【技术实现步骤摘要】
本揭露是有关于一种形成半导体元件的方法，特别是有关于一种形成半导体元件的导电层的方法。
技术介绍
1、在半导体元件制造中，会形成导电层以用于基材上的导电互连特征。随着半导体元件的积体密度增加，在高度微型化的半导体元件中，导电互连特征之间的距离逐渐减小。开始出现需求，旨在获得具有小面积表面且由小间隙间隔开的特征。在用于在导电层上形成所需特征的典型工艺中，应用湿化学蚀刻(例如使用氟基蚀刻剂或氯基蚀刻剂)来蚀刻耐火金属层(例如钨金属层)。然而，用于转移图案的湿化学蚀刻的主要缺点是会导致蚀刻遮罩下方的层发生底切(undercut)。因此经过蚀刻的图案存在分辨率的损失。
2、此外，蚀刻速率取决于湿化学蚀刻工艺中的暴露面积。举例来说，在制造半导体存储器元件时，如果半导体存储器元件包括紧密排列的位线的单元区与分散的连接垫的周边区，则湿化学蚀刻在周边区的蚀刻速率高于在单元区的蚀刻速率。换句话说，图案密度的局部变化将导致蚀刻速率的局部变化。因此，为了确保蚀刻轮廓的控制，如果导电层包括具有不同图案密度的多个区域，则湿化学蚀刻工艺通常分成多个阶段执行，以蚀刻具有不同图案密度的区域，这会显著增加工艺所花费的时间。
3、因此，如何提出一种可解决上述问题的形成半导体元件的导电层的方法，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。
技术实现思路
1、有鉴于此，本揭露的一目的在于提出一种可解决上述问题的形成半导体元件的导电层的方法。
2、根据本揭露的一些实施方式，一种形成半导体元
3、在一些实施方式中，图案化硬遮罩层在经过图案化的硬遮罩层中形成第一图案化区域与第二图案化区域，第一图案化区域包括第一图案。第二图案化区域包括第二图案。第一图案中相邻的两者之间的第一间隙小于25nm。第二图案中相邻的两者之间的第二间隙大于第一间隙。
4、在一些实施方式中，硬遮罩层包括碳。
5、在一些实施方式中，当基材的部位从经过蚀刻的金属层暴露出来时，经过图案化的硬遮罩层的至少一部位保留在经过蚀刻的金属层上。
6、在一些实施方式中，执行等离子体工艺包括将其上具有经过图案化的硬遮罩层的基材放置于等离子体工艺腔室中。执行等离子体工艺进一步包括将工艺气体混合物供应至等离子体工艺腔室中。执行等离子体工艺进一步包括从工艺气体混合物产生等离子体，以通过经过图案化的硬遮罩层蚀刻金属层。
7、在一些实施方式中，氟基气体包括三氟化氮，氯基气体包括氯气。
8、在一些实施方式中，供应至等离子体工艺腔室中的工艺气体混合物的氯气与三氟化氮之间的体积流量比在从1.0到2.0的范围内。
9、在一些实施方式中，供应至等离子体工艺腔室中的工艺气体混合物的氧气与三氟化氮之间的体积流量比在从1.0到2.0的范围内。
10、在一些实施方式中，等离子体工艺在以脉冲波形供应的偏压下执行。
11、在一些实施方式中，执行等离子体工艺包括第一阶段与第二阶段，第一阶段在以具有第一振幅的第一脉冲波形供应的第一偏压下进行。第二阶段在以具有第二振幅的第二脉冲波形供应的第二偏压下进行。第二振幅大于第一振幅。
12、根据本揭露的另一些实施方式，一种形成半导体元件的导电层的方法包括形成硬遮罩层于覆盖基材的金属层上，其中金属层包括钨。方法进一步包括图案化硬遮罩层，直到金属层的部位从经过图案化的硬遮罩层暴露出来，使得经过图案化的硬遮罩层具有第一图案化区域与第二图案化区域，其中第一图案化区域包括第一图案，第二图案化区域包括第二图案，第一图案中相邻的两者之间的第一间隙小于25nm，第二图案中相邻的两者之间的第二间隙大于第一间隙。方法进一步包括通过经过图案化的硬遮罩层对金属层执行等离子体工艺，直到基材的部位从经过蚀刻的金属层暴露出来。
13、在一些实施方式中，硬遮罩层包括碳。
14、在一些实施方式中，当基材的部位从经过蚀刻的金属层暴露出来时，经过图案化的硬遮罩层的至少一部位保留在经过蚀刻的金属层上。
15、在一些实施方式中，执行等离子体工艺包括将其上具有经过图案化的硬遮罩层的基材放置于等离子体工艺腔室中。执行等离子体工艺进一步包括将工艺气体混合物供应至等离子体工艺腔室中。执行等离子体工艺进一步包括从工艺气体混合物产生等离子体，以通过经过图案化的硬遮罩层蚀刻金属层。
16、在一些实施方式中，工艺气体混合物包括氟基气体、氯基气体以及氧气。氟基气体包括三氟化氮。氯基气体包括氯气。金属层经过蚀刻，使得金属层在等离子体工艺完成时，形成第一蚀刻区域与第二蚀刻区域，第一蚀刻区域包括第一沟槽。第二蚀刻区包括第二沟槽。第一沟槽中的一者的第一宽度小于25nm。
17、第二沟槽中的一者的第二宽度大于第一宽度。
18、在一些实施方式中，供应至等离子体工艺腔室中的工艺气体混合物的氯气与三氟化氮之间的体积流量比在从1.0到2.0的范围内。
19、在一些实施方式中，供应至等离子体工艺腔室中的工艺气体混合物的氧气与三氟化氮之间的体积流量比在从1.0到2.0的范围内。
20、在一些实施方式中，等离子体工艺在以脉冲波形供应的偏压下执行。
21、在一些实施方式中，执行等离子体工艺包括第一阶段与第二阶段，第一阶段在以具有第一振幅的第一脉冲波形供应的第一偏压下进行。第二阶段在以具有第二振幅的第二脉冲波形供应的第二偏压下进行。第二振幅大于第一振幅。
22、综上所述，于本揭露中的形成半导体元件的导电层的方法中，通过应用具有特定组成的工艺气体混合物或进一步供应脉冲偏压的等离子体工艺，可以实现实质上非等向性的蚀刻。此外，通过供应至等离子体工艺腔室中的工艺气体混合物的优选体积流量比与硬遮罩层的优选厚度，可以改善蚀刻轮廓的控制，并且可以达到在整个元件各处更均匀的蚀刻速率。因此，本揭露中的方法允许在一个工艺中形成包括具有不同图案密度的多个区域的导电层。
23、本揭露的这些与其他方面通过结合附图对优选实施例进行以下的描述，本揭露的实施例将变得显而易见，但在不脱离本揭露的新颖概念的精神和范围的情况下，可以进行其中的变化和修改。
