自对准的节距缩减制造技术

提供了一种在蚀刻层中提供特征的方法。在该蚀刻层上形成牺牲层。将牺牲层特征组蚀刻入该牺牲层。穿过该牺牲层将第一蚀刻层特征组蚀刻入该蚀刻层。利用填充材料填充该第一蚀刻层特征组和该牺牲层特征组。去除该牺牲层。利用侧壁沉积物收缩在该填充材料的部分之间的空隙宽度。穿过该收缩侧壁沉积物将第二蚀刻层特征组蚀刻入该蚀刻层。去除该填充材料和收缩侧壁沉积物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体器件的形成。
技术介绍
在半导体晶片处理期间，使用7>知的图案化和蚀刻工艺 在该晶片中形成半导体器件的特征。在这些工艺中，将光刻胶(PR) 材料沉积在晶片上，然后将其暴露于由中间掩模过滤的光线。该中 间掩模通常是玻璃平板，利用模版特征几何图形图案化，该几何图 形阻止光线穿过中间掩模传播。在穿过中间掩模之后，光线接触光刻胶材料的表面。该 光线改变光刻胶材料的化学组成，这样显影剂能够去除该光刻胶材 料的一部分。在正光刻胶的情况下，去除暴露的区域。而在负光刻 胶的情况下，去除未暴露的区i^。此后，蚀刻该晶片，以从不再受 到光刻胶材料保护的区域去除下层材料，并由此在该晶片中限定需 要的特征。光刻胶的多种演变类型是已知的。光刻胶图案具有关键 尺寸(CD),它可以是最小特征的宽度。由于依赖于波长的光学属 性，被较长波长光线曝光的光刻胶具有较大的理论最小关键尺寸。 通过该光刻月交图案蚀刻特4正。理想i也，该4争;f正的CD(特4i宽度) 等于光刻胶内特征的CD。实际操作中，因为端面化(faceting )、光 刻月交腐蚀、或〗氐切(undercutting),特4正的CD可能大于光刻月交CD。该特征还会^皮锥化(tapered),其中特4正的CD至少与光刻月交的CD 一样大，但是该特征锥化而在靠近特征底部具有较小宽度。这样的 锥化会提供不可靠的特征。为^是供具有4交小CD的特4i,目前力求〗吏用4交短的波长 形成特征。193nm的光刻月交由193nm光线曝光。使用相移中间掩才莫 和其它技术，使用193nm光刻胶可形成90-100nm CD的光刻月交图 案。这可4是供具有90-100nm CD的特4正。157nm光刻月交由157nm 光线曝光。使用相移中间掩才莫和其它技术，可形成亚90nm CD光 刻胶图案。这可提供具有亚90nm CD的特征。相比使用较长波长的光刻胶，使用较短波长的光刻胶可 带来额外的问题。为获得接近理论极限的CD,该光刻设备应当更 力口精确，这需要更昂贵的光刻设备。目前，193nm和157nm光刻月交 尚未具有如较长波长光刻胶那样的高选4奪性，并且在等离子蚀刻条 件下可能更容易变形。在导电层蚀刻中，例如在存储设备的形成中，期望增加 器件密度。
技术实现思路
为实现前述和才寻合本专利技术的目的，才是供了 一种在蚀刻层 内4是供特征的方法。在蚀刻层上形成牺牲层。在该牺牲层上形成图 案化掩^t。将牺牲层特征组蚀刻入该牺牲层。穿过该牺牲层将第一 蚀刻层特征组蚀刻入该蚀刻层。利用填充材料填充该第 一蚀刻层特 征组和该牺牲层特征组的特征。去除该牺牲层，乂人而该填充材料的 部分保持为暴露在该蚀刻层表面上，其中在该暴露的填充材4牛的部 分之间具有空隙，该空隙位于之前被该牺牲层占据的区域内，其中 该空隙具有宽度。利用收缩侧壁沉积物收缩该填充材冲十的部分之间空隙的宽度。穿过该收缩侧壁沉积物将第二蚀刻层特征组蚀刻入该 蚀刻层。去除该填充才才一牛和收缩侧壁沉积物。在本专利技术的另 一个表现形式中，提供了 一种在蚀刻层中 提供特征的方法。在该蚀刻层上形成牺牲层。在该牺牲层上形成图 案化纟奄才莫。