專利名稱：去氟化工藝的制作方法
去氟化工藝
背景技術(shù)：
本發(fā)明有關(guān)于半導(dǎo)體器件的形成。在半導(dǎo)體晶圓處理過程中，半導(dǎo)體器件的特4正(features ) 是利用熟知的圖案化(patterning)和刻蝕工藝來定義的。在這些工 藝中，將光阻(PR )材料沉積到晶圓上，然后在由中間掩模(reticle ) 過濾的光下曝光。中間掩模一般是一個(gè)玻璃板，上面形成有典型的 特征幾何圖案，該幾何圖案阻擋光從該中間掩模中穿過。光在穿過中間掩模后與該光阻材料的表面接觸。光會(huì)改 變光阻材料的化學(xué)成分，從而顯影劑可以去除光阻材料的一部分。 在使用正型(positive )光阻材料的情況下，被曝光過的區(qū)域被去除， 在使用負(fù)型(negative)光阻材料的情況下，沒有被曝光過的區(qū)域被 去除。然后，刻蝕該晶圓以將不再被光阻材料保護(hù)的區(qū)域中的底層 材料去除，并因而在晶圓中確定想要的特征?，F(xiàn)在已知的光阻有好幾代。深紫外(DUV)光阻是在 248nm的光下曝光的。為了便于理解，圖1A是基板104上的層108的 才黃斷面示意圖，基板104有圖案化的光阻層112，該光阻層112在ARL (防反射層)110上，該ARL在層108上，以進(jìn)行刻蝕并形成棧IOO。 光阻圖案具有一個(gè)臨界尺寸(CD)，該臨界尺寸可以是該最小特征 的寬度116。目前，對(duì)248nm的光阻來"i兌，4吏用傳統(tǒng)工藝的情況下該 光阻的典型的臨界尺寸可以是230-250nm。因?yàn)楣鈱W(xué)特征依賴于波 長，在較長波長下曝光的光阻理論上具有較大的最小臨界尺寸。
如圖1B所示，通過光阻圖案可以刻蝕特4正120。理想情況 下，特征的臨界尺寸(特征的寬度)等于光阻112中的特征的臨界 尺寸116 。 實(shí)際上，因?yàn)榭堂?faceting )、 光阻侵:蝕或側(cè)蝕 (undercutting ),特^正116的臨界尺寸會(huì)比光阻112的臨界尺寸更大。 特征還可能是傾斜的，其中該特征的臨界尺寸至少與該光阻的臨界 尺寸一樣大，但是特征傾斜的地方在靠近特征底端處具有更小的寬 度。這種傾斜可能導(dǎo)致不可靠的特征。為了才是供具有較小臨界尺寸的特征，傾向于使用更短波 長的光來生成特征。193nm的光阻是在193nm光下曝光的。使用相 移中間摘"漠和其他技術(shù)，使用193nm的光阻就可以形成90-1 OOnm臨 界尺寸的光阻圖案。這就能夠提供具有90-1 OOnm臨界尺寸的特征。 15 7nm的光阻是在15 7nm光下曝光的。使用相移中間掩模和其他技 術(shù)可以形成小于90nm臨界尺寸的光阻圖案。這就能夠提供具有小于 90nm臨界尺寸的特4正。
化帶
fl匕
來更多的問題。為了獲得與理論極限相近的臨界尺寸，光刻裝置要 更精確，這就需要更昂貴的光刻設(shè)備。目前的193nm光阻和157nm 光阻沒有較長波長的光阻那么高的選擇性，因此在等離子體刻蝕條 件下更容易變形。在刻蝕導(dǎo)電層時(shí)，例如在形成存儲(chǔ)器器件時(shí)，需要在不 降低性能的情況下提高器件的密度。

發(fā)明內(nèi)容
為了完成前述要求，并才艮據(jù)本發(fā)明的目的， -提供一種在 層內(nèi)形成特征的方法。在該層上形成光阻層。圖案化該光阻層以形 成具有光阻側(cè)壁的光阻特征，其中該光阻特征具有第 一臨界尺寸。在該光阻特4正的該側(cè)壁上沉積含氟的<呆形層，以減小該光阻特;f正的
臨界尺寸。將氟從該保形層中去除，同時(shí)將該保形層留在原地。將 特征刻蝕入該層，其中該層的特征具有第二臨界尺寸，該第二臨界 尺寸小于該第一臨界尺寸。在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，提供一種在層內(nèi)形成特 征的方法。在該層上形成光阻層。圖案化該光阻層以形成具有光阻 側(cè)壁的光阻特征，其中該光阻特征具有第一臨界尺寸。在該光阻特 4正的該側(cè)壁上沉積含氟的{呆形層，以減小該光阻特4正的臨界尺寸。
該在該光阻特征的該側(cè)壁上沉積該層的步驟包含〗吏用第一氣體化 學(xué)品進(jìn)行第一沉積，以形成第一沉積等離子體；及使用第二氣體化 學(xué)品進(jìn)行第二沉積，以形成第二沉積等離子體，其中該第一氣體化 學(xué)品不同于該第二氣體化學(xué)品。將氟/人該保形層中去除，同時(shí)將該 保形層留在原地。將特征刻蝕入該層，其中該層的特征具有第二臨 界尺寸，該第二臨界尺寸不大于該第一臨界尺寸的70%。在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，才是供一種在層內(nèi)形成特 征的裝置，其中該層由基板支撐，且其中該層^皮光阻掩模覆蓋，該 光阻掩模具有有第一臨界尺寸的光阻特征。等離子體處理室，包含 室壁，該室壁形成該等離子體處理室的外殼；基板支架，在該等離 子體處理室的外殼內(nèi)，用以支撐基板；氣壓調(diào)節(jié)器，用以調(diào)節(jié)該等 離子體處理室的外殼內(nèi)的氣壓；至少一個(gè)電才及，用以向該等離子體 處理室的外殼4是供電源以維持等離子體；氣體入口，用以向該等離 子體處理室的外殼內(nèi)沖是供氣體；及氣體出口，用以將氣體/人該等離 子體處理室的外殼內(nèi)排除。與該氣體入口流體連接的氣體源，包含 第一沉積氣體源，第二沉積氣體源，去氟化氣體源，及刻蝕劑氣體 源?？刂破?，可控地連接于該氣體源和該至少一個(gè)電極，包含至少 一個(gè)處理器及電腦可讀介質(zhì)。該電腦可讀介質(zhì)包含用以4是供至少三 個(gè)沉積周期以在光阻掩模上形成側(cè)壁沉積，以在該光阻特征內(nèi)形成具有第二臨界尺寸的特征的電腦可讀代碼；用以去除該側(cè)壁沉積內(nèi)
包含的氟的電腦可讀^R^馬；用以在至少三個(gè)沉積周期之后，爿夸來自
該刻蝕劑氣體源的刻蝕劑氣流4是供至該等離子體處理室的電腦可
讀代碼；以及用以使用該刻蝕劑氣體在該層內(nèi)刻蝕特征的電腦可讀 代碼，其中該層中的該特征具有第三臨界尺寸。該用以提供至少三
個(gè)沉積周期以在光阻^備才莫上形成側(cè)壁沉積，以在該光阻特;f正內(nèi)形成
具有第二臨界尺寸的特征的電腦可讀代碼包含用以將來自該第一 沉積氣體源的第 一沉積氣流沖是供至該等離子體處理室外殼內(nèi)的電 腦可讀代碼，用以停止從該第一沉積氣體源流向該等離子體處理室 外殼內(nèi)的第 一沉積氣流的電腦可讀代7馬，用以在該第一沉積氣流4皮 停止之后，將來自該第二沉積氣體源的第二沉積氣流4是供至該等離 子體處理室外殼內(nèi)的電腦可讀代碼，以及用以4亭止/人該第二沉積氣 體源流向該等離子體處理室外殼內(nèi)的第二沉積氣流的電腦可讀4戈 碼。在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，l是供一種形成多個(gè)導(dǎo)線
