活动硬掩模的等离子体刻蚀过程中的原地光刻胶剥离制造技术

提供一种在硅层中刻蚀特征的方法。在该硅层上方形成硬掩模层。在该硬掩模层上方形成光刻胶层。打开该硬掩模层。剥离该光刻胶层，通过提供剥离气体；通过提供高频RF能量和低频RF能量用该剥离气体形成等离子体，其中该低频RF能量的功率小于50瓦；以及当剥离该光刻胶层后，停止该剥离气体。该打开该硬掩模层和该剥离该光刻胶层是在同一个室中执行的。

【技术实现步骤摘要】
活动硬掩模的等离子体刻蚀过程中的原地光刻胶剥离 本申请是申请号为200880017184.5，申请日为2008年5月19日，申请人为朗姆研究公司，专利技术创造名称为“活动硬掩模的等离子体刻蚀过程中的原地光刻胶剥离”的专利技术专利申请的分案申请。
技术介绍
本专利技术涉及在半导体器件生产过程中穿过硬掩模刻蚀硅层。更准确地说，本专利技术涉及打开硬掩模之后光刻胶的原地剥离。在半导体晶片处理过程中，该半导体器件的特征可以是由图案化的硬掩模限定的。使用光刻胶并通过对该硬掩模的等离子体刻蚀，可以将该半导体器件特征转移到该硬掩模中。在特征被转移到该硬掩模中之后，该硬掩模上剩余的光刻胶可以被除去。传统上，使用独立的设备来打开该硬掩模以及除去该光刻胶。在打开该硬掩模之后，晶片被从该等离子体反应器中除去并被放入单独的灰化设备以剥离剩余的光刻胶。在这种情况下，需要另一个昂贵的设备来单独进行光刻胶的剥离，这要求额外的制造空间和晶片处理时间。从等离子体室中除去晶片可能导致晶片与环境接触，这会导致被刻蚀表面的改变并导致剥离工艺之前晶片表面状态的不一致。
技术实现思路
为了完成前述并相应于本专利技术的目的，提供一种在硅层中刻蚀特征的方法。在该硅层上方形成硬掩模层。在该硬掩模层上方形成光刻胶层。打开该硬掩模层。通过提供剥离气体剥离该光刻胶层；通过提供高频RF能量和低频RF能量用该剥离气体形成等离子体，其中该低频RF能量的功率小于50瓦；以及当剥离该光刻胶层后，停止该剥离气体。在本专利技术的另一个实施方式中，提供一种在硅层中刻蚀特征的方法。在该硅层上方形成硬掩模层。在该硬掩模层上方形成底部防反射涂覆层。在该底部防反射涂覆层上方形成光刻胶层。打开该底部防反射涂覆层。打开该硬掩模层。通过提供剥离气体剥离该底部防反射涂覆层和该光刻胶层；通过提供高频RF能量和低频RF能量用该剥离气体形成等离子体，其中该低频RF能量的功率小于50瓦；以及当剥离该光刻胶层后，停止该剥离气体。在本专利技术的又一个实施方式中，提供一种用于在硅层中刻蚀特征的装置，其中该硅层在硬掩模层下，该硬掩模层在光刻胶层下。该装置包含等离子体处理室，气体源和控制器。该等离子体处理室包含形成等离子体处理室外壳的室壁；用于在该等离子体处理室外壳中支撑基片的基片支架；用于调节该等离子体处理室外壳中的压强的压强调节器；用于向该等离子体处理室外壳提供能量以维持等离子体的至少一个电极；电气连接于该至少一个电极的至少一个RF电源；用于向该等离子体处理室外壳中提供气体的气体入口 ；以及用于从该等离子体处理室外壳排出气体的气体出口。该气体源与该等离子体处理室的该气体入口流体连通，并包含打开气体源；以及剥离气体源。该控制器可控地连接于该气体源和该等离子体处理室的该至少一个RF电源，并包含至少一个处理器；和计算机可读介质，该计算机可读介质包含用于打开该硬掩模层的计算机可读代码；以及用于剥离该光刻胶层的计算机可读代码，且该用于剥离该光刻胶层的计算机可读代码包含用于提供剥离气体的计算机可读代码；用于通过提供高频RF能量和低频RF能量用该剥离气体形成等离子体的计算机可读代码，其中该低频RF能量的功率小于50瓦；以及用于当该光刻胶层被剥离后停止该剥离气体的计算机可读代码。下面，在本专利技术的具体实施方式中，并结合以下附图，对本专利技术的这些以及其它特征进行更加详细的描述。附图说明本专利技术是以附图中各图中的示例的方式，而不是以限制的方式描述的，其中同类的参考标号表示类似的元件，且其中:图1是本专利技术的一个实施方式的高水平流程图。图2是可以用于刻蚀的等离子体处理室的示意图。图3A-B描绘了计算机系统，其适于实现本专利技术的实施方式中使用的控制器。图4A-H是根据本专利技术的一个实施方式处理过的堆栈的示意图。具体实施例方式现在参考附图中所示的一些优选实施方式对本专利技术进行详细描述。在下面的描述中，列举了许多具体细节以提供对本专利技术的彻底理解。