用于集成电路图案化的方法技术

本发明专利技术提供了一种图案化衬底的方法。该方法包括图案化形成在衬底上方的光刻胶层以生成光刻胶图案，以及利用离子束来处理该光刻胶图案。离子束由诸如CH

【技术实现步骤摘要】
用于集成电路图案化的方法本申请是于2015年08月26日提交的申请号为201510530950.X的名称为“用于集成电路图案化的方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2014年8月28日提交的名称为“MethodforIntegratedCircuitPatterning”的第62/042，898号美国临时专利申请的权益，其全部内容结合于此作为参考。
本专利技术一般地涉及半导体
，更具体地，涉及集成电路的图案化方法。
技术介绍
半导体集成电路(IC)工业经历了快速发展。IC材料和设计的技术进步产生了数代IC，其中，每代IC都具有比先前一代IC更小且更复杂的电路。在IC演进过程中，功能密度(即，每芯片面积中互连器件的数量)通常已经增加，同时几何尺寸(即，可使用制造工艺创建的最小组件(或线))已经减小。这种按比例缩小工艺通常通过增加生产效率和降低相关成本来提供益处。这样的按比例缩小也已经增大了加工和制造IC的复杂程度，并且为了实现这些进步，需要IC加工和制造中的类似发展。例如，光刻是IC制造中经常使用的技术，用于将IC设计转移至半导体衬底。通常的光刻工艺包括在衬底上方涂覆抗蚀剂(或光刻胶)，将光刻胶暴露于诸如深紫外(DUV)射线或极紫外(EUV)射线的辐射，以及显影并部分地剥离光刻胶以在衬底上方保留图案化的光刻胶。然后，图案化的光刻胶用于形成IC过程中的随后的蚀刻工艺。在这种蚀刻工艺期间，诸如临界尺寸(CD)、线宽粗糙度(LWR)和线边缘粗糙度(LER)的图案化的光刻胶的一些特征会转移至诸如晶体管栅极的最终IC部件。随着IC器件尺寸的减小，晶体管栅极(以及其他IC部件)的CD、LWR和/或LER被视为主要关注的问题。因此，通常希望光刻工艺中的进步能够满足半导体不断小型化的需要。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种图案化衬底的方法，所述方法包括：图案化形成在所述衬底上方的光刻胶层，以生成光刻胶图案；利用离子束来处理所述光刻胶图案，以生成被处理的光刻胶图案，其中，利用第一气体生成所述离子束，并且所述离子束以至少10°的倾斜角度被引导至所述光刻胶图案；以及利用所述被处理的光刻胶图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述衬底。在该方法中，所述离子束以一致的扭转角度被引导至所述光刻胶图案。在该方法中，所述离子束以具有约－50°至约50°的单峰分布的扭转角度被引导至所述光刻胶图案。在该方法中，所述离子束以具有双峰分布的扭转角度被引导至所述光刻胶图案。在该方法中，所述双峰分布在约12.5°处具有一个离子能量峰值并在约－12.5°处具有另一离子能量峰值。在该方法中，所述第一气体是Ar，并且提供离子能量为约1.0kV至约3.5kV和离子剂量为约1×e16ions/cm2至约10×e16ions/cm2的所述离子束。在该方法中，所述第一气体是He，并且提供离子能量为约1kV至约5kV和离子剂量为约1×e16ions/cm2至约10×e16ions/cm2的所述离子束。在该方法中，所述第一气体是SiH4，并且提供离子能量为约2kV至约5kV和离子剂量为约0.5×e16ions/cm2至约3×e16ions/cm2的所述离子束。在该方法中，所述第一气体是CH4，并且提供离子能量为约1kV至约5kV和离子剂量为约1×e16ions/cm2至约6×e16ions/cm2的所述离子束。在该方法中，所述第一气体是以下气体中的一种：CH4、SiH4、Ar、He、O2、N2、CO2和它们的组合。根据本专利技术的另一方面，提供了一种图案化衬底上方的蚀刻层的方法，所述方法包括：在所述蚀刻层上方形成光刻胶层；图案化所述光刻胶层，以生成图案化的光刻胶层；对所述图案化的光刻胶层执行离子注入，以生成被处理的图案化的光刻胶层，其中，执行离子注入包括：提供含CH4、SiH4、Ar或He的处理气体；由所述处理气体生成离子束；和引导所述离子束以倾斜角度入射到所述衬底上；以及利用所述被处理的图案化的光刻胶层作为蚀刻掩模来蚀刻所述蚀刻层。在该方法中，所述离子束具有至少0.5×e16ions/cm2的离子剂量。在该方法中，所述倾斜角度为至少10°。在该方法中，所述离子束以一致的扭转角度入射到所述衬底上。在该方法中，所述离子束以具有单峰分布的扭转角度被引导入射到所述衬底上。在该方法中，所述离子束以具有双峰分布的扭转角度被引导入射到所述衬底上。根据本专利技术的又一方面，提供了一种形成集成电路的方法，所述方法包括：图案化衬底上方的材料层，以生成图案化的材料层；利用由CH4、SiH4、Ar和He中的一种所生成的离子束来处理所述图案化的材料层，并且所述离子束以大于10°的倾斜角度被引导入射到所述衬底上，以生成被处理的图案化的材料层；以及利用所述被处理的图案化的材料层来蚀刻所述衬底。在该方法中，所述材料层是光刻胶层。在该方法中，所述材料层是含硅的抗反射涂覆(ARC)层。在该方法中，所述材料层包含硅、碳和氧。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本专利技术的各方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。图1是用于执行本专利技术的一个或多个实施例的在衬底上形成目标图案或器件的方法的流程图。图2至图4、图7、图9和图11示出了根据一些实施例的根据图1的方法形成目标图案的立体图。图5和图6示出了图案化的光刻胶层的边缘粗糙度、宽粗糙度和临界尺寸。图8示出了根据实施例的根据图1的方法离子束入射衬底的倾斜角度和扭转角度。图10和图12示出了根据实施例的根据图1的方法离子束的示例性的扭转角度分布。图13至图17是根据实施例的来自根据图1的方法实施的实验室试验的图像和数据。具体实施方式以下公开内容提供了许多不同实施例或实例，用于实现所提供主题的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成附加的部件使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。另外，本专利技术可以在各个实例中重复参考标号和/或字符。这种重复是为了简化和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在…之下”、“在…下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除图中所示的方位之外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空间关系描述符可同样地作相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图案化衬底的方法，所述方法包括：/n图案化形成在所述衬底上方的光刻胶层，以生成包括线图案的光刻胶图案；/n利用离子束来处理所述光刻胶图案，以生成被处理的光刻胶图案，其中，利用第一气体生成所述离子束，并且所述离子束以至少10°的不同的倾斜角度被引导至所述光刻胶图案，其中，所述离子束以扭转角度为90°的方式平行于所述线图案，其中，所述离子束的扭转角度是第一平面和第二平面之间的角度，所述第一平面包含离子束和垂直于所述光刻胶层的顶面的第一轴，并且第二平面包含所述第一轴和沿所述光刻胶图案的宽度方向的第二轴，其中，所述倾斜角度是所述离子束与所述第一轴之间的角度；以及/n利用所述被处理的光刻胶图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述衬底。/n