的方法。將導(dǎo)電層置于基板上。形成掩模，其中該掩模定義多個(gè)掩 才莫線和纟務(wù)才莫空隙，該4務(wù)才莫空隙在該掩4莫線之間。在該光阻的該側(cè)壁 上沉積含氟的保形層。將氟從該保形層中去除，同時(shí)將該保形層的 其余部分留在原地。透過該掩^^莫對(duì)該導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕，以形成導(dǎo)線 和空隙，該空隙在該導(dǎo)線之間，其中該導(dǎo)線具有寬度且該導(dǎo)線之間 的空隙具有寬度，其中該導(dǎo)線之間的該空隙的寬度小于該掩?？障?的寬度，且其中該導(dǎo)線的寬度大于該掩模線的寬度。在下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的
這些和其他特征作出詳細(xì)的描述。


本發(fā)明是采用附圖中的示例的方式進(jìn)行描繪的，而不是 采用限制的方式，其中類似的參考數(shù)字表示相似的元件，其中圖1 A-B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)刻蝕的棧的橫斷面示意圖。圖2是在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的工藝的高層次的流程圖。圖3A-E是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式處理的棧的橫斷面示意圖。圖4是在光阻特征的側(cè)壁上沉積層以減少臨界尺寸的步 —驟的更詳細(xì)的流禾呈圖。圖5是在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)使用的等離子體處理室的橫斷面
示意圖。圖6是一個(gè)沉積層的4黃斷面示意圖，其中整個(gè)沉積層^又^又
^吏用了第一:;兄積相;冗積。圖7是一個(gè)沉積層的沖黃斷面示意圖，其中整個(gè);兄積層^U義 -使用了第二沉積相沉積。圖8A-B描繪了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適合用來實(shí)現(xiàn) 本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的控制器。圖9A-C是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，用來形成導(dǎo)線的光阻掩模的橫
斷面示意圖。圖10A-F是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式處理的導(dǎo)電層的橫斷
面示意圖。
圖ll是刻蝕步驟的流程圖。圖12A-E是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例處理的導(dǎo)電層的橫斷面
示意圖。圖13是用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中用作刻蝕導(dǎo)電層的器件的示例
性描繪。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考本發(fā)明附圖中描繪的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)本 發(fā)明作出詳細(xì)的描述。在下面的描述中，會(huì)提到幾個(gè)具體的細(xì)節(jié)， 以1更于對(duì)本發(fā)明作出完整的理解。然而，顯然，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員來"i兌，沒有其中的一些或全部細(xì)節(jié)，本發(fā)明仍然能夠?qū)嵤?。?其他情況下，沒有對(duì)熟知的工藝步駛《/結(jié)構(gòu)作出描述，以免不必要的 使本發(fā)明的重點(diǎn)模糊。本發(fā)明提供具有小臨界尺寸的特征。更精確地說，本發(fā) 明才是供具有比用以刻蝕特征的光阻圖案的臨界尺寸更小的臨界尺 寸的特征。為了便于理解，圖2是在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的工藝 的高層次的流程圖。提供具有圖案的光阻掩模(步驟204 )。圖3A是 基板304上要被刻蝕的層的橫斷面示意圖，有一個(gè)具有特征314的圖 案化的光阻掩模312，該光阻掩模312在ARL 310上，該ARL 310在 將#皮刻蝕形成棧300的層308上。該光阻掩才莫具有光阻特征的臨界尺 寸(CD),該臨界尺寸是最小的可能特征的寬度316的最寬的部分。 目前，對(duì)于248nm光阻來說，如果使用傳統(tǒng)工藝，該光阻的典型的 臨界尺寸為230-250nm。
然后在該光阻特4正的側(cè)壁上沉積層，以減小臨界尺寸(步 驟208)。圖3B是圖案化的光阻掩模312的橫斷面示意圖，其中在特 征314的側(cè)壁上沉積了一層含氟層320?？梢允褂酶鞣N類型的材料， 以在光阻掩模312的側(cè)壁上形成含氟層320。 一種優(yōu)選方案是使用氟 基的化學(xué)品，其沉積含氟的聚合物，例如氟碳聚合物(與CH3F氣體)。 該含氟沉積層320包含氟分子350，以及其他類型的材料。該含氟沉積層320在該光阻特征314內(nèi)形成沉積層特征 322，其中該沉積層特征322具有減小了的臨界尺寸324,該臨界尺 寸324比光阻層特征314的臨界尺寸316更小。優(yōu)選地，該沉積層特 征322的該減小了的臨界尺寸324比光阻特征的臨界尺寸316小至少 30% (也就是說不大于光阻特征的臨界尺寸316的70%)。更優(yōu)選地， 該沉積層特征322的該減小了的臨界尺寸324比光阻特征的臨界尺 寸316小至少40% (也就是說不大于光阻特征的臨界尺寸316的 60%)。更優(yōu)選地，該沉積層特4正322的該減小了的臨界尺寸324比光 阻特征的臨界尺寸316小至少50%(也就是說不大于光阻特征的臨界 尺寸316的50%)。例如，該沉積層還具有減小了的臨界尺寸316,該 減小了的臨界尺寸316比光阻特征的臨界尺寸316小99%。還要求該 沉積層特4正322具有大體豎直的側(cè)壁328,如圖所示，該側(cè)壁328是 高度保形的。大體豎直的側(cè)壁328的一個(gè)實(shí)施例是從下到上與特征 的底端呈88。到90。夾角的側(cè)壁。保形側(cè)壁具有沉積層，該沉積層乂人 特征的頂端到底端具有大致相同的厚度。非保形側(cè)壁可能形成刻面 或面包條狀生成物，這會(huì)帶來不是大體豎直的側(cè)壁。傾斜側(cè)壁(來 自刻面生成物)或面包條狀側(cè)壁會(huì)增大沉積層的臨界尺寸并提供不 好的刻蝕掩模。優(yōu)選地，在側(cè)壁上的沉積比在光阻特征的底端更厚。 更優(yōu)選;也，沒有層沉積在在光阻特4正的底端。當(dāng)使用含氟聚合物形成該含氟層320時(shí)，在后續(xù)刻蝕工藝 中，在含氟聚合物和用來刻蝕的氣體之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)會(huì)促進(jìn)對(duì)該聚合物的去除，因?yàn)楹酆衔镏芯哂蟹?50。因此，理想的是 在刻蝕步驟之前從沉積的保形層中去除氟350,以防止含氟沉積層 320中包含的氟350干擾后續(xù)的刻蝕步驟。去除沉積層320中包含的氟(步驟210)。圖3C是從沉積層 320中去除氟的橫斷面示意圖。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)使 用含氟聚合物形成含氟沉積層320時(shí)，對(duì)該沉積層320進(jìn)行氮/氧等離 子體處理以首先從該沉積層320中去除氟350。