用于集成電路圖案化的方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2014年8月28日提交的名稱(chēng)為"Method for Integrated Circuit Patterning"的第62/042,898號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參 考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明一般地設(shè)及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及集成電路的圖案化方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 半導(dǎo)體集成電路（IC)工業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。IC材料和設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生了數(shù) 代1C，其中，每代IC都具有比先前一代IC更小且更復(fù)雜的電路。在IC演進(jìn)過(guò)程中，功能密 度（即，每忍片面積中互連器件的數(shù)量）通常已經(jīng)增加，同時(shí)幾何尺寸（即，可使用制造工 藝創(chuàng)建的最小組件（或線））已經(jīng)減小。運(yùn)種按比例縮小工藝通常通過(guò)增加生產(chǎn)效率和降 低相關(guān)成本來(lái)提供益處。運(yùn)樣的按比例縮小也已經(jīng)增大了加工和制造IC的復(fù)雜程度，并且 為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)些進(jìn)步，需要IC加工和制造中的類(lèi)似發(fā)展。 陽(yáng)0化]例如，光刻是IC制造中經(jīng)常使用的技術(shù)，用于將IC設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體襯底。通常 的光刻工藝包括在襯底上方涂覆抗蝕劑（或光刻膠），將光刻膠暴露于諸如深紫外值UV)射 線或極紫外巧UV)射線的福射，W及顯影并部分地剝離光刻膠W在襯底上方保留圖案化的 光刻膠。然后，圖案化的光刻膠用于形成IC過(guò)程中的隨后的蝕刻工藝。在運(yùn)種蝕刻工藝期 間，諸如臨界尺寸（CD)、線寬粗糖度（LWR)和線邊緣粗糖度（LER)的圖案化的光刻膠的一些 特征會(huì)轉(zhuǎn)移至諸如晶體管柵極的最終IC部件。隨著IC器件尺寸的減小，晶體管柵極（W 及其他IC部件）的CD、LWR和/或Lm?被視為主要關(guān)注的問(wèn)題。因此，通常希望光刻工藝 中的進(jìn)步能夠滿足半導(dǎo)體不斷小型化的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種圖案化襯 底的方法，所述方法包括：圖案化形成在所述襯底上方的光刻膠層，W生成光刻膠圖案；利 用離子束來(lái)處理所述光刻膠圖案，W生成被處理的光刻膠圖案，其中，利用第一氣體生成所 述離子束，并且所述離子束W至少10°的傾斜角度被引導(dǎo)至所述光刻膠圖案；W及利用所 述被處理的光刻膠圖案作為蝕刻掩模來(lái)蝕刻所述襯底。
[0007] 在該方法中，所述離子束W-致的扭轉(zhuǎn)角度被引導(dǎo)至所述光刻膠圖案。
[0008] 在該方法中，所述離子束W具有約一50°至約50°的單峰分布的扭轉(zhuǎn)角度被引 導(dǎo)至所述光刻膠圖案。
[0009] 在該方法中，所述離子束W具有雙峰分布的扭轉(zhuǎn)角度被引導(dǎo)至所述光刻膠圖案。
[0010] 在該方法中，所述雙峰分布在約12.5°處具有一個(gè)離子能量峰值并在約一 12.5°處具有另一離子能量峰值。
[0011] 在該方法中，所述第一氣體是Ar,并且提供離子能量為約1.0 kV至約3. 5kV和離子 劑量為約lXei6i〇ns/cm2至約IOXe "i〇ns/cm2的所述離子束。
[0012] 在該方法中，所述第一氣體是化，并且提供離子能量為約IkV至約5kV和離子劑量 為約lXei6i〇ns/cm2至約IOXe i6i〇ns/cm2的所述離子束。
[0013] 在該方法中，所述第一氣體是SiH4,并且提供離子能量為約2kV至約5kV和離子劑 量為約0. 5Xei6i〇ns/cm2至約3Xe "i〇ns/cm2的所述離子束。
[0014] 在該方法中，所述第一氣體是CH4,并且提供離子能量為約IkV至約SkV和離子劑 量為約lXei6i〇ns/cm2至約6Xe i6i〇ns/cm2的所述離子束。 陽(yáng)01引在該方法中，所述第一氣體是W下氣體中的一種：邸4、SiH4、Ar、He、〇2、成、C〇2和它 們的組合。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種圖案化襯底上方的蝕刻層的方法，所述方法 包括：在所述蝕刻層上方形成光刻膠層；圖案化所述光刻膠層，W生成圖案化的光刻膠層； 對(duì)所述圖案化的光刻膠層執(zhí)行離子注入，W生成被處理的圖案化的光刻膠層，其中，執(zhí)行離 子注入包括：提供含CH4、SiH4、Ar或化的處理氣體；由所述處理氣體生成離子束；和引導(dǎo)所 述離子束W傾斜角度入射到所述襯底上；W及利用所述被處理的圖案化的光刻膠層作為蝕 刻掩模來(lái)蝕刻所述蝕刻層。