将牺牲层特征组蚀刻入该牺牲层。通过形成收缩沉积物 收缩该牺牲层特征，包括至少一个循环，其中每个循环包括收缩沉积阶4更，其在该牺4生层特4正的侧壁上形成沉积物，以收缩该牺4生层特征，以及收缩形貌成形阶,史，其在该牺牲层特4i的侧壁上成形该 沉积物。穿过该收缩沉积物，将第一蚀刻层特4i组蚀刻入该蚀刻层。去除该收缩沉积物。利用i真充初啡牛:t真充该第一蚀刻层特;f正组和该牺牲层特征组的特征。去除该牺牲层，从而该填充材料的部分保持为 暴露在该蚀刻层表面上，其中在该暴露的填充材料的部分之间具有 空隙，该空隙位于之前被该牺牲层占据的区域内，其中该空隙具有 宽度。利用侧壁沉积物收缩在该暴露的填充材料部分之间的空隙宽 度，其中该收缩该空隙宽度包括至少一个收缩循环，其中每个收缩 循环包4舌收缩沉积阶_歐，其在该填充材津牛的侧壁上形成沉积物以收 缩该空隙，以及收缩形貌成形阶^a,其在该》真充初i牛的侧壁上成形 该沉积物。穿过该收缩侧壁沉积物将第二蚀刻层特征组蚀刻入该蚀 刻层。去除该填充材冲+和收缩侧壁沉积物。在本专利技术的另 一个表现形式中，提供了 一种用于在蚀刻 层内形成特征的装置，在图案化掩才莫下的牺牲层已i殳置于该蚀刻层 上。等离子处理室，包括形成等离子处理室内腔的室壁，基片支撑 件，其用于在该等离子处理室内腔内支撑基片，压力调节器，其用 于调节该等离子处理室内腔内压力，至少一个电极，其用于提供功 率到该等离子处理室内腔，用于维持等离子，气体入口，其用于提 供气体到该等离子处理室内月空内，以及气体出口，其用于4夺气体/人 该等离子处理室内腔排出。与该气体入口流体连通的气体源，其包括牺牲层蚀刻剂源、蚀刻层蚀刻剂源、收缩沉积气体源以及收缩形 貌成形气体源。控制器可控地连接到该气体源和该至少一个电极， 并且包4舌至少一个处理器和计算4几可读介质。该计算4几可读介质包括用于将牺牲层特征蚀刻入该牺牲层并且不蚀刻该蚀刻层的计算 机可读代码；用于利用牺牲层侧壁沉积物收缩该牺牲层特征的计算 机可读代码；用于穿过该牺牲层侧壁沉积物将第 一蚀刻特征组蚀刻 入该蚀刻层的计算才几可读代码；用于去除该牺4生层侧壁沉积物的计 算才几可读代码，其中该特征随后^皮填充材料填充；用于去除该牺牲 层的计算才几可读代7马，乂人而该:真充材津+的部分^f呆4争为暴露在该蚀刻 层的表面上，其中在该暴露的填充材并牛的部分之间具有空隙；用于 利用收缩沉积物收缩该填充材料的部分之间的空隙宽度的计算机 可读代码，包括至少一个循环，其中每个循环包括用于从该收缩沉 积气体源提供收缩沉积气体的计算才几可读代码、用于由该收缩沉积 气体产生等离子的计算机可读代码、用于停止来自该收缩沉积气体 源的该收缩沉积气体的计算才几可读代码；用于从该收缩形貌成形气 体源提供收缩形貌成形气体的计算机可读代码；用于由该收缩形貌 成形气体产生等离子的计算机可读代码；以及用于停止来自该收缩 形貌成形气体源的收缩形貌成形气体的计算机可读代码；以及用于 穿过该收缩沉积物将第二蚀刻特;f正组蚀刻入该蚀刻层的计算4几可 读代码。在本专利技术的另 一个表现形式中，提供了 一种用于在具有 存储区域和外围区域的蚀刻层内提供特征的方法，其中在该存储区 域内的特征密度至少是在该外围区域内的特征密度的两倍。在该蚀 刻层上形成第一和第二牺牲层。在该牺牲层上形成存^f渚图案化掩 模，其中该存储图案化掩模在该存储区域上提供特征。将第一牺牲 层特征组蚀刻入该第一牺牲层和该第二牺4生层，其中该第一牺牲层 特^E组在该存〗诸区i或内。利用填充材术牛填充该第一牺牲层特4i组的 特征。