形成蚀刻掩模的方法技术

本发明专利技术涉及一种形成一蚀刻掩模的方法。根据本发明专利技术，提供一种形成一蚀刻掩模的方法，其包含以下步骤：在一衬底上沉积一含有硅的硬掩模膜；在所述硬掩模膜上沉积一光致抗蚀剂；图案化所述光致抗蚀剂；和使用所述光致抗蚀剂图案作为一掩模且使用一包括ＣＨ↓［ｘ］Ｆ↓［ｙ］（ｘ，ｙ＝１，２，３）气体的蚀刻气体来蚀刻所述硬掩模膜。此时，在用于１９３ｎｍ或更小波长的光致抗蚀剂图案下蚀刻所述硬掩模膜时，可使用包括ＣＨ↓［２］Ｆ↓［２］和Ｈ↓［２］气体的混合气体来增加所述硬掩模膜对光所述致抗蚀剂图案的一蚀刻选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，且更特定来说涉及一种形成具有用于对光致抗蚀剂形成薄膜图案的硬掩模的高蚀刻选择性的蚀刻掩模的方法。
技术介绍
常规来说，为形成薄膜图案，应用G线(436nm)抗蚀剂和I线(365nm)抗蚀剂或KrF(248nm)抗蚀剂，且接着通过使用掩模执行光刻工艺来形成光致抗蚀剂图案。随后，通过使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来执行蚀刻工艺从而形成薄膜图案。然而，由于设备线宽度的减小和光刻工艺的限制，目前使用ArF(193nm)抗蚀剂和具有80nm或更小的线宽度的硬掩模图案来形成具有超细线宽度的薄膜图案。图1A至1C是概念上说明使用ArF(193nm)抗蚀剂和硬掩模图案形成薄膜图案的常规方法的问题的截面图。参看图1A，将被图案化的薄膜20形成于衬底10上。硬掩模膜30和光致抗蚀剂图案40形成于薄膜20上。硬掩模膜30A由氮化硅膜制成，而光致抗蚀剂图案40由ArF抗蚀剂制成。这是因为抗蚀剂的厚度由于光刻工艺的限制而减小，使得仅仅现有的抗蚀剂不能用作有效的蚀刻阻挡层掩模。因此，硬掩模膜30形成于抗蚀剂与薄膜之间，因此将其用作为蚀刻掩模。参看图1B和1C，为将硬掩模膜30用作蚀刻掩模，通过使用ArF光致抗蚀剂图案40蚀刻硬掩模膜30来图案化硬掩模膜30。随后，通过使用经图案化的ArF光致抗蚀剂和硬掩模膜30作为蚀刻掩模执行蚀刻工艺来图案化下部薄膜。然而，因为在图案化常规硬掩模膜30时，硬掩模膜30对光致抗蚀剂图案40的蚀刻选择性较低且因此掩模膜被腐蚀，所以存在的问题是具有所需形状的硬掩模膜30的图案没有形成。氧气(O2)与以碳氟化合物为主的气体(fluorocarbon-based gas)混合的混合气体用作现有的用于蚀刻硬掩模膜30的蚀刻气体。然而，当使用上述混合气体时，用作硬掩模膜30的氮化硅膜对ArF光致抗蚀剂的蚀刻选择性在1.5∶1与4∶1之间的范围内。因此，导致的问题是当蚀刻硬掩模膜30时，光致抗蚀剂也被去除，或当蚀刻具有与光致抗蚀剂相同厚度的硬掩模膜30时，光致抗蚀剂的耐久性被混合气体削弱，且光致抗蚀剂塌陷。也就是说，应对硬掩模膜30和薄膜20图案化以使其每一者均具有与起始光致抗蚀剂图案40之间的宽度A同样的宽度，如图1A所示。然而，如上文所述，因为硬掩模膜30对光致抗蚀剂图案40的蚀刻选择性是较低的，所以当蚀刻硬掩模膜30时，光致抗蚀剂图案40也被去除。因此，形成具有大于所需宽度A的宽度B的硬掩模膜30的图案，如图1B所示。随后，在通过使用具有上述较大宽度的硬掩模膜30的图案作为蚀刻掩模执行蚀刻工艺来图案化薄膜20的情况下，导致的问题是形成具有比起始所需形状的宽度更大的宽度的薄膜图案。另外，尽管未图示，因为在硬掩模膜30的图案的蚀刻工艺中光致抗蚀剂的耐久性被削弱，所以光致抗蚀剂图案40塌陷。因此，导致的问题是下部硬掩模膜30没有被图案化，且因此不可能图案化薄膜20。
技术实现思路
因此，设想本专利技术以解决现有技术中的上述问题。本专利技术的目的是提供一种，其能够增加硬掩模膜对光致抗蚀剂膜的蚀刻选择性以用于形成193nm或更小的细线宽度，且增强硬掩模膜的蚀刻速率。根据本专利技术的一方面，提供一种，其包含以下步骤在衬底上沉积含有硅的硬掩模膜；在所述硬掩模膜上沉积光致抗蚀剂；图案化所述光致抗蚀剂；和使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模且使用包括CHxFy(x，y＝1，2，3)气体的蚀刻气体蚀刻所述硬掩模膜。优选的是所述蚀刻气体为CH2F2气体，且以10到100sccm的流动速率注入。所述蚀刻气体可进一步包含H2气体。有效的是以20到150sccm的流动速率注入H2气体。优选的是所述蚀刻气体进一步包含Ar。所述硬掩模膜可形成于氮化硅和氧化硅的至少任一者的单层或多层膜中。优选的是所述光致抗蚀剂包含ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(远紫外)抗蚀剂中的任一者。另外，所述方法优选包含以下步骤在硬掩模膜与光致抗蚀剂图案之间沉积抗反射涂层(ARC)；和在蚀刻所述硬掩模膜之前蚀刻所述ARC。根据本专利技术的另一方面，提供一种形成蚀刻掩模以蚀刻衬底上的硬掩模膜下的膜的方法，所述衬底具有含有硅的硬掩模膜且经图案化的光致抗蚀剂顺序形成于其上，所述方法包含步骤使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模且使用包括CHxFy(x，y＝1，2，3)气体的蚀刻气体蚀刻所述硬掩模膜。这里，优选的是所述蚀刻气体为CH2F2气体，且以10到100sccm的流动速率注入。所述蚀刻气体进一步包含以20到150sccm的流动速率注入的H2气体也是优选的。有效的是所述蚀刻气体进一步包含以200到800sccm的流动速率注入的Ar气体。优选的是所述光致抗蚀剂包含ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(远紫外)抗蚀剂中的任一者。