[0017] 在該方法中，所述離子束具有至少0. 5Xei6ions/cm2的離子劑量。
[0018] 在該方法中，所述傾斜角度為至少10°。
[0019] 在該方法中，所述離子束W-致的扭轉(zhuǎn)角度入射到所述襯底上。
[0020] 在該方法中，所述離子束W具有單峰分布的扭轉(zhuǎn)角度被引導(dǎo)入射到所述襯底上。
[0021] 在該方法中，所述離子束W具有雙峰分布的扭轉(zhuǎn)角度被引導(dǎo)入射到所述襯底上。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種形成集成電路的方法，所述方法包括：圖案化 襯底上方的材料層，W生成圖案化的材料層；利用由C&、SiH4、Ar和化中的一種所生成的 離子束來(lái)處理所述圖案化的材料層，并且所述離子束W大于10°的傾斜角度被引導(dǎo)入射到 所述襯底上，W生成被處理的圖案化的材料層；W及利用所述被處理的圖案化的材料層來(lái) 蝕刻所述襯底。
[0023] 在該方法中，所述材料層是光刻膠層。
[0024] 在該方法中，所述材料層是含娃的抗反射涂覆（ARC)層。
[00巧]在該方法中，所述材料層包含娃、碳和氧。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可W最佳地理解本發(fā)明的各方面。 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有被按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的 討論，各種部件的尺寸可W被任意增加或減少。
[0027] 圖1是用于執(zhí)行本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的在襯底上形成目標(biāo)圖案或器件的 方法的流程圖。 陽(yáng)02引圖2至圖4、圖7、圖9和圖11示出了根據(jù)一些實(shí)施例的根據(jù)圖1的方法形成目標(biāo) 圖案的立體圖。
[0029] 圖5和圖6示出了圖案化的光刻膠層的邊緣粗糖度、寬粗糖度和臨界尺寸。
[0030] 圖8示出了根據(jù)實(shí)施例的根據(jù)圖I的方法離子束入射襯底的傾斜角度和扭轉(zhuǎn)角 度。
[0031] 圖10和圖12示出了根據(jù)實(shí)施例的根據(jù)圖1的方法離子束的示例性的扭轉(zhuǎn)角度分 布。
[0032] 圖13至圖17是根據(jù)實(shí)施例的來(lái)自根據(jù)圖1的方法實(shí)施的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的圖像和數(shù) 據(jù)。
【具體實(shí)施方式】
[0033] W下公開(kāi)內(nèi)容提供了許多不同實(shí)施例或?qū)嵗糜趯?shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征。 W下將描述組件和布置的特定實(shí)例W簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，運(yùn)些僅是實(shí)例并且不旨在限制。例 如，在W下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可W包括第一部件和第二部件W直 接接觸的方式形成的實(shí)施例，并且也可W包括在第一部件和第二部件之間可W形成附加的 部件使得第一部件和第二部件可W不直接接觸的實(shí)施例。另外，本發(fā)明可W在各個(gè)實(shí)例中 重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字符。運(yùn)種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，并且其本身不指示所討論 的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0034] 此外，為了便于描述，本文中可W使用諸如"在…之下"、"在…下面"、"下部"、 "在…之上"、"上部"等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)W描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一元件或部件 的關(guān)系。除圖中所示的方位之外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。 裝置可W W其它方式定位（旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位），并且在本文中使用的空間關(guān)系描述 符可同樣地作相應(yīng)地解釋。
[0035] 本發(fā)明通常設(shè)及使用光刻工藝來(lái)形成用于集成電路（IC)的圖案或器件，并且具 體地，設(shè)及處理圖案化的光刻膠層，使得在將該圖案化的光刻膠層用于隨后的蝕刻工藝之 前減小該圖案化的光刻膠層的LWR、LER和/或CD。
[0036] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的用于形成目標(biāo)圖案或器件的方法100的流程 圖。可在方法100之前、期間和之后提供附加的操作，并且對(duì)于該方