去除该第一牺4生层，从而该填充材冲牛的部分保4争为暴露在该第二牺牲层的表面上，其中在该暴露的填充材料的部分之间具有空 隙，该空隙位于之前被该牺牲层占据的区域内，其中该空隙具有宽 度。利用收缩侧壁沉积物收缩在该填充材料的部分之间的空隙宽 度，其中该收缩侧壁沉积物在该存储区域上^是供沉积物。穿过该收 缩侧壁沉积物将第二牺牲层特征组蚀刻入该蚀刻层，其中该第二牺 牲层特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：在蚀刻层上形成牺牲层；在该牺牲层上形成图案化掩模；将牺牲层特征组蚀刻入该牺牲层；穿过该牺牲层将第一蚀刻层特征组蚀刻入该蚀刻层；利用填充材料填充该第一蚀刻层特征组和该牺牲层特征组的特征；去除该牺牲层，从而该填充材料的部分保持为暴露在该蚀刻层表面上，其中在该暴露的填充材料的部分之间具有空隙，该空隙位于之前被该牺牲层占据的区域内，其中该空隙具有宽度；利用收缩侧壁沉积物收缩该填充材料的部分之间空隙的宽度；穿过该收缩侧壁沉积物将第二蚀刻层特征组蚀刻入该蚀刻层；以及去除该填充材料和收缩侧壁沉积物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-11-30 11/291,303;US 2006-11-9 11/558,2381.一种方法，其包括在蚀刻层上形成牺牲层；在该牺牲层上形成图案化掩模；将牺牲层特征组蚀刻入该牺牲层；穿过该牺牲层将第一蚀刻层特征组蚀刻入该蚀刻层；利用填充材料填充该第一蚀刻层特征组和该牺牲层特征组的特征；去除该牺牲层，从而该填充材料的部分保持为暴露在该蚀刻层表面上，其中在该暴露的填充材料的部分之间具有空隙，该空隙位于之前被该牺牲层占据的区域内，其中该空隙具有宽度；利用收缩侧壁沉积物收缩该填充材料的部分之间空隙的宽度；穿过该收缩侧壁沉积物将第二蚀刻层特征组蚀刻入该蚀刻层；以及去除该填充材料和收缩侧壁沉积物。2. 才艮据斥又利要求1所述的方法，进一步包4舌通过在蚀刻该第一蚀 刻层特征组之前形成收缩沉积物来收缩该牺4生层特4正。3. 根据权利要求2所述的方法，进一步包括在蚀刻该第一蚀刻层 特4正组之后，去除该收缩沉积物。4. 才艮据斥又利要求3所述的方法，其中该去除该收缩沉积物是在利用该;真充才才津+:真充该第一蚀刻层特4i组和该牺4生层特4i^L的 特征之前。5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括平化该填 充材料。6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该收缩该空隙的宽度包括至少一个收缩循环，其中每个收缩循环包括收缩沉积阶萃殳，其在该填充材津+的侧壁上形成沉积物以4文缩:该空隙；以及收缩形貌成形阶萃殳，其在该》真充材冲牛的侧壁上成形该沉4 积物。7. 根据权利要求6所述的方法，其中该收缩沉积阶段包括提供沉积气体；由该沉^只气体形成等离子；以及 4f止该;;兄积、气体的;危动。8. 根据权利要求6-7中任一项所述的方法，其中该收缩形貌成形 阶段包括提供不同于该沉积气体的形貌成形气体； 由该形貌成形气体形成等离子；以及 4亭止该形貌成形气体的流动。9. 根据权利要求8所述的方法，其中该沉积气体包括碳氢化合 物、 >谈氟化合物和氢氟^友化合物的至少一种，并且该形貌成形 气体包括CxFy、 NF3和CxHyFz的至少一种。10. 根据权利要求2-9中任一项所述的方法，其中该收缩该牺牲层 特征包括至少一个收缩循环，其中每个收缩循环包括收缩沉4只阶l殳，其在该牺4生层的侧壁上形成;兄积、物以4欠 缩该牺对生层净争4正；以及收缩形貌成形阶段，其在该牺牲层特征的侧壁上成形该 沉积物。