另外，根据本专利技术的又一方面，提供一种形成蚀刻掩模以蚀刻衬底上的硬掩模膜下的膜的方法，所述衬底具有含有硅的硬掩模膜、ARC和且经图案化的光致抗蚀剂顺序形成于其上，所述方法包含步骤使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模蚀刻所述ARC；和使用所述光致抗蚀剂图案和ARC作为掩模且使用包括CHxFy(x，y＝1，2，3)气体的蚀刻气体来蚀刻所述硬掩模膜。此时，优选的是所述蚀刻气体为CH2F2气体，且以10到100sccm的流动速率注入。有效的是所述蚀刻气体进一步包含以20到150sccm的流动速率注入的H2气体。所述蚀刻气体进一步包含以200到800sccm的流动速率注入的Ar气体也是优选的。优选的是所述光致抗蚀剂包含ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(远紫外)抗蚀剂中的任一者。另外，根据本专利技术的又一方面，提供一种形成蚀刻掩模以蚀刻衬底上的硬掩模膜下的膜的方法，所述衬底具有含有硅的硬掩模膜、ARC且经图案化的光致抗蚀剂顺序形成于其上，所述方法包含以下步骤使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模蚀刻所述ARC；和在所述光致抗蚀剂图案的表面聚合的同时，使用所述光致抗蚀剂图案和ARC作为掩模且使用一包括CHxFy(x，y＝1，2，3)气体的蚀刻气体来蚀刻所述硬掩模膜。这里，优选的是所述蚀刻气体为CH2F2气体，且以10到100sccm的流动速率注入。另外，较优选的是所述蚀刻气体进一步包含以20到150sccm的流动速率注入的H2气体。有效的是所述光致抗蚀剂使用ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(远紫外)抗蚀剂中的任一者。附图说明从以下结合附图给出的优选实施例的描述，本专利技术的以上和其它目的、特征和优点将变得明显，其中图1A至1C是概念上说明使用ArF(193nm)抗蚀剂和硬掩模图案形成薄膜图案的常规方法的问题的截面图；图2A至2D是说明根据本专利技术实施例的形成薄膜图案的方法的截面图；图3是根据本专利技术的用于蚀刻硬掩模膜的装置的概念图；图4是说明根据CH2F2气体流动速率的改变的蚀刻速率的曲线图；图5是说明根据H2气体流动速率的改变的蚀刻速率的曲线图；图6是具有根据本专利技术实施例而蚀刻的硬掩模膜的衬底的平面照片；和图7和8是具有根据本专利技术实施例而蚀刻的硬掩模膜的衬底的截面照片。具体实施例方式下文中，将参看附图详细描述本专利技术的优选实施例。然而，本专利技术并不限于下文将揭示的实施例，而是可建构为多种不同形式。仅为了说明性目的和在所属领域的技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成蚀刻掩模的方法，其包含以下步骤：　　　　在衬底上沉积含有硅的硬掩模膜；　　　　在所述硬掩模膜上沉积光致抗蚀剂；　　　　图案化所述光致抗蚀剂；和　　　　使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模且使用包括ＣＨ↓［ｘ］Ｆ↓［ｙ］（ｘ，ｙ＝１，２，３）气体的蚀刻气体来蚀刻所述硬掩模膜。

【技术特征摘要】
KR 2005-11-2 10-2005-01045281.一种形成蚀刻掩模的方法，其包含以下步骤在衬底上沉积含有硅的硬掩模膜；在所述硬掩模膜上沉积光致抗蚀剂；图案化所述光致抗蚀剂；和使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模且使用包括CHxFy(x，y＝1，2，3)气体的蚀刻气体来蚀刻所述硬掩模膜。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻气体为CH2F2气体，且以10到100sccm的流动速率注入。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻气体进一步包含H2气体。4.根据权利要求3所述的方法，其中以20到150sccm的流动速率注入所述H2气体。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述蚀刻气体进一步包含Ar。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述硬掩模膜形成于氮化硅和/或氧化硅的至少任一者的单层或多层膜中。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述光致抗蚀剂包含ArF(193nm)、F2(157nm)和EUV(远紫外)抗蚀剂中的任一者。8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含以下步骤在所述硬掩模膜与所述光致抗蚀剂图案之间沉积抗反射涂层(ARC)；和在蚀刻所述硬掩模膜之前蚀刻所述ARC。9.一种形成蚀刻掩模以蚀刻衬底上硬掩模膜下的膜的方法，所述衬底具有顺序形成于其上的含有硅的所述硬掩模膜及经图案化的光致抗蚀剂，所述方法包含以下步骤使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模且使用包括CHxFy(x，y＝1，2，3)气体的蚀刻气体来蚀刻所述硬掩模膜。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述蚀刻气体为CH2F2气体，且以10到100sccm的流动速率注入。11.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：权奇清，李来应，朴昌基，李春熙，金德镐，
申请(专利权)人：周星工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]