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1.一种形成半导体元件的导电层的方法，其特征在于，包含：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该图案化该硬遮罩层在经过图案化的该硬遮罩层中形成第一图案化区域与第二图案化区域，该第一图案化区域包含多个第一图案，该第二图案化区域包含多个第二图案，该些第一图案中相邻的两者之间的第一间隙小于25nm，该些第二图案中相邻的两者之间的第二间隙大于该第一间隙。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该硬遮罩层包含碳。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当该基材的该些部位自经过蚀刻的该金属层暴露时，经过图案化的该硬遮罩层的至少一部位保留在经过蚀刻的该金属层上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该执行该等离子体工艺包含：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该氟基气体包含三氟化氮，该氯基气体包含氯气。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，供应至该等离子体工艺腔室中的该工艺气体混合物的氯气与三氟化氮之间的体积流量比在自1.0到2.0的范围内。
8.根据权利要求6所述的方法，其特
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该等离子体工艺在以脉冲波形供应的偏压下执行。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该执行该等离子体工艺包含第一阶段与第二阶段，该第一阶段在以具有第一振幅的第一脉冲波形供应的第一偏压下进行，该第二阶段在以具有第二振幅的第二脉冲波形供应的第二偏压下进行，并且该第二振幅大于该第一振幅。
11.一种形成半导体元件的导电层的方法，其特征在于，包含：
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该硬遮罩层包含碳。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当该基材的该些部位自经过蚀刻的该金属层暴露时，经过图案化的该硬遮罩层的至少一部位保留在经过蚀刻的该金属层上。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该执行该等离子体工艺包含：
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，供应至该等离子体工艺腔室中的该工艺气体混合物的氯气与三氟化氮之间的体积流量比在自1.0到2.0的范围内。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，供应至该等离子体工艺腔室中的该工艺气体混合物的氧气与三氟化氮之间的体积流量比在自1.0到2.0的范围内。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该等离子体工艺在以脉冲波形供应的偏压下执行。
19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该执行该等离子体工艺包含第一阶段与第二阶段，该第一阶段在以具有第一振幅的第一脉冲波形供应的第一偏压下进行，该第二阶段在以具有第二振幅的第二脉冲波形供应的第二偏压下进行，并且该第二振幅大于该第一振幅。
...【技术特征摘要】
1.一种形成半导体元件的导电层的方法，其特征在于，包含：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该图案化该硬遮罩层在经过图案化的该硬遮罩层中形成第一图案化区域与第二图案化区域，该第一图案化区域包含多个第一图案，该第二图案化区域包含多个第二图案，该些第一图案中相邻的两者之间的第一间隙小于25nm，该些第二图案中相邻的两者之间的第二间隙大于该第一间隙。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该硬遮罩层包含碳。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当该基材的该些部位自经过蚀刻的该金属层暴露时，经过图案化的该硬遮罩层的至少一部位保留在经过蚀刻的该金属层上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该执行该等离子体工艺包含：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该氟基气体包含三氟化氮，该氯基气体包含氯气。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，供应至该等离子体工艺腔室中的该工艺气体混合物的氯气与三氟化氮之间的体积流量比在自1.0到2.0的范围内。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，供应至该等离子体工艺腔室中的该工艺气体混合物的氧气与三氟化氮之间的体积流量比在自1.0到2.0的范围内。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该等离子体工艺在以脉冲波形供应的偏压下执行。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该执行该等离子体工艺包含第一阶段与第二阶段，...
【专利技术属性】
技术研发人员：林育澍，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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