這叫做去氟化(DF)工藝。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，氮/氧混合氣體#皮充電，變 成氮/氧等離子體。該氮/氧等離子體容納在等離子體室中。然后， 在該氮/氧等離子體中對(duì)形成沉積層320的含氟聚合物進(jìn)行處理。這 會(huì)使得在氮/氧等離子體和含氟聚合物之間發(fā)生等離子體驅(qū)動(dòng)的化 學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)的一個(gè)作用是含氟聚合物中的氟分子350被釋放， 從而凈皮從形成沉積層320的聚合物中去除，同時(shí)將余下的聚合物保 留在原i也。關(guān)于氮/氧氣體組合，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選 地，氮?dú)夂脱鯕獾谋嚷试隗w積比為1(H分氮?dú)鈱?duì)H分氧氣(10:1 )到l 份氮?dú)鈱?duì)10份氧氣(1:10)之間的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，氮?dú)夂脱鯕?的比率在3份氮?dú)鈱?duì)1份氧氣(3:1)到l份氮?dú)鈱?duì)l份氧氣(1:1)之 間的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，氮?dú)夂脱鯕獾谋嚷蕿?份氮?dú)鈱?duì)H分氧氣 (2:1)。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，氮?dú)鈶?yīng)當(dāng)比氧氣多。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，氮?dú)庖?0標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每 分鐘(sccm)的速度流入該等離子體室，而氧氣以150sccm的速度
流入該等離子體室。
對(duì)于去氟化工藝發(fā)生的該等離子體室，優(yōu)選地，室內(nèi)的 氣壓應(yīng)當(dāng)小于100毫托(mT)。更優(yōu)選地，室內(nèi)氣壓應(yīng)當(dāng)為30mT。 優(yōu)選地，RF電源功率應(yīng)當(dāng)在50瓦到1000瓦之間。更優(yōu)選地，RF電 源功率應(yīng)當(dāng)是50瓦，頻率為27兆赫茲(MHz)等離子體頻率。優(yōu)選 地，溫度應(yīng)當(dāng)在-50攝氏度(。C)到140。C之間。優(yōu)選地，該等離子 體處理應(yīng)當(dāng)持續(xù)10秒。將氟從含氟沉積層320中去除之后，穿過該沉積層特征 322將特征刻蝕入待刻蝕層308。圖3D顯示了刻蝕入該待刻蝕層308 的特征332 (步驟212)。在本實(shí)施例中，刻蝕入該待刻蝕層308的特 征332具有臨界尺寸336，該臨界尺寸366等于沉積層特征322的臨界 尺寸324。實(shí)際上，特征332的臨界尺寸336比沉積層320的特征322 的臨界尺寸324稍大。然而，因?yàn)槌练e層特征322的臨界尺寸324比 光阻312的臨界尺寸316小很多，待刻蝕層308內(nèi)的特征332的臨界尺 寸336仍然比光阻312的臨界尺寸316要小。如果沉積層的臨界尺寸 324<又<又比光阻的臨界尺寸稍小，或者如果該沉積層孚皮刻面(faceted ) 或面包條化(bread loafed),那么該待刻蝕層的臨界尺寸可能不會(huì) 比光阻的臨界尺寸小。另外，該刻面或面包條化沉積層可能導(dǎo)致該 待刻蝕層內(nèi)的刻面或不規(guī)則形狀的特征。最好能最小化在該光阻特 征底部的沉積。優(yōu)選地，刻蝕入該待刻蝕層308的特征332的臨界尺 寸336比光阻特征的臨界尺度316小至少30%。更優(yōu)選地，刻蝕入該 待刻蝕層308的特征332的臨界尺寸336比光阻特征的臨界尺度316 小至少40%。最優(yōu)選地，刻蝕入該待刻蝕層308的特征332的臨界尺 寸336比光阻特征的臨界尺度316小至少5 0% 。然后將該光阻和沉積層剝離(步艱《216)。這可以一步完 成，也可以作為獨(dú)立的沉積層去除步艱《和光阻剝離步-驟兩個(gè)分開的 步-驟完成。在剝離工藝中可以4吏用灰化才支術(shù)。圖3E顯示了去除沉積 層和光阻掩模之后的棧300。還可以執(zhí)行其他的形成步驟(步驟220)。例如，在該特征中可以形成接觸點(diǎn)340。為了提供雙嵌入結(jié) 構(gòu)，在4妾觸點(diǎn)形成之前可以先形成溝槽。在4妄觸點(diǎn)形成之后也可以 執(zhí)行其他的工藝。圖4是在光阻特^正的側(cè)壁上沉積層以減少臨界尺寸的步 驟208的更詳細(xì)的流程圖。在一個(gè)實(shí)施方式中，在光阻特征的側(cè)壁 上沉積層以減少臨界尺寸的步驟208包含第 一沉積相404和第二沉 積相408。
電^h質(zhì)刻蝕的實(shí)施例圖5是等離子體處理室500的示意圖，該等離子體處理室 500可以用來沉積該層、去氟^f匕、刻蝕和剝離。該等離子體處理室 500包含限制環(huán)502,上電極504，下電才及508，氣體源510和排氣泵 520。該氣體源510包含第一;;冗積氣體源512和第二;冗積氣體源516。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，氣體源510可以包含其他的氣體源， 例如去氟〗匕氣體源514和刻蝕氣體源518。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方 式中，1吏用獨(dú)立的等離子體處理室來沉積該層、去氟化、刻蝕和剝 離。在等離子體處理室500內(nèi)，基板304位于下電極508上。下 電極508包含一個(gè)合適的基板夾持機(jī)制(例如靜電的，機(jī)械夾持或 類似方式)以固定基板304。反應(yīng)器頂528包含上電極504,該上電 極504直接對(duì)著下電極508設(shè)置。上電極504、下電極508和限制環(huán)502 確定了受限等離子體。由氣體源510將氣體供應(yīng)到該受限等離子體 內(nèi)，并由排氣泵將氣體從該受限等離子體內(nèi)通過限制環(huán)502和排氣 口排除。第一RF電源544電性連接于上電極504。第二RF電源548電 性連接于下電極508。室壁552圍繞該限制環(huán)502、上電極504和下電 極508 。第一RF電源544和第二RF電源548可包含27MHz電源和 2MHz電源?？赡苡胁煌腞F電源與電4及的結(jié)合方式。加利福尼亞少卜l佛利蒙市的LAM Research7^司的Exelan HPTTM的情況下，其基本 上與具有與室相連的渦輪泵的Exelan HP相同，可以在本發(fā)明的一個(gè) 優(yōu)選實(shí)施例中使用。27MHz和2MHz電源都組成了與下電4及相連的 第二RF電源548,上電極接地?？刂破?35可控地連接于RF電源544、 548、排氣泵520和氣體源510。當(dāng)該待刻蝕層308是電介質(zhì)層，例如 氧化石圭或有扭J圭玻璃時(shí)，可以4吏用Exelan HPT 。圖8A和圖8B描纟會(huì)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1300,該計(jì)算才幾系統(tǒng)1300 適合用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的控制器535。圖8A顯示了 計(jì)算才幾系統(tǒng)的一種可能的物理形式。當(dāng)然，計(jì)算才幾系統(tǒng)可以有多種 物理形式，從集成電路路、印刷電路板、小型手持裝置到大型超級(jí) 電腦。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1300包括監(jiān)視器1302、顯示器1304、罩1306、 i茲 盤驅(qū)動(dòng)1308、 4建盤1310和鼠標(biāo)1312。盤1314是電腦可讀介質(zhì)，用來 將凄t才居傳入和傳出電腦系統(tǒng)1300。