11. 根据权利要求IO所述的方法，其中该收缩沉积阶段包括4是供沉积气体；由该沉积气体形成等离子；以及 停止该沉积气体的流动。12. 根据权利要求11所述的方法，其中该收缩形貌成形阶段包括提供不同于该沉积气体的形貌成形气体； 由该形貌成形气体形成等离子；以及 停止该形貌成形气体的流动。13. 根据权利要求12所述的方法，其中该沉积气体包括碳氢化合 物、碳氟化合物和氢氟碳化合物的至少一种，并且该形貌成形 气体包括CxFy、 NF3和CxHyFz的至少一种。14. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括利用导电 材料填充该特征。15. 4艮据前述^又利要求中4壬一项所述的方法，进一步包4舌在该牺牲 层和该蚀刻层之间提供蚀刻阻止层。16. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该蚀刻层在具有存储区域和外围区域的介电层之上，并且其中该第 一蚀刻层特 征组和第二蚀刻层特征组在该介电层的存储区域而不是在该介电层的外围区域上形成，并且进一步包括在该存储区域和外围区域上形成外围图案化掩才莫，其中 在该外围区域上提供特征；穿过该外围图案化4备才莫蚀刻该蚀刻层，其中在该外围区 域内将特征蚀刻入该蚀刻层；去除该外围图案化掩才莫；以及从该蚀刻层将特征蚀刻入该介电层。17. 根据权利要求16所述的方法，其中该存储图案化掩模不在该 外围区域上提供特征，并且其中该外围图案化掩模不在该存储 区域上^是供特征，并且其中该蚀刻该第一牺牲层特;f正组不在该 夕卜围区域内蚀刻特征。18. 根据权利要求16或17所述的方法，其中该将第一牺牲层特征 组蚀刻入该牺牲层和该蚀刻层，包4舌将该特征蚀刻入该牺牲层；利用收缩沉积物，收缩蚀刻入该牺4生层的特;f正；以及 穿过该收缩沉积物将该第 一牺牲层特征组蚀刻入该蚀刻层。19. 根据权利要求18所述的方法，进一步包括在蚀刻该第一牺牲 层特4正组后，去除该JR缩沉积物。20. 4艮据4又利要求19所述的方法，其中该去除该收缩沉积物是在 利用该填充材4+填充该第 一牺牲层特4正组之前。21. 根据权利要求16-20中任一项所述的方法，其中穿过该蚀刻层 将该特4正蚀刻入该介电层，包4舌穿过该蚀刻层将特征蚀刻入掩才莫层，以及穿过该掩才莫层将该特征蚀刻入该介电层。22. 由根据前述权利要求中任一项所述的方法形成的半导体器件。23. —种在蚀刻层内提供特征的方法，包括在该蚀刻层上形成牺牲层； 在该牺牲层上形成图案化掩才莫； 将牺牲层特征组蚀刻入该牺牲层；通过形成收缩沉积来收缩该牺牲层特征，包括至少一个 循环，其中每个循环包括收缩沉积阶段，其在该牺牲层特征的侧壁上形成沉 积物以收缩该牺4生层特4正；以及收缩形貌成形阶段，其在该牺牲层特征的侧壁上成 形该沉积物；穿过该收缩沉积物将第 一 蚀刻层特;f正组蚀刻入该蚀刻层；去除该收缩沉积物；利用填充材料填充该第一蚀刻层特征组和该牺牲层特征 组的特4i;去除该牺牲层，从而该填充材料的部分保持为暴露在该 蚀刻层表面上，其中在该暴露的填充材料的部分之间具有空 隙，该空隙位于之前^L该牺牲层占据的区域内，其中该空隙具 有宽度；利用侧壁沉积物收缩在该暴露的填充材料的部分之间的 空隙宽度，其中该收缩该空隙宽度包括至少一个收缩循环，其中每个收缩循环包括收缩沉积阶段，其在该填充材料的侧壁上...

【专利技术属性】
技术研发人员：金智洙，李尚宪，崔大汉，SM列扎萨贾迪，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]