利用光子辅助等离子体工艺改善线边缘粗糙度制造技术

本发明专利技术涉及利用光子辅助等离子体工艺改善线边缘粗糙度。提供了一种用于处理具有工艺层的衬底的光子辅助等离子体处理方法。工艺气体流入室。所述工艺气体形成等离子体。所述工艺层暴露于所述等离子体。用波长介于200nm和1微米之间的光照射所述工艺层，同时将所述衬底暴露于所述等离子体。

Improvement of line edge roughness by photon assisted plasma technology

The invention relates to the improvement of line edge roughness by using a photon assisted plasma process. A photon assisted plasma processing method for processing a substrate with a process layer is provided. Process gas flow into the chamber. The process gas is formed to form a plasma. The process layer is exposed to the plasma. The process layer is irradiated with light between 200nm and 1 microns, while the substrate is exposed to the plasma.

【技术实现步骤摘要】
利用光子辅助等离子体工艺改善线边缘粗糙度
本专利技术涉及在半导体晶片上形成半导体器件的方法。更具体地，本公开涉及在半导体器件的形成中蚀刻层。
技术介绍
在形成半导体器件中，蚀刻层可以被蚀刻。
技术实现思路
为了实现上述目的，并且根据本公开的目的，提供了一种用于改善具有工艺层的衬底的线边缘粗糙度或线宽粗糙度的光子辅助等离子体处理方法。使工艺气体流入室。所述工艺气体形成等离子体。将所述工艺层暴露于所述等离子体。用波长介于200nm和1微米之间的光照射所述工艺层，同时将所述衬底暴露于所述等离子体。在另一个表现形式中，提供了一种用于处理衬底的装置。用于支撑所述衬底的衬底支撑件位于处理室内。气体入口将气体提供到所述处理室中。气体入口连接在气体源和所述处理室之间。至少一个电极与所述处理室相邻并且电连接到电源。漫射光源照射所述衬底中蚀刻特征的侧壁。控制器可控地连接到所述电源、气体源和所述光源。具体而言，本专利技术的一些方面可以阐述如下：1.一种用于改善具有工艺层的衬底的线边缘粗糙度或线宽粗糙度的光子辅助等离子体处理方法，其包括：使工艺气体流入室；使所述工艺气体形成等离子体；将所述工艺层暴露于所述等离子体；以及用波长介于200nm和1微米之间的光照射所述工艺层，同时将所述衬底暴露于所述等离子体。2.根据条款1所述的方法，其中所述工艺层是在图案化掩模下面的蚀刻层，其中所述将所述工艺层暴露于所述等离子体在所述蚀刻层中蚀刻具有侧壁的特征，并且其中所述照射所述工艺层照射所述特征的所述侧壁。3.根据条款2所述的方法，其中所述图案化掩模是多重图案化掩模。4.根据条款3所述的方法，其中所述光由漫射光源提供。5.根据条款4所述的方法，其中所述蚀刻层包括碳、SiN、硅或SiO中的至少一种。6.根据条款5所述的方法，其中所述图案化掩模包括光致抗蚀剂、SiO、SiN、SiON、Si或碳中的至少一种，并且其中相对于所述图案化掩模选择性地蚀刻所述蚀刻层。7.根据条款6所述的方法，其中所述工艺气体是包含含卤素组分的蚀刻气体，其使得能够蚀刻所述工艺层。8.根据条款7所述的方法，其中所述漫射光源在所述特征的所述侧壁的至少50％上提供强度为至少1000W/m2的光。9.根据条款2所述的方法，其中所述蚀刻层包括碳、SiN、硅或SiO中的至少一种。10.根据条款2所述的方法，其中所述图案化掩模包括光致抗蚀剂、SiO、SiN、SiON、Si或碳中的至少一种，并且其中相对于所述图案化掩模选择性地蚀刻所述蚀刻层。11.根据条款2所述的方法，其中所述工艺气体是包含含卤素组分的蚀刻气体，其使得能够蚀刻所述工艺层。12.根据条款1所述的方法，其中所述光由漫射光源提供。13.根据条款1所述的方法，其中所述漫射光源在所述特征的所述侧壁的至少50％上提供强度为至少1000W/m2的光。14.一种使用光子辅助等离子体工艺处理衬底以改善线边缘粗糙度或线宽粗糙度的系统，其包括：处理室；用于在所述处理室内支撑所述衬底的衬底支撑件；用于向所述处理室中提供气体的气体入口；气体源；连接在所述气体源和所述处理室之间的气体入口；电源；与所述处理室相邻并且电连接到所述电源的至少一个电极；用于照射所述衬底中蚀刻特征的侧壁的漫射光源；和可控地连接到所述电源、所述气体源和所述光源的控制器。15.根据条款14所述的系统，其中所述漫射光源在所述衬底的外边缘之外。16.根据条款15所述的系统，其中所述漫射光源提供波长介于200nm和1微米之间的光。17.根据条款16所述的系统，其中所述漫射光源向所述衬底支撑件提供至少1000W/m2的强度。18.