通过Ar溅射进行硬质掩膜CD控制的方法技术

本发明专利技术提供了一种在等离子体处理腔室中通过带图案硬质掩膜将特征蚀刻到硅基蚀刻层中的方法。提供硅溅射以使硅从硅基蚀刻层溅射到带图案硬质掩膜的侧壁上以在带图案硬质掩膜上形成侧壁。通过带图案硬质掩膜来蚀刻所述蚀刻层。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种通过蚀刻蚀刻层而在半导体晶片上形成半导体器件的方法。更具体地，本专利技术涉及将特征蚀刻到硅基蚀刻层中。
技术介绍
在通过硬质掩膜来蚀刻硅基层时，硬质掩膜的侧壁可能腐蚀，这增加了被蚀刻特征的空间⑶，其中条(bar)⑶变小。
技术实现思路
为了实现上述并且依照本专利技术的目的，提供一种用于在等离子体处理腔室中通过 带图案硬质掩膜将特征蚀刻到硅基蚀刻层中的方法。提供硅溅射以将硅从硅基蚀刻层溅射到带图案硬质掩膜的侧壁上以在所述带图案硬质掩膜上形成额外侧壁。通过带图案硬质掩膜来蚀刻所述蚀刻层。在本专利技术的另一呈现形式中，提供一种用于在等离子体处理腔室中通过带图案硬质掩膜将特征蚀刻到硅基蚀刻层中的方法。提供硅溅射，以将硅从硅基蚀刻层溅射到该带图案硬质掩膜的侧壁上以在该带图案硬质掩膜上形成额外侧壁，所述提供硅溅射包括使溅射气体流入所述等离子体处理腔室中，其中所述溅射气体包括氩气并且无蚀刻剂；将溅射气体形成等离子体以产生氩离子；提供大于200伏的偏压，所述偏压用足够的能量将所述等离子体中的氩离子加速至所述硅基蚀刻层以使硅从所述硅基蚀刻层溅射；以及停止所述溅射气体的流动。通过该带图案硬质掩膜来蚀刻所述蚀刻层。下面在本专利技术的详细描述中并且结合下面的附图对本专利技术的这些以及其它特征进行更加详细的说明。附图说明在附图的图中通过举例说明而非限制的方式阐释了本专利技术，其中相似的附图标记指代相似的元件，并且在附图中图I为本专利技术的实施例的流程图。图2A-D为利用创造性工艺形成特征的示意图。图3为可用于本专利技术的实施例中的等离子体处理腔室的示意图。图4为可用于实现本专利技术的计算机系统的示意图。图5为硅溅射步骤的更详细的流程图。图6为氧化步骤的更详细的流程图。图7为蚀刻硅基蚀刻层的更详细的流程图。具体实施例方式现在将参照如附图中图示出的几个优选实施例对本专利技术进行详细的说明。在下面的说明中，为了提供对本专利技术的全面理解，阐述了多个具体的细节。然而，本领域技术人员显而易见的是，可不通过这些具体细节中的一些或全部来实现本专利技术。在其它实例中，为了避免不必要地混淆本专利技术，未对公知的工艺步骤和/或结构进行详细的说明。图I是本专利技术的实施例的高级流程图。在该实施例中，带图案硬质掩膜形成在硅基蚀刻层的上方(步骤104)。硅基蚀刻层可以为衬底的部分，诸如硅晶片，或者可以为衬底上方的层，诸如形成在硅晶片上方的多晶硅层。硅基蚀刻层主要为硅，诸如单晶硅或多晶硅，或者为非定形硅，其可具有掺杂剂。硅基蚀刻层放置于等离子体处理腔室中(步骤108)。蚀刻层经过硅溅射(步骤112)。硅溅射将硅从硅基蚀刻层溅射到硬质掩膜的侧壁上。将溅射的硅氧化(步骤116)。对硅基蚀刻层进行蚀刻(步骤118)。从等离子体处理腔室中去除衬底(步骤120)。在本专利技术的优选实施例中，氧化硅的硬质掩膜沉积到硅蚀刻层上方(步骤104)。在另一实施例中，硬质掩膜为氮化硅。图2A为上面已经形成有带图案氧化硅掩膜204的硅蚀刻层208的示意性剖视图。一个或多个中间图案层可以布置在硅蚀刻层208和带图案氧化娃硬质掩膜204之间。另外，一个或多个层可以位于硬质掩膜204的上方或蚀刻层208的下方。在该示例中，多晶硅层212形成在硬质掩膜204的上方。硅基蚀刻层放置在处理工具中(步骤108)。图3示意性地示出了依照本专利技术的一个实施例可用于执行蚀刻硅晶片的工艺的等离子体处理系统300的示例。等离子体处理系统300包括等离子体反应器302，离子体反应器302中设有等离子体处理腔室304。通过匹配网络308调谐的等离子体电源306将电力供给至位于电力窗312附近的TCP线圈310以在等离子体处理腔室304中形成等离子体314。TCP线圈(上部电源)310可配置为在处理腔室304内生成均匀扩散轮廓。例如，TCP线圈310可被配置为在等离子体314中产生螺旋管形电力分布。设置电力窗312以将TCP线圈310与等离子体腔室304分离，同时容许能量从TCP线圈310传递至等离子体腔室304。由匹配网络318调谐的晶片偏压电源316向电极320提供电力以在由电极320支撑的晶片322上设定偏压。控制器324设定用于等离子体电源306和晶片偏压电源316的点。等离子体电源306和晶片偏压电源316可配置为运行于特定无线电频率，诸如例如13. 56MHz、27MHz、2MHz、400MHz、或它们的组合。为了获得期望的工艺性能，等离子体电源306和晶片偏压电源316可以适当地调整大小以供给一定范围的电力。