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圖8B是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1300方框圖的一個(gè)實(shí)施例。多種子系 統(tǒng)與系統(tǒng)總線1320相連。處理器(一個(gè)或多個(gè))1322 (也稱為中央 處理單元或CPU),與存儲(chǔ)器件耦合，存儲(chǔ)器件包括存儲(chǔ)器1324。 存儲(chǔ)器1324包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。 作為熟知技術(shù)，ROM用于向CPU單向傳輸數(shù)據(jù)和指令而RAM—般 以雙向方式傳輸數(shù)據(jù)和指令。這兩種類型的存儲(chǔ)器可以包括下述的 任何合適的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。固定盤1326也雙向耦合于CPU 1322， 它提供了額外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，也可以包括下述任何計(jì)算機(jī)可讀介 質(zhì)。固定盤1326可以用來存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)和類似的，且一般是比主 存儲(chǔ)介質(zhì)慢的第二級(jí)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如石更盤)。可以知道，保存在固 定盤1326中的信息，在合適的情況下， 一皮用標(biāo)準(zhǔn)方式存儲(chǔ)為存儲(chǔ)器 1324內(nèi)的虛擬存儲(chǔ)器?？梢瞥齘茲盤1314可以采用下述的任何一種計(jì) 算機(jī)可讀介質(zhì)的形式。
CPU 1322還與各種輸入/輸出器件耦合，例如顯示器 1304， 4建盤1310，鼠標(biāo)1312和揚(yáng)聲器1330。 一力殳來it，豐餘入/l餘出器 件可以是視頻顯示器、軌跡球、鼠標(biāo)、鍵盤、麥克風(fēng)，觸摸屏、轉(zhuǎn) 換讀卡器、磁帶或紙帶閱讀器、平板、手寫筆、聲音或手寫識(shí)別器、 生理特征閱讀器或其他電腦中的任何一種?？蛇x地，CPU 1322通過 網(wǎng)絡(luò)接口1340與另一臺(tái)電腦或通信網(wǎng)絡(luò)耦合。利用這種網(wǎng)絡(luò)接口 ， 可以預(yù)計(jì)CPU可以從網(wǎng)絡(luò)接收信息，或?qū)⑿畔⑤敵龅骄W(wǎng)絡(luò)，在執(zhí)行 上述的方法步驟的時(shí)候。而且，本發(fā)明的方法實(shí)施方式可以在單獨(dú) 的CPU1322上執(zhí)行，也可以通過網(wǎng)絡(luò)(例如因特網(wǎng))與共享處理的 部分的遠(yuǎn)程CPU連4妻來^Vf亍。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式還有關(guān)于具有計(jì)算才幾可讀介質(zhì) 的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有執(zhí)行各種計(jì)算機(jī)完成的 操作的計(jì)算機(jī)代碼。該介質(zhì)和計(jì)算才幾代碼可以是為本發(fā)明的目的特 別設(shè)計(jì)和構(gòu)造的，也可以是對(duì)計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員來說熟知 并可以取得的。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的實(shí)施例包括但不限于石茲性介質(zhì)例 如硬盤、軟盤和石茲帶，光學(xué)介質(zhì)例如CD-ROM和全息器件，磁光介 質(zhì)例如光軟盤，以及特別配置為存儲(chǔ)和執(zhí)行代碼的硬件器件例如專 用集成電^各(ASICs )，可編程邏輯器件(PLDs)和ROM及RAM器 件。計(jì)算才幾代碼的實(shí)施例包括才幾器代碼，例如用編i奪器產(chǎn)生的，以 及包含高級(jí)代碼的文件，該文件由電腦使用解釋器才丸行。計(jì)算機(jī)可 讀介質(zhì)還可以是通過嵌入載波的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)傳送，并代表處理 器執(zhí)行的指令序列的計(jì)算機(jī)代碼。其他的實(shí)施例可以 -使用其他的沉積器件。第 一沉積相404的 一個(gè)實(shí)施例可以是CH3F沉積，在60毫
托氣壓下，4吏用250sccm(標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘)Ar和50sccm的CH3F 的化學(xué)品，通過對(duì)渦輪泵1000設(shè)定缸閥來建立。27MHz的RF電源提供500瓦的能量，而2MHz的RF電源提供100瓦的能量。室內(nèi)溫度維 持在20。C。用來冷卻基4反的氦氣冷卻壓強(qiáng)為154乇。第二沉積相408的一個(gè)實(shí)施例可以是C4V02/CO沉積，在 50毫4乇氣壓下，4吏用270sccm的Ar和12sccm的C4F6， 8sccm的02以及 lOOsccm的CO,通過對(duì)渦I侖泵100(H殳定缸閥來建立。27MHz的射頻 電源提供1500瓦的電能，而2MHz的射頻電源提供480瓦的電能。室 內(nèi)溫度維持在20。C。用來冷卻基板的氦氣冷卻壓強(qiáng)為15托。圖6是沉積層620的橫斷面示意圖，其中整個(gè)沉積層620 僅僅使用第一沉積相沉積。該沉積層620是在光阻掩模612上形成 的，光阻4奄?zèng)_莫612在ARL 610上，ARL 610在4寺刻蝕層608上，待刻 蝕層608在基板604上。該光阻掩模612形成特征614。在本實(shí)施例中， 第一沉積形成"面包條狀"沉積層。該面包條狀沉積層由特征頂端 的較厚的側(cè)壁沉積636和特征底端的較薄的(或沒有)側(cè)壁沉積632 表征。