然而，显然，对本领域的技术人员来说，无需这些具体细节中的一些或全部本专利技术仍然能够实施。在其他情况下，没有对熟知的工艺步骤和/或结构进行详细描述，以免不必要地模糊本专利技术。为了便于理解，图1是本专利技术的一个实施方式中使用的工艺的高水平流程图。在硅层上方形成硬掩模层(步骤100)。该硅层可以是多晶硅、晶体硅(比如硅晶片)、非晶硅或任何其它类型的娃。该娃层一般是纯净娃，其可以有掺杂物。在该硬掩模层上方形成底部防反射涂覆(BARC)层(步骤110)。该底部防反射涂覆层是可选的。在另一个实施方式中，不使用该底部防反射涂覆层。在该底部防反射涂覆层上方形成光刻胶层(步骤120)。该光刻胶层是由特征组成的，该特征最终会被刻蚀入该硅层。在处理室中放置堆栈，其包括该硅层、该硬掩模层、该底部防反射涂覆层和该光刻胶层(步骤130)。使用打开气体打开该底部防反射涂覆层(步骤140)。此工艺涉及等离子体刻蚀该底部防反射涂覆层以将该光刻胶层中限定的特征转移到该底部防反射涂覆层中。然后使用打开气体打开该硬掩模层(步骤150)。此工艺涉及等离子体刻蚀该硬掩模层以将该光刻胶层中限定的特征转移到该硬掩模层中。除去或剥离剩余的光刻胶层和底部防反射涂覆层(步骤140)。在一个实施方式中，在打开该硬掩模层之后马上或在短时间内，使用用氧化化学物质的低偏置功率工艺来剥离剩余的光刻胶和底部防反射涂覆层。剥离气体可以包含02、N2、或H2，并可以有卤素添加物。该打开该底部防反射涂覆层和该硬掩模层(步骤140和150)和该剥离该光刻胶层和该底部防反射涂覆层(步骤160)是在同一个等离子体室中原地执行的。然后，从该室除去具有该硅层和该打开的硬掩模层的堆栈(步骤170)。现在该硅层准备完毕，可以使用该硬掩模层图案化了。在一个实施方式中，具有该硅层和该打开的硬掩模层的堆栈被放在另一个等离子体处理室中。然后将该特征刻蚀入该硅层以限定活动区域(步骤180)。然后完全除去该硬掩模(步骤190)。图2是可以用于实施本专利技术的等离子体反应器的示意图。在本专利技术的一个或多个实施方式中，等离子体反应器200包含顶部中心电极206、顶部外围电极204、底部中心电极208和底部外围电极210，均在室壁250中。顶部绝缘体环207将该顶部中心电极206与该顶部外围电极204隔尚。底部绝缘体环212将该底部中心电极208与该底部外围电极210隔离。也是在等离子体反应器200中，基片280被置于该底部中心电极208的顶部。可选地，该底部中心电极208结合合适的基片卡持机构(也就说，静电、机械夹持等)以固定该基片 280。气体源224连接于该等离子体反应器200并向该等离子体反应器200的等离子体区域240中供应打开和剥离气体。在这个实施例中，该气体源224包含打开气体源264和剥离气体源268。该打开气体源264供应用于打开该硬掩模层的气体。该剥离气体源268供应用于在打开该掩模层之后剥离或除去该硬掩模层上剩余的光刻胶层的气体。高频RF源252和低频RF源254通过控制器235电气连接于该等离子体反应器200以向该电极204、206、208和210提供能量。该高频RF源252产生高频RF能量并将该高频RF能量供应到该等离子体反应器200。优选地，该高频RF能量具有大于或等于20兆赫(MHz)的频率。更优选地，该高频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用在硅层中刻蚀特征的方法制造的半导体器件,包括:在该硅层上方形成硬掩模层，其中该硬掩模层是以硅为基底的，其中该形成硬掩模层包含：在该硅层上方形成第一层，其中该第一层是Si3N4；以及在该第一层上方形成第二层，其中该第二层是SiO2；在该硬掩模层上方形成光刻胶层；打开该硬掩模层；以及剥离该光刻胶层，包含提供剥离气体；通过提供频率大于或等于27MHz的高频RF能量和频率小于20MHz的低频RF能量用该剥离气体形成等离子体，其中该低频RF能量的功率小于50瓦；以及当剥离该光刻胶层后，停止该剥离气体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵尚俊，汤姆·崔，韩太竣，姜肖恩，波罗跋枷罗·卡帕拉达苏，严必明，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：