例如，在本专利技术的一个实施例中，等离子体电源306可以供给范围从300瓦至10000瓦的电力，并且晶片偏压电源316可以供给范围从IOV至1000V的偏压。另外，TCP线圈310和/或电极320可由两个以上的分线圈或分电极构成，这些分线圈或分电极可由单个电源供电或由多个电源供电。如图3所示，等离子体处理系统300进一步包括气体源/气体供给机构330。气体源包括氩气源332、蚀刻气体源334以及任选地额外气体源336。气体源332、334和336通过气体入口 340与处理腔室304流体连接。气体入口可以位于腔室304中的任意有利位置处，并且可具有任何用于喷射气体的形式。然而，优选的是，气体入口可配置为生成“可调谐”气体喷射轮廓，这使得可对流到处理腔室304中的多个区的气体的各个流进行单独调节。处理气体和副产物经由压强控制阀342和泵344从腔室304移除，这还用于在等离子体处理腔室304内保持特定压强。气体源/气体供给机构330由控制器324控制。由LamResearch Corporation提供的Kiyo系统可用于实现本专利技术的实施例。图4是示出计算机系统400的高级框图，计算机系统400适于实现在本专利技术的实施例中使用的控制器324。计算机系统可以具有多种物理形式，范围从集成电路、印刷电路板和小型手持式装置到巨型超级计算机。计算机系统400包括一个或多个处理器402，并且还可包括电子显示装置404 (用于显示图形、文本以及其它数据)、主存储器406 (例如，随机存取存储器(RAM))、存储装置408 (例如，硬盘驱动器)、可移除存储装置410 (例如，光盘驱动器)、用户接口装置412 (例如，键盘、触摸屏、键垫、鼠标或其它指针装置等)，以及通信接口 414 (例如，无线网络接口)。通信接口 414容许软件和数据经由链路在计算机系统400和外部装置之间传送。系统还可以包括通信基础结构416 (例如，通信总线、跨接杆或网络)，上述装置/模块与通信基础结构416连接。经由通信接口 414传送的信息可以为如电子、电磁、光的信号或者能够经由运载信号并且可利用电线或电缆、光纤、电话线、蜂窝电话链路、无线电频率链路和/或其它通 信信道实现的通信链路由通信接口 414接收的其它信号的形式。通过这种通信接口，可预期在执行上述方法步骤的过程中一个或多个处理器402可接收来自网络的信息，或者可将信息输出到网络。此外，本专利技术的方法实施例可以在处理器上单独执行或者可以结合共享处理的部分的远程处理器在诸如因特网等网络上执行。术语“非暂态计算机可读介质” 一般用于指代诸如主存储器、辅助存储器、可移除存储装置以及存储装置(例如，硬盘、快擦写存储器、磁盘驱动存储器、C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在等离子体处理腔室通过带图案硬质掩膜将特征蚀刻到硅基蚀刻层中的方法，所述方法包括：提供硅溅射以将硅从所述硅基蚀刻层溅射到所述带图案硬质掩膜的侧壁上以在所述带图案硬质掩膜上形成侧壁；以及通过所述带图案硬质掩膜来蚀刻所述蚀刻层。

【技术特征摘要】
2011.07.28 US 13/193,1951.一种在等离子体处理腔室通过带图案硬质掩膜将特征蚀刻到硅基蚀刻层中的方法，所述方法包括 提供硅溅射以将硅从所述硅基蚀刻层溅射到所述带图案硬质掩膜的侧壁上以在所述带图案硬质掩膜上形成侧壁；以及 通过所述带图案硬质掩膜来蚀刻所述蚀刻层。2.如权利要求I所述的方法，其中，所述提供所述硅溅射包括 使溅射气体流入所述等离子体处理腔室中，其中所述溅射气体包括惰性气体并且无蚀刻剂； 使所述溅射气体形成等离子体以生成惰性气体离子；以及 提供偏压，所述偏压用足够的能量将所述等离子体中的所述惰性气体离子加速至所述硅基蚀刻层以使硅从所述硅基蚀刻层溅射。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述提供偏压提供大于200伏的偏压。4.如权利要求2所述的方法，其中，所述溅射气体主要包含至少一种惰性气体。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述至少一种惰性气体包括氩气。6.如权利要求2所述的方法，其中，所述溅射气体含有至少95%的氩气。7.如权利要求2所述的方法，进一步包括使所溅射的硅形成氧化硅。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述使所溅射的硅形成氧化硅包括 在提供所述硅溅射之后以及在蚀刻所述蚀刻层之前，使氧气流入所述等离子体处理腔室中；以及 使所述氧气形成等离子体。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述使所溅射的硅形成氧化硅进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元哲，傅乾，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：