因此，此沉積纟是供非保形的側(cè)壁沉積。這種沉積沒有提供需 要的大體豎直的側(cè)壁。該面包條狀沉積層最終頂端會(huì)塌陷，然后就 無法用作纟奄才莫層，乂人而該4妄觸點(diǎn)就會(huì)凈皮關(guān)閉因而刻蝕無法完成。圖7是沉積層720的一黃斷面示意圖，其中整個(gè)沉積層720 僅僅使用了第二沉積相沉積。該沉積層720是在光阻掩模712上形成 的，光阻摘「才莫712在ARL 710上，ARL 710在4寺刻蝕層708上，4寺刻 蝕層708在基才反704上。在本實(shí)施例中，第一沉積形成"刻面，，沉積 層。該刻面沉積層由特;f正頂端的專交薄的(或沒有)的側(cè)壁沉積732 和特征底端的較厚的側(cè)壁沉積736表征。因此，此沉積4是供非保形 的側(cè)壁沉積。如果靠近頂端的側(cè)壁太薄，會(huì)形成光阻掩才莫712的刻 面740。這種沉積沒有4是供需要的大體豎直的側(cè)壁。光阻掩才莫角落 的刻面會(huì)引起低刻蝕選擇性和快速掩模侵蝕。掩模的刻面還會(huì)導(dǎo)致 刻蝕形貌的刻面。在幾乎所有情況下， 一旦掩模被刻面，那么最終的刻蝕形貌也被刻面，因?yàn)檠谀ＸQ直形貌一般都被轉(zhuǎn)化為刻蝕掉的 材料。因此在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的實(shí)施例中，上面實(shí)施例 中的第 一沉積相404和第二沉積相408交互進(jìn)4亍6個(gè)周期，其中第一 沉積相404進(jìn)4于2秒而第二沉積相408進(jìn)4于25秒。這樣的沉積將具有 第一沉積相404的第一沉積，然后是第二沉積相408的第二沉積，然 后是第一沉積相404的第三沉積，然后是第二沉積相408的第四沉 積，如此重復(fù)一直到有第十二沉積?？刂圃摰?一刻蝕相位404和該第二刻蝕相位408的刻蝕時(shí)
間比的能力提供了另一個(gè)控制變量。合適的比率會(huì)帶來大體上豎直 和保形的側(cè)壁，如圖3B所示。這種沉積層還可以保護(hù)光阻掩模以增 加刻蝕選4爭性。本發(fā)明纟是供的可以用來控制沉積形貌的其他的刻蝕 參數(shù)有周期數(shù)、總沉積時(shí)間、沉積l/沉積2時(shí)間比，氣體化學(xué)品比 (例如CH3F/02比或C4V02比)。可以使用其他的氣體化學(xué)品，例如 用CH2F2代替CH3F或用C4Fg代替C4F6等。形成具有更小的臨界尺寸，同時(shí)又不改變光阻的能力， 使得在不購買新的光刻設(shè)備的情況下可以得到更小的特征。在使用 新一代光阻的時(shí)候，本發(fā)明對(duì)新一代的光阻提供小的臨界尺寸。在其他的實(shí)施方式中，可以使用三種或更多的不同的氣 體化學(xué)品來^是供三種或更多的不同的沉積相。
導(dǎo)電層刻蝕的實(shí)施例在導(dǎo)線(例如金屬連線或象閃存等存儲(chǔ)器件)形成過程 中，需要增加導(dǎo)線的厚度和/或減少導(dǎo)線間的間隔的臨界尺寸。圖9A 是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)導(dǎo)線之間的間隔太近的時(shí)候，用來形成導(dǎo)線的
21光阻4奄才莫的4黃斷面示意圖。在基才反1504 (例如晶圓)上》文置阻障層
1506。在阻障層1506上形成導(dǎo)電層1508,例如金屬層或多晶硅層。 在導(dǎo)電層1508上形成防輻射層(ARL ) 1510,例如DARC層。在ARL 1510上形成光阻掩才莫1512。在本實(shí)施例中，光阻掩才莫1512形成了導(dǎo) 線掩才莫1514，在該導(dǎo)線掩才莫1514間的間隙內(nèi)形成有光阻歹戔留1518。 光阻殘留1518的出現(xiàn)是由導(dǎo)線掩模1514間的空隙太小導(dǎo)致的，因?yàn)?從小間隙內(nèi)取出殘留更加困難。這會(huì)限制可以提供的導(dǎo)線的密度。圖9B是用來形成導(dǎo)線的光阻掩模1512b的另一個(gè)橫斷面 示意圖，該光阻掩模1512b在現(xiàn)有技術(shù)中用來克服間隙太小引起的 問題。本實(shí)施例中的導(dǎo)線掩模1514b被造的更薄，從而允許間隙1520
更寬以防止光阻殘留并l呆持與前一個(gè)實(shí)施例相同的節(jié)-巨或密度。這 種方案的一個(gè)缺點(diǎn)是更薄的導(dǎo)線模板1514b導(dǎo)致更薄的導(dǎo)線。更薄 的導(dǎo)線可能帶來更低的可靠性和更差的性能。更薄的導(dǎo)線會(huì)導(dǎo)致更 ,J 、的晶體管區(qū)i或，這會(huì)？ 1起短溝效應(yīng)(short channel effect)和其j也 的性能問題，例如短溝效應(yīng)和高字線(wordline)阻抗(使得速度 更慢)。圖9C是用來形成導(dǎo)線的光阻掩模1512c的另 一個(gè)橫斷面 示意圖，該光阻掩模1512c在現(xiàn)有技術(shù)中用來克服間隙太小引起的 問題。在一些應(yīng)用中，需要導(dǎo)線掩才莫1514c具有與間隙1522相同的 寬度。由于在本實(shí)施例中，間隙1522被造的更寬以防止光阻殘留， 因而導(dǎo)線掩模1514c也更寬。結(jié)果是，節(jié)距增加同時(shí)導(dǎo)線的密度減 少。需要通過減小導(dǎo)線間的空隙，同時(shí)保持更寬的線寬，來 提供更密集放置的導(dǎo)線。圖2中顯示的高層次流程將^皮用來幫助理解本發(fā)明的實(shí) 施方式。提供圖案化的光阻掩模(步驟204)。圖10A是基板1604上的阻障層1606上的待刻蝕的導(dǎo)電層1608的橫斷面示意圖，圖案化的 光阻掩模在ARL 1610上形成掩才莫線1614，其間有4備才莫空隙1620, ARL 1610在待刻蝕的導(dǎo)電層1608上。光阻掩模具有空隙臨界尺寸
(CD),該空隙臨界尺寸為空隙的寬度1616，以及導(dǎo)線臨界尺寸， 該導(dǎo)線臨界尺寸為摘4莫線1614的寬度1626。目前，對(duì)于248nm光阻 來說，空隙寬度臨界尺寸的典型的臨界尺寸為0.16um。 一般來說， 光阻內(nèi)的空隙的寬度被制造為足夠?qū)?，以提供光阻?nèi)空隙的形成， 同時(shí)不在空隙內(nèi)留下殘留。光阻掩模線的寬度足夠窄以增加導(dǎo)線的 密度。然后將含氟的保形層沉積在光阻特4正的側(cè)壁上，以減小 空隙的寬度(步驟208)。圖10B是圖案化的光阻掩模1612的橫斷面 一見圖，在#奄?zèng)_莫1612的側(cè)壁上沉積有一個(gè)層1630。沉積層1630包含氟 1650。該含氟沉積層1630在^奈;漠空隙內(nèi)形成沉積層空隙1632，其中 沉積層空隙1632具有減小了的寬度(臨界尺寸)1634,該減小了的 寬度1634比掩?？障兜膶挾?616要小。而且，含氟沉積層1630形成 沉積層掩模線，該掩模線的寬度1638比掩模線1614的寬度1626要 大。優(yōu)選地，該沉積層空隙1632的該減小了的寬度1634比掩模空隙 1620的寬度1616要小至少20% (也就是說不大于掩?？障?620的寬 度1616的80%)。更優(yōu)選地，該沉積層空隙1632的該減小了的寬度 1634比掩?？障?620的寬度1616要小至少50% (也就是說不大于摘r ?？障?620的寬度1616的50%)。最優(yōu)選地，該沉積層空隙1632的該 減小了的寬度1634比掩模空隙1620的寬度1616要小至少70% (也就 是說不大于掩?？障?620的寬度1616的30% )。理想的是在該沉積層 形成大體豎直的側(cè)壁1642,如圖所示，該側(cè)壁1642是高度保形的。 大體豎直的側(cè)壁的一個(gè)實(shí)施例是從下到上與空隙的底端呈88°到90° 夾角的側(cè)壁?！酱粜蝹?cè)壁具有沉積層，該沉積層,人空隙的頂端到底端 具有大致相同的厚度。此導(dǎo)電層刻蝕工藝能夠在單一沉積中提供保 形層。
