顯而易見，上述方法只是用于形成半導(dǎo)體設(shè)備的槽的實施例。因此，本發(fā)明不限于此，而是可進(jìn)行各種修改。
同時，將柵極氧化膜和導(dǎo)電膜按順序形成于半導(dǎo)體襯底上，且將硬掩模膜和光致抗蝕劑圖案形成于其上。使用包括CH2F2、H2和Ar氣體的混合氣體來蝕刻硬掩模膜，從而暴露導(dǎo)電膜的一部分。隨后，通過使用硬掩模膜作為蝕刻掩模執(zhí)行蝕刻工藝來去除導(dǎo)電膜的暴露部分，因此形成柵電極與柵極線。將顯而易見，上述描述只是用于形成用于半導(dǎo)體設(shè)備的柵電極和柵極線的實施例。因此，本發(fā)明不限于以上實施例，而是可進(jìn)行各種修改。
另外，柵電極和設(shè)備隔離膜可同時形成。也就是說，將柵極氧化膜、導(dǎo)電膜和硬掩模膜按順序形成于半導(dǎo)體襯底上，且接著將光致抗蝕劑圖案形成于其頂部上。使用包括CH2F2、H2和Ar氣體的混合氣體來蝕刻硬掩模膜，且接著通過使用硬掩模膜作為蝕刻掩模執(zhí)行蝕刻工藝來蝕刻導(dǎo)電膜的一部分、柵極氧化膜和襯底以形成槽。接著，在用HDP氧化膜填充所述槽之后，通過使用導(dǎo)電膜作為停止膜執(zhí)行平坦化工藝來形成柵電極和柵極線，且同時形成設(shè)備隔離膜。
另外，層間絕緣膜形成于襯底上，所述襯底具有源極和漏極電極或上面形成有下部金屬布線，硬掩模膜形成于層間絕緣膜上，且接著光致抗蝕劑圖案形成于硬掩模膜的頂部上。接著，在使用包括CH2F2、H2和Ar氣體的混合氣體蝕刻硬掩模膜之后，通過使用硬掩模膜作為蝕刻掩模執(zhí)行蝕刻工藝來蝕刻層間絕緣膜，以形成暴露下部源極電極、漏極電極或下部金屬布線的接觸孔，且硬掩模膜被去除。隨后，形成填充所述接觸孔的導(dǎo)電膜，且接著通過圖案化層間絕緣膜上的導(dǎo)電膜來形成金屬布線。盡管在上述描述中已簡要描述了通過單鑲嵌工藝形成金屬布線的實施例，但本發(fā)明不限于此。也就是說，可通過各種修改來形成金屬布線。
因而，視下部薄膜的形狀而定，本發(fā)明可應(yīng)用于制造半導(dǎo)體設(shè)備的整個過程。
盡管上文中已描述使用硬掩模膜形成單個SiN膜，但本發(fā)明不限于此。也就是說多層膜可用作硬掩模膜。換句話說，可使用具有至少兩層(其中形成有氮化硅和/或氧化物膜)的膜作為硬掩模膜。
如上文所述，根據(jù)本發(fā)明，在蝕刻用于193nm或更小波長的光致抗蝕劑圖案下的硬掩模膜時，可使用包括CH2F2和H2氣體的混合氣體來增加硬掩模膜對光致抗蝕劑圖案的蝕刻選擇性。
本發(fā)明并不限于上述實施例，而是可建構(gòu)為不同形式。也就是說，僅為了說明性目的在所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員完全理解本發(fā)明的范圍內(nèi)提供所述實施例。另外，應(yīng)在由隨附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的范圍內(nèi)理解本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種形成蝕刻掩模的方法，其包含以下步驟在襯底上沉積含有硅的硬掩模膜；在所述硬掩模膜上沉積光致抗蝕劑；圖案化所述光致抗蝕劑；和使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模且使用包括CHxFy(x，y＝1，2，3)氣體的蝕刻氣體來蝕刻所述硬掩模膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蝕刻氣體為CH2F2氣體，且以10到100sccm的流動速率注入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含H2氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中以20到150sccm的流動速率注入所述H2氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含Ar。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述硬掩模膜形成于氮化硅和/或氧化硅的至少任一者的單層或多層膜中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光致抗蝕劑包含ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(遠(yuǎn)紫外)抗蝕劑中的任一者。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含以下步驟在所述硬掩模膜與所述光致抗蝕劑圖案之間沉積抗反射涂層(ARC)；和在蝕刻所述硬掩模膜之前蝕刻所述ARC。
9.一種形成蝕刻掩模以蝕刻襯底上硬掩模膜下的膜的方法，所述襯底具有順序形成于其上的含有硅的所述硬掩模膜及經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑，所述方法包含以下步驟使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模且使用包括CHxFy(x，y＝1，2，3)氣體的蝕刻氣體來蝕刻所述硬掩模膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述蝕刻氣體為CH2F2氣體，且以10到100sccm的流動速率注入。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含以20到150sccm的流動速率注入的H2氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含以200到800sccm的流動速率注入的Ar氣體。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述光致抗蝕劑包含ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(遠(yuǎn)紫外)抗蝕劑中的任一者。
14.一種形成一蝕刻掩模以蝕刻一襯底上一硬掩模膜下的一膜的方法，所述襯底具有按順序形成于其上的含有硅的所述硬掩模膜、一ARC及一經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑，所述方法包含以下步驟使用所述光致抗蝕劑圖案作為一掩模來蝕刻所述ARC；和使用所述光致抗蝕劑圖案和ARC作為一掩模且使用一包括一CHxFy(x，y＝1，2，3)氣體的蝕刻氣體來蝕刻所述硬掩模膜。
15.一種形成一蝕刻掩模以蝕刻一襯底上一硬掩模膜下的一膜的方法，所述襯底具有按順序形成于其上的含有硅的所述硬掩模膜、一ARC及一經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑，所述方法包含以下步驟使用所述光致抗蝕劑圖案作為一掩模來蝕刻所述ARC；和在所述光致抗蝕劑圖案的一表面被聚合的同時使用所述光致抗蝕劑圖案和ARC作為一掩模，且使用一包括一CHxFy(x，y＝1，2，3)氣體的蝕刻氣體來蝕刻所述硬掩模膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述蝕刻氣體為CH2F2氣體，且以一10到100sccm的流動速率注入。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述蝕刻氣體進(jìn)一步包含以一20到150sccm的流動速率注入的H2氣體。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述光致抗蝕劑使用ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(遠(yuǎn)紫外)抗蝕劑中的任一者。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種形成一蝕刻掩模的方法。根據(jù)本發(fā)明，提供一種形成一蝕刻掩模的方法，其包含以下步驟在一襯底上沉積一含有硅的硬掩模膜；在所述硬掩模膜上沉積一光致抗蝕劑；圖案化所述光致抗蝕劑；和使用所述光致抗蝕劑圖案作為一掩模且使用一包括CH
文檔編號H01L21/02GK1959529SQ20061013800
公開日2007年5月9日 申請日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者權(quán)奇清, 李來應(yīng), 樸昌基, 李春熙, 金德鎬 申請人:周星工程股份有限公司