[发明专利]具有减小的线条边缘粗糙度的蚀刻特征

说明书

本申请是申请号为200680038623.1、申请日为2006年8月1日、发明名称为“具有减小的线条边缘粗糙度的蚀刻特征”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体器件的形成。

背景技术

在半导体晶片处理过程中，使用公知的图案化和蚀刻处理工艺在晶片中限定半导体器件特征。在这些处理工艺中，光刻胶（PR）材料沉积在该晶片上，然后暴露于由中间掩模过滤的光线。该中间掩模通常为图案化为具有模版特征几何形状的玻璃板，该几何形状阻止光线透过该中间掩模传播。

在通过中间掩模后，光线接触该光刻胶材料的表面。该光线改变该光刻胶材料的化学组成，从而显影剂可去除该光刻胶材料的一部分。在正光刻胶材料的情况，去除暴露的区域，而在负光刻胶材料的情况，去除非暴露的区域。之后，蚀刻该晶片，以从该不再受该光刻胶材料保护的区域去除该下层的材料，并由此限定该晶片内需要的特征。

该处理工艺的一个问题是具有小宽度的显微光刻胶结构很可能在处理中改变形状。该变形可转移到被蚀刻的膜内，产生蚀刻结构，其偏离预期的形状、尺寸或粗糙度。这些感应蚀刻（etch-induced）光刻胶变换可以分类成组，如线条边缘粗化（line edge roughening）、表面粗化（surface roughening）以及线条波动（line wiggling）。线条边缘粗糙度（LER）指当该图案从光刻胶向该下层的膜传递时，该图案化线条的边缘变得更加不规则。

发明内容

为获得前述以及根据本发明的目的，提供一种用于在层中形成具有减小的线条边缘粗化的特征的方法。光刻胶层形成在该层之上。图案化该光刻胶层，以形成具有光刻胶侧壁的光刻胶特征。厚度小于100nm的侧壁层通过执行多个循环形成在该光刻胶特征的侧壁上。每个循环包括在该光刻胶层上沉积层，其中该沉积层的厚度在单层（monolayer）到20nm之间。穿过该光刻胶特征将特征蚀刻入该层。剥除该光刻胶层和侧壁层。

在该发明的另一个表现形式中，提供一种用于在蚀刻层中形成具有减小的线条边缘粗化的特征的方法。在该蚀刻层上形成图案化光刻胶层，以形成光刻胶侧壁的光刻胶特征。在该光刻胶特征的侧壁上形成厚度小于100nm的侧壁层，包括执行多个循环。每个循环包括在该光刻胶层上沉积层，其中该沉积层的厚度在单层到20nm之间，并且回蚀（etching back）该沉积层以去除沉积层在该光刻胶特征底部上形成的部分，而留下侧壁层。穿过该光刻胶特征将特征蚀刻入该蚀刻层。剥除该光刻胶层和侧壁层，其中在该光刻胶层上沉积该层，在单一等离子室原地完成回蚀、蚀刻特征以及剥除。

将在本发明下面的详细描述中结合下列附图更详细地描述本发明的这些和其它特征。

附图说明

在附图的图形中，本发明作为示例而不是作为限制来说明，并且其中相同的参考标号指代相同的元件，以及其中：

图1是可用在本发明实施方式中的工艺的高层流程图；

图2A-D是根据本发明的实施方式处理的堆栈的横截面示意图；

图3在光刻胶特征的侧壁上沉积层以减小CD的步骤的更详细的流程图；

图4是可用于实施本发明的等离子处理室的示意图；

图5A-B说明了适于实现用于本发明的实施方式的控制器的计算机系统；

图6A-B是根据本发明的实施方式处理的堆栈的横截面示意图。

具体实施方式

现结合附图及数个优选实施方式详细描述本发明。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员来说，显然，本发明可不利用这些具体细节中的一些或全部来实施。在有的情况下，公知的工艺步骤和/或结构没有详细描述，以免不必要地混淆本发明。