在刻蝕導(dǎo)電層的優(yōu)選實(shí)施方式中，含氟沉積層在所有方 向都是保形的(各向同性的)。這使得ARL 1610上的層與掩模側(cè)壁
上的層的厚度大致相同。去除沉積層1630內(nèi)的氟。圖10C是圖案化的光阻掩模1612 的才黃斷面示意圖，在該4奄;漠1612的側(cè)壁上沉積有層1630,已經(jīng)去除 了該沉積層1630內(nèi)的氟1650,同時(shí)余下的沉積層1630留在原地。在 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，^吏用氮/氧結(jié)合等離子體對(duì)該含氟沉積層 1630進(jìn)行處理，這會(huì)使得在氮/氧等離子體和含氟沉積層1630之間發(fā) 生等離子體驅(qū)動(dòng)的化學(xué)反應(yīng)。該沉積層1630中的氟分子165(M皮釋 放，從而被從該沉積層1630中去除，同時(shí)將余下的沉積層留在原地。透過該沉積層1630對(duì)該導(dǎo)電層1608進(jìn)行刻蝕(步驟212 )。 在本實(shí)施例中，該刻蝕步驟包含至少兩個(gè)獨(dú)立的刻蝕，如圖ll中所 示。4吏用各向異性沉積層刻蝕來對(duì)該沉積層1630進(jìn)4亍刻蝕(步艱《 1704)。圖16D是經(jīng)過該沉積層各向異性刻蝕之后，基才反的橫斷面一見 圖。留下的沉積層形成了圍繞4務(wù)沖莫線1614的側(cè)壁1642。 4吏用各向異
層經(jīng)過刻蝕的基板的才黃斷面圖，以形成中間形成有空隙1650的導(dǎo)線 1646。導(dǎo)線1646具有寬度1648，該導(dǎo)線之間的空隙具有寬度1652, 如圖10E所示。優(yōu)選地，該導(dǎo)線之間的空隙1650的寬度1652比掩才莫 線間的空隙1620的寬度1616要小至少20%。更優(yōu)選地，該導(dǎo)線之間 的空隙1650的寬度1652比掩模線間的空隙1620的寬度1616要小至 少50%。最優(yōu)選地，該導(dǎo)線之間的空隙1650的寬度1652比掩才莫線間 的空隙1620的寬度1616要小至少70%。然后將該光阻和沉積層剝離(步艱《216)。這可以一步完 成，也可以作為獨(dú)立的沉積層去除步驟和光阻^皮璃步-銀兩個(gè)分開的 步驟完成。在剝離工藝中可以使用灰化技術(shù)。圖10F顯示了去除沉積層和光阻掩4莫之后的棧1600。還可以執(zhí)行其他的形成步驟(步驟 220)。例如，使用該導(dǎo)線形成存儲(chǔ)器器件的一部分。產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)提供了具有更小空隙和更寬導(dǎo)線的高密度的 器件。在本實(shí)施例中，導(dǎo)線1646的寬度1648大致等于空隙1650的寬 度1652。本實(shí)施方式也可以提供其他的導(dǎo)線寬度與空隙寬度的比 率。優(yōu)選地，該掩模線的寬度與該掩模線間的空隙的寬度的比率小 于l:l,其中該導(dǎo)線寬度與該導(dǎo)線間的空隙的寬度的比率不小于l:l， 更優(yōu)選地，該比率大于l:l。這種比率對(duì)于提供更高密度的存儲(chǔ)器件 更有用，其中該導(dǎo)線層是多晶硅。在本發(fā)明的另 一實(shí)施方式中，該4務(wù)才莫線的寬度與該空隙 的寬度大致相等。圖12A是在基板1804上的阻障層1806上的待刻蝕 的導(dǎo)電層1808的橫斷面視圖，該圖案化的光阻掩模1812形成掩模線 1814，其間具有掩?？障?820,該光阻掩模1812位于ARL1810上， ARL 1810位于待刻蝕的導(dǎo)電層1808上。該光阻掩才莫具有空隙臨界尺 寸，該空隙臨界尺寸是該空隙的寬度1816,以及線臨界尺寸，該線 臨界尺寸是掩模線1814的寬度1826。 一般來說，光阻內(nèi)的空隙的寬 度要制造的足夠?qū)?，以提供光阻?nèi)空隙的形成，同時(shí)不在空隙內(nèi)留 下殘留。然后將含氟的<呆形層沉積在光阻特4正的側(cè)壁上，以減小 空隙的寬度(步驟208)。圖1812B是圖案化的光阻掩模1812的橫斷 面^L圖，在4奄才莫1812的側(cè)壁上沉積有層1830。；兄積層1830包含氟 1850。該含氟沉積層1830在摘一莫空隙內(nèi)形成沉積層空隙1832，其中 沉積層空隙1832具有減小了的寬度(臨界尺寸)1834，該減小了的 寬度1834比掩?？障兜膶挾?816要小。而且，該含氟沉積層1830形 成沉積層纟奄才莫線，該沉積層纟奄才莫線的寬度1838比掩才莫線1814的寬度 1826要大。
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去除沉積層1830內(nèi)的氟。圖12C是圖案化的光阻掩模1812 的片黃斷面示意圖，在該摘r才莫1812的側(cè)壁上沉積有一層1330，已經(jīng)去 除了該沉積層1830內(nèi)的氟1850,同時(shí)余下的沉積層1830留在原地。 在本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方式中，使用氮/氧組合等離子體對(duì)該含氟沉積 層1830進(jìn)行處理，這會(huì)使得在氮/氧等離子體和含氟沉積層1830之間 發(fā)生等離子體驅(qū)動(dòng)的化學(xué)反應(yīng)。該沉積層1830中的氟分子1850被釋 放，從而被從該沉積層1830中去除，同時(shí)將余下的沉積層留在原地。透過該沉積層1830對(duì)該導(dǎo)電層1808進(jìn)行刻蝕(步驟212 )。 圖18D是導(dǎo)電層經(jīng)過刻蝕的基板的橫斷面圖，以形成中間形成有空 隙1850的導(dǎo)線1846。導(dǎo)線1846具有寬度1848,該導(dǎo)線之間的空隙具 有寬度1852，如圖12D所示。然后將該光阻和沉積層剝離(步-驟216)。圖12E顯示了去 除沉積層和光阻掩模之后的棧1800。還可以執(zhí)行其他的步驟(步驟 220)。例如，4吏用該金屬線電性連4妻各種器件。所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)提供了空隙更小的更寬的導(dǎo)線。在本實(shí)施 例中，盡管金屬導(dǎo)線可能和前面所做的具有相同的密度，然而卻揭: 供了具有更小空隙的更寬的導(dǎo)線，從而提高了導(dǎo)線的性能，例如減 小了阻抗。本發(fā)明可以提供比原始掩模的線寬超過100。/。以上的導(dǎo)線 線寬。更優(yōu)選地，導(dǎo)線線寬比原始掩才莫的線寬超過150%以上。在本 實(shí)施方式中，沉積步驟是4安順序進(jìn)4亍的，而不是同時(shí)進(jìn)行的。