【技术特征摘要】
20140828 US 62/042,898;20150311 US 14/645,0471.一种图案化衬底的方法，所述方法包括：
图案化形成在所述衬底上方的光刻胶层，以生成包括线图案的光刻胶图案；
利用离子束来处理所述光刻胶图案，以生成被处理的光刻胶图案，其中，利用第一气体生成所述离子束，并且所述离子束以至少10°的不同的倾斜角度被引导至所述光刻胶图案，其中，所述离子束以扭转角度为90°的方式平行于所述线图案，其中，所述离子束的扭转角度是第一平面和第二平面之间的角度，所述第一平面包含离子束和垂直于所述光刻胶层的顶面的第一轴，并且第二平面包含所述第一轴和沿所述光刻胶图案的宽度方向的第二轴，其中，所述倾斜角度是所述离子束与所述第一轴之间的角度；以及
利用所述被处理的光刻胶图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述衬底。


2.根据权利要求1所述的图案化衬底的方法，还包括，在所述光刻胶层和所述衬底之间形成抗反射涂层，在利用离子束来处理所述光刻胶图案之后，利用另一离子束处理所述抗反射涂层。


3.根据权利要求1所述的图案化衬底的方法，其中，所述离子束以具有约－50°至约50°的单峰分布的扭转角度被引导至所述光刻胶图案。


4.根据权利要求1所述的图案化衬底的方法，其中，所述离子束以具有双峰分布的扭转角度被引导至所述光刻胶图案。


5.根据权利要求4所述的图案化衬底的方法，其中，所述双峰分布在约12.5°处具有一个离子能量峰值并在约－12.5°处具有另一离子能量峰值。


6.根据权利要求1所述的图案化衬底的方法，其中，所述第一气体是Ar，并且提供离子能量为约1.0kV至约3.5kV和离子剂量为约1×e16ions/cm2至约10×e16ions/cm2的所述离子束。


7.根据权利要求1所述的图案化衬底的方法，其中，所述第一气体是He，并且提供离子能量为约1...

【专利技术属性】
技术研发人员：石志聪，游信胜，陈政宏，严涛南，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71