[发明专利]用于横向裁剪硬掩模的方法

说明书

本文中的技术包括用于聚合碳氟化合物等离子体中的介电质的可控的横向蚀刻的方法。方法可以包括使用作为硅蚀刻处理的一部分的掩模裁剪步骤的介电叠加蚀刻。对于介电掩模裁剪使用碳氟化合物提供数个优点，例如施加直接以及向工艺流程提供额外的灵活性。由此，本文中的技术提供了修改或调整硬掩模上的CD的方法。通常，该技术可以包括使用氟基和碳氟化合物基、或氟代烃基化学品用于产生等离子体以及控制两种化学品的比例。在没有本文中公开的硬掩模裁剪方法的情况下，如果硬掩模CD不精确，则晶片被废弃。在具有如本文中公开的硅蚀刻中的硬掩模裁剪能力的情况下，可以对给定CD重新定目标以去除晶片废弃物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年8月27日提交的题为“Method for Laterally Trimming aHardmask”的美国临时专利申请第61/870,546号的权益，其全部内容通过引用并入本文中。

背景技术

本发明涉及等离子体处理，并且具体地，涉及使用等离子体的产物来蚀刻基片。

发明内容

半导体制造涉及在基片中制作部件图案。该图案通常使用光刻技术来制作。光刻技术涉及在光刻胶中制作潜式图案；使潜式图案显影成为凸纹图案；以及接着将凸纹图案转移至一个或更多个下面的层中，以制作硬掩模、介电膜、或可以耐久或牺牲的各种结构。将凸纹图案转移至下面的层中可以通过蚀刻技术来实现。如果给定得到的硬掩模具有关键尺寸(critical dimension，CD)过大的线或部件，则相应的基片(晶片)不可用并且通常被废弃。由过大的硬掩模CD所产生的这样的晶片损失会是巨大的损失。

本文中的技术提供了修改或调整硬掩模上不满足特定值的CD的方法。本文中的技术提供了缩小硬掩模尺寸以防止晶片变得不可用的方法。具体地，本文中的技术提供了横向蚀刻介电硬掩模以落在可用于后续制造的特定CD内的方法。技术包括改变突破蚀刻或主要蚀刻中的化学品以调整CD。这可以裁剪掉介电硬掩模的相当大部分例如高达6nm或更多。例如，该技术可以将结构的关键尺寸或尺寸从约36nm减小至约30nm。

在处理等离子体时改变碳与氟(C/F)的原子比使得能够对介电掩模侧壁进行保护性的聚合物厚度控制。控制该比使得精确横向蚀刻该结构(即，“裁剪”引入的掩模)成为可能。可以通过调整分子结构中具有不同C:F比的两个或数个前驱体的流量来控制等离子体中的C/F比。

本文中的方法的一个益处是输出的关键尺寸(CD)可以被独立控制，而无需在光刻和硬掩模开口(Hard Mask Opening,HMO)处理中调整。本文中的部件可以显著简化过程优化并且减少工艺开发时间。

本文中的方法包括用于“介电Si”叠加蚀刻的新的蚀刻方案，该“介电Si”叠加蚀刻包括作为Si蚀刻处理的一部分的掩模裁剪步骤。由此，本文中的技术可以提供一体化解决方案。对于介电掩模裁剪使用碳氟化合物混合物提供了数个优点，例如施加直接并且向工艺流程赋予额外的灵活性。在没有本文中公开的硬掩模裁剪方法的情况下，如果硬掩模CD不精确，则晶片被废弃。在具有如本文中公开的硅蚀刻中的硬掩模裁剪能力的情况下，可以对给定CD重新定目标以去除晶片废弃物。例如，如果硬掩模开口处理工具可以仅针对被识别为宽(过宽)的特定CD制作良好的轮廓，则可以通过执行本文中的技术来使该宽的CD变窄。

一个示例性实施方式包括在基片上蚀刻部件的方法。这样的方法可以包括将基片布置在等离子体处理系统中的基片保持器上。基片具有限定使下面的基片暴露的开口的图案化硬掩模。图案化硬掩模具有关键尺寸(CD)大于目标部件的预定特定关键尺寸的部件。使蚀刻工艺气体流入等离子体处理系统中。蚀刻工艺气体包括含氟气体。将钝化工艺气体流入等离子体处理系统中。钝化工艺气体包括碳氟化合物。从蚀刻工艺气体和钝化工艺气体形成等离子体，以使得基片暴露于等离子体。通过控制蚀刻工艺气体与钝化工艺气体的比例，以及通过控制等离子体处理系统中的电极偏压，使用等离子体的产物来横向蚀刻硬掩模的侧壁。