示例'性配方在一個(gè)示例性配方中，可以用來進(jìn)4亍沉積和刻蝕該沉積 層與該導(dǎo)電層的器件是加利福尼亞州佛利蒙市的LAM Research公 司的2300 VersysTM。圖13是用來進(jìn)4亍沉積和刻蝕該沉積層的這才羊一 種器件1卯0的示意圖。等離子體工藝室1卯0包含電感天線(或線圈)l卯2、氣體分配板(GDP) 1904、基板支架1908、氣體源1910和排 氣泵1920。該氣體源1910流體連接于該氣體分配板1904，并包含沉 積氣體源1912、去氟化氣體源1914和刻蝕氣體源1916。氣體源1910
可以包含其他的氣體源，例如第二刻蝕或沉積氣體源。在該等離子 工藝室l卯O中，基板1604被置于基板支架1908上。該基板支架1908 包含一個(gè)合適的基板夾持機(jī)制(例如靜電的，機(jī)械夾持或類似方式) 以固定基板1604。反應(yīng)器頂1928包含石英電介質(zhì)窗口 1976,該石英 電介質(zhì)窗口 1976允許能量從天線1卯2傳送到室內(nèi)。該電介質(zhì)窗口 1976 、該基板支架l卯8和陽極化的鋁室壁1952確定了受限等離子 體。由氣體源1910將氣體供應(yīng)到該受限等離子體內(nèi)，并由排氣泵 1920將氣體從該受限等離子體內(nèi)通過排氣口排除。第一RF電源1944 電性連接于該天線。第二RF電源1948電性連接于基板支架1908。在 本實(shí)施例中，第一RF電源1944提供頻率為13.56MHz的信號(hào)，第二 RF電源1948提供頻率為13.56MHz的信號(hào)。在沉積層沉積期間(步驟1702)，向室內(nèi)提供140毫托的 壓強(qiáng)。RF電源在27MHz等離子體頻率下提供400瓦的能量。氣流是 CH3F和N2的結(jié)合，其中CH3F的流速是150sccm而N2的流速是75 sccm。在對(duì)該沉積層進(jìn)行各向異性刻蝕期間(步-驟1704)，向室 內(nèi)提供140毫托的壓強(qiáng)。第一RF電源1944在27MHz等離子體頻率下 通過天線1902向該等離子體19404是供800瓦的能量。只于該基一反支架 應(yīng)用-175伏特的偏壓，以加速正離子向基板的運(yùn)動(dòng)從而協(xié)助刻蝕。 該刻蝕氣體源1916才是供75sccm的CF4。4吏用四種刻蝕BT (擊穿)刻蝕、ME1 (主刻蝕l )、 ME2 (主刻蝕2 )和OE (過刻蝕)來完成對(duì)該導(dǎo)電層的各向異性刻蝕(步 驟1708)。對(duì)于BT刻蝕提供40毫托的氣壓。在27MHz等離子體頻率 下通過天線1902向室1卯0提供800瓦的能量。對(duì)該基板支架1908應(yīng)
27用-175伏特的偏壓，以加速離子向基板的運(yùn)動(dòng)從而協(xié)助刻蝕。該刻
蝕氣體源 一是供75 sccm的CF4大約1 O秒。對(duì)于ME1提供40毫托的氣壓。通過天線1卯2向室1900提 供800瓦的能量。對(duì)該基板支架1908應(yīng)用-90伏特的偏壓，以加速離 子向基板的運(yùn)動(dòng)從而協(xié)助刻蝕。該刻蝕源提供1 OOsccm的氯氣， 100sccm的HBr,以及5sccm的氧氣大約45秒。對(duì)于ME2提供20毫托的氣壓。通過天線1902向室1900揭二 供400瓦的能量。對(duì)該基一反支架1卯8應(yīng)用-170伏特的偏壓，以加速離 子向基板的運(yùn)動(dòng)從而協(xié)助刻蝕。該刻蝕源提供2 0 s c c m的氯氣， 360sccm的HBr，以及5sccm的氧氣。 <吏用鄉(xiāng)冬點(diǎn)(endpoint);險(xiǎn)測來確 定何時(shí)停止刻蝕。對(duì)于OE^是供60毫托的氣壓。通過天線1卯2向室1900提供 500瓦的能量。對(duì)該基板支架1908應(yīng)用-210伏特的偏壓，以加速離子 向基板的運(yùn)動(dòng)從而協(xié)助刻蝕。該刻蝕源提供267sccm的氦氣， 13 3 sccm的HBr,以及2sccm的氧氣大約80秒。然而，也可以使用其他的材料，例如包含碳?xì)浠衔锏?聚合物，來形成該沉積層，與含氟的聚合物沉積相比，這些材料導(dǎo) 致更多的PRi丑動(dòng)(wiggling )和條紋(striation )。因jt匕，更4尤選i也， 使用含氟聚合物來形成沉積層。其<也的實(shí)施方式可以 <吏用石更掩才莫(hardmask )來作為掩 模。在這樣的實(shí)施方式中，可以用光阻掩模打開硬掩模。將沉積層 置于硬掩模上以減小空隙。在替代方案中，在刻蝕硬掩模之間，將 沉積層可以置于光阻上。描述的，然
而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，存在替換、變更和各種等同替^。應(yīng)當(dāng)注 意，可以用4艮多替代方式完成本發(fā)明的方法和裝置。因此，本發(fā)明 的權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被解釋為，所有的替換、變更和各種等同替代都應(yīng) 當(dāng)落入本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種在一層內(nèi)形成特征的方法，包含在該層上形成光阻層；圖案化該光阻層以形成具有光阻側(cè)壁的光阻特征，其中該光阻特征具有第一臨界尺寸；在該光阻特征的該側(cè)壁上沉積含氟的保形層，以減小該光阻特征的臨界尺寸；將該含氟的保形層去氟化；及將特征刻蝕入該層，其中該層的特征具有第二臨界尺寸，該第二臨界尺寸小于該第一臨界尺寸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該在該光阻特征的該側(cè)壁上 沉積該保形層包含使用第 一氣體化學(xué)品進(jìn)行第 一沉積，以形成第一沉積等 離子體；及4吏用第二氣體化學(xué)品進(jìn)4于第二沉積，以形成第二沉積等 離子體，其中該第一氣體化學(xué)品不同于該第二氣體化學(xué)品。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的方法，其中該含氟的保形層 是使用含氟聚合物形成的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中該去氟化步驟去除氟并留下 聚合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中該在該光阻特征 上沉積該保形層的步驟進(jìn)一步包含<吏用第 一氣體化學(xué)品進(jìn)4亍第三沉積，以形成第三沉積等離子體；及使用第二氣體化學(xué)品進(jìn)行第四沉積，以形成第四沉積等離子體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中該第二臨界尺寸 不大于該第一臨界尺寸的70%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中在該側(cè)壁上沉積 該-隊(duì)形層的步驟形成大體上豎直的側(cè)壁。