根据条款14所述的系统，其中所述光源向所述衬底支撑件的顶部晶片支撑表面的至少50％提供强度为1000W/m2的光。将在下面在实施方式的详细描述中并结合以下附图更详细地描述本公开的这些和其它特征。附图说明在附图的图中通过举例而非限制的方式说明本公开，在附图中相似的附图标记表示相似的元件，其中：图1是实施方式的高级流程图。图2A-C是根据实施方式处理的堆叠的示意性横截面图。图3是可以在一个实施方式中使用的蚀刻室的示意图。图4是可以用于实施实施方式的计算机系统的示意图。图5是线边缘的示意性俯视图。具体实施方式现在将参照附图中所示的几个优选实施方式来详细描述本实施方式。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本公开。在其他情况下，未详细描述公知的工艺步骤和/或结构，以免不必要地模糊本公开。图1是实施方式的高级流程图。在该实施方式中，将工艺层放置在处理室中(步骤104)。使工艺气体流入处理室(步骤108)。使工艺气体形成为等离子体(步骤112)。将工艺层暴露于等离子体(步骤116)。照射工艺层(步骤120)。将工艺层从处理室中移出(步骤124)。实施例在优选实施方式中，提供了具有设置在双重图案化掩模下方的含氧化硅的蚀刻层的衬底。双重图案化掩模是本领域已知的，并且包括用于获得比单掩模图案化工艺能够提供的分辨率更高的分辨率的掩模的各种工艺，使得能够获得较小的器件和较高的密度。于2012年10月9日授权的Romano等人的名称为“PhotoresistDoublePatterning”的美国专利No.8,282,847中描述了双重图案化掩模的一个示例，其通过引用并入本文以用于所有目的。可以使用具有间隔物沉积的自对准双重图案化来形成双重图案化掩模。这些工艺是本领域已知的。于2011年7月12日授权的Sadjadi等人的名称为“DoubleMaskSelf-AlignedPatterningTechnology(SADPT)Process”的美国专利No.7,977,242中描述了这种工艺的一个示例，其全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。可以重复双重图案化工艺来获得四重图案化掩模。多重图案化掩模可以是双重、三重、四重或更高阶的掩模。图2A是具有工艺层208的衬底204的堆叠200的示意性横截面图，工艺层208在该示例中是设置在双重图案化光致抗蚀剂图案化掩模212下方的包含氧化硅的低k电介质蚀刻层。在该示例中，一个或多个层可以设置在衬底204和蚀刻层208之间，或设置在蚀刻层208和双重图案化掩模212之间。在该示例中，蚀刻层208是基于体氧化硅(bulksiliconoxide)的电介质，其可以用于形成DRAM。在该示例中，双重图案化掩模212包括第一掩模特征210和第二掩模特征216。第一掩模特征210被保护涂层214包围，提供保护涂层214以在形成第二掩模特征216期间保护第一掩模特征210。在该示例中，双重图案化掩模212具有小于仅由第一掩模特征210提供的CD的一半的CD226。在一些实施方式中，双重图案化掩模212在将衬底放置在室内之前形成。在其他实施方式中，双重图案化掩模212在衬底位于蚀刻室中时形成。将具有工艺层208的衬底204放置在处理室中(步骤104)。图3示意性地示出了根据本专利技术的一个实施方式的可用于处理衬底204的等离子体处理系统300的示例。等离子体处理系统300包括具有由室壁352包围的等离子体处理室304的等离子体反应器302。由匹配网络3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于改善具有工艺层的衬底的线边缘粗糙度或线宽粗糙度的光子辅助等离子体处理方法，其包括：使工艺气体流入室；使所述工艺气体形成等离子体；将所述工艺层暴露于所述等离子体；以及用波长介于200nm和1微米之间的光照射所述工艺层，同时将所述衬底暴露于所述等离子体。

【技术特征摘要】
2016.06.10 US 15/179,7921.一种用于改善具有工艺层的衬底的线边缘粗糙度或线宽粗糙度的光子辅助等离子体处理方法，其包括：使工艺气体流入室；使所述工艺气体形成等离子体；将所述工艺层暴露于所述等离子体；以及用波长介于200nm和1微米之间的光照射所述工艺层，同时将所述衬底暴露于所述等离子体。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述工艺层是在图案化掩模下面的蚀刻层，其中所述将所述工艺层暴露于所述等离子体在所述蚀刻层中蚀刻具有侧壁的特征，并且其中所述照射所述工艺层照射所述特征的所述侧壁。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述图案化掩模是多重图案化掩模。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述光由漫射光源提供。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭忠魁，徐晴，傅乾，桑军·帕克，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US