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中該光阻層是由選 自248nm光阻或193nm光阻的至少一個(gè)形成的，并且該特4i 具有不大于140nm的臨界尺寸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包含使用單一 的剝離步-驟^)尋該光阻層和沉積-沐形層剝離。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中該剝離該光阻層和沉積保形 層的步驟包含4吏該光阻層和沉積保形層灰化。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的方法，其中該保形層具有 側(cè)壁厚度，其中該保形層具有乂人特征的頂端到底端大體上相同 的側(cè)壁厚度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的方法，其中該保形層具有 側(cè)壁厚度和光阻特征底端厚度，其中該側(cè)壁厚度比該特;f正底端厚度要大。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過對(duì)該保形 層應(yīng)用第三氣體化學(xué)品，將該氟從該保形層中去除。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中該第三氣體化學(xué)品包含氮?dú)夂脱鯕狻?br> 15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中氮?dú)夂脱鯕獾谋嚷史秶鸀?/人兩部分氮?dú)鈱?duì)一部分氧氣到一部分氮?dú)鈄j"十部分氧氣。
16. —種利用4又利要求1-15中的^f壬何一種方法形成的半導(dǎo)體器件。
17. —種在層內(nèi)形成特4^的方法，包含在該層上形成光阻層；圖案化該光阻層以形成具有光阻側(cè)壁的光阻特征，其中 該光阻特征具有第 一 臨界尺寸；在該光阻特;f正的該側(cè)壁上沉積含氟層，以減小該光阻特 征的臨界尺寸；其中該在該光阻特征的該側(cè)壁上沉積該層的步 驟包含V吏用第一氣體化學(xué)品進(jìn)行第一沉積，以形成第一沉 積等離子體；及-使用第二氣體化學(xué)品進(jìn)^于第二沉積，以形成第二;冗 積等離子體，其中該第一氣體化學(xué)品不同于該第二氣體化學(xué)O 口O ，將該含氟層去氟化；及將特征刻蝕入該層，其中該層的特征具有第二臨界尺寸， 該第二臨界尺寸不大于該第一臨界尺寸的70%。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中該第二臨界尺寸不大于該 第一臨界尺寸的60%。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17-18中任一項(xiàng)所述的方法，其中該含氟層是使 用含氟聚合物形成的。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中該去氟化步驟去除氟并留 下聚合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求17-20中任一項(xiàng)所述的方法: ;f正上沉積該層的步驟進(jìn)一步包含使用第 一 氣體化學(xué)品進(jìn)行第三沉積， 離子體；及使用第二氣體化學(xué)品進(jìn)^f亍第四沉積， 離子體。其中該在該光阻凈爭以形成第三沉積等以形成第四沉4只等
22. 根據(jù)權(quán)利要求17-21中任一項(xiàng)所述的方法，其中在該側(cè)壁上沉 積該層的步驟形成大體上豎直的側(cè)壁。
23. 根據(jù)權(quán)利要求17-22中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過對(duì)該保形 層應(yīng)用第三氣體化學(xué)品，將該氟從該層中去除。
24. 才艮據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中該第三氣體化學(xué)品包含氮 氣和氧氣。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中氮?dú)夂脱鯕獾谋嚷史秶鸀?從兩部分氮?dú)鈱?duì)一部分氧氣到一部分氮?dú)鈱?duì)十部分氧氣。
26. —種在一層內(nèi)形成特征的裝置，其中該層由基板支撐，且其中 該層被光阻掩模覆蓋，該光阻掩模具有有第 一 臨界尺寸的光阻 特征，該裝置包含等離子體處理室，包含室壁，該室壁形成該等離子體處理室的外殼；基一反支架，其在該等離子體處理室的外殼內(nèi)，用以 支撐基板；氣壓調(diào)節(jié)器，用以調(diào)節(jié)該等離子體處理室的外殼內(nèi)的氣壓；至少一個(gè)電才及，用以向該等離子體處理室的外殼^是 供電源以維持等離子體；氣體入口，用以向該等離子體處理室的外殼內(nèi)提供氣體；及氣體出口，用以將氣體乂人該等離子體處理室的外殼內(nèi)排除；與該氣體入口流體連接的氣體源，包含第一沉j只氣體源；第二沉積氣體源；去氟化氣體源；及刻蝕劑氣體源； 控制器，可控地連接于該氣體源和該至少一個(gè)電極，包含至少一個(gè)處理器；及 電腦可讀介質(zhì)，包含用以提供至少三個(gè)沉積周期，以在光阻掩才莫上 形成側(cè)壁沉積，以在該光阻特4正內(nèi)形成具有第二臨界尺寸的特 4正的電腦可讀4、碼，該電腦可讀4戈碼包含用以爿尋來自該第 一沉積氣體源的第 一沉積氣流^是供至該等離子體處理室外殼內(nèi)的電腦可讀代碼；用以4亭止/人該第 一沉積氣體源流向該等離 子體處理室外殼內(nèi)的第 一沉積氣流的電腦可讀代^馬；用以在該第 一沉積氣流一皮停止之后，將來 自該第二沉積氣體源的第二沉積氣流提供至該等離子體處理 室外殼內(nèi)的電腦可讀代碼；用以停止從該第二沉積氣體源流向該等離 子體處理室外殼內(nèi)的第二沉積氣流的電腦可讀代碼，；用以在該第二沉積氣流#^亭止之后，將來 自該去氟化氣體源的去氟化氣流提供至該等離子體處理室外 殼內(nèi)的電腦可讀4、碼，；用以1亭止/人該去氟4匕氣體源流向該等離子 體處理室外殼內(nèi)的去氟化氣流的電腦可讀^碼；用以在該去氟化氣流#:停止之后，將來自 該刻蝕劑氣體源的刻蝕劑氣流一是供至該等離子體處理室外殼 內(nèi)的電腦可讀代"碼；及用以4吏用該刻々蟲劑氣體在該層內(nèi)刻蝕特4正 的電腦可讀代碼，其中該層中的該特征具有第三臨界尺寸。
全文摘要
提供一種在層內(nèi)形成特征的方法。在該層上形成光阻層。圖案化該光阻層以形成具有光阻側(cè)壁的光阻特征，其中該光阻特征具有第一臨界尺寸。在該光阻特征的該側(cè)壁上沉積含氟的保形層，以減小該光阻特征的臨界尺寸。將氟從該保形層中去除，同時(shí)將該保形層留在原地。將特征刻蝕入該層，其中該層的特征具有第二臨界尺寸，該第二臨界尺寸小于該第一臨界尺寸。
文檔編號(hào)H01L21/306GK101523567SQ200780037972
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日
發(fā)明者S·M.·列扎·薩賈迪, 許東浩, 金智洙 申請(qǐng)人:朗姆研究公司