利用混合模式脉冲的蚀刻制造技术

本发明专利技术涉及利用混合模式脉冲的蚀刻。本发明专利技术提供了一种用于蚀刻被设置在具有特征的图案化有机掩模下面的介电层的方法，其中在一些有机掩模特征的底部有硬掩模。蚀刻气体被提供。所述蚀刻气体被形成为等离子体。具有2和60MHz之间的频率的偏置RF被提供，这提供了具有10Hz和1kHz之间的脉冲频率的脉冲偏置，其中所述脉冲偏置相对于所述介电层在所述有机掩模的顶上选择性地施加。

【技术实现步骤摘要】
利用混合模式脉冲的蚀刻
本专利技术涉及在半导体晶片上形成半导体器件的方法。更具体地，本专利技术涉及相对于有机掩模和硬掩模选择性地蚀刻介电层。
技术介绍
在形成半导体器件时，一些器件可通过相对于有机掩模和硬掩模选择性地蚀刻蚀刻层而被形成。
技术实现思路
为了实现前述操作且根据本专利技术的目的，提供了一种用于蚀刻被设置在具有特征的图案化有机掩模下面的介电层的方法，其中在一些有机掩模特征的底部有硬掩模。蚀刻气体被提供。所述蚀刻气体被形成为等离子体。具有2和60MHz之间的频率的偏置RF被提供，该偏置RF提供了具有IOHz和IkHz之间的脉冲频率的脉冲偏置，其中所述脉冲偏置相对于所述介电层在所述有机掩模的顶上选择性地施加。在本专利技术的另一实施方式中，提供了一种用于蚀刻被设置在具有特征的图案化有机掩模下面的介电层的方法，其中在一些有机掩模特征的底部有硬掩模，该方法包括多个周期。每个周期包括相对于所述介电层在所述图案化有机掩模的顶上选择性地沉积以及相对于所述图案化有机掩模和硬掩模选择性地蚀刻所述介电层。下面在本专利技术的【具体实施方式】部分中，且结合附图，会对本专利技术的这些及其它特征进行更详细的描述。【附图说明】在附图中，以实施例的方式而非以限制的方式对本专利技术进行说明，且其中类似的参考数字指代类似的元素，其中:图1是本专利技术的实施方式的流程图。图2A-C是根据本专利技术的实施方式的堆层蚀刻(stack etch)的示意性剖视图。图3是可被用在本专利技术的实施方式中的等离子体处理室的示意性视图。图4是可在实施本专利技术时使用的计算机系统的示意性视图。图5是选择性掩模沉积阶段的更详细流程图。图6是选择性蚀刻层蚀刻阶段的更详细流程图。【具体实施方式】现在将参考本专利技术的如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，许多具体细节被陈述以便提供对本专利技术的透彻理解。但显而易见的是，对本领域技术人员而言，本专利技术可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下被实施。另一方面，公知的工艺步骤和/或结构不会被详细描述以避免不必要地模糊本专利技术。在半导体器件的形成过程中，比如在FinFET间隔器(spacer)的形成过程中，理想的是相对于有机掩模(比如光刻胶)和硬掩模(比如氮化硅(SiN))来蚀刻介电层(比如氧化硅)。在其它半导体工艺中，理想的是蚀刻被设置在具有特征的图案化有机掩模下面的蚀刻层，其中硬掩模被形成在一些有机掩模特征的底部上。图1是本专利技术的实施方式的高阶流程图。在该实施方式中，伴有蚀刻层和硬掩模的衬底被放置在蚀刻室中(步骤104)，该蚀刻层被设置在具有特征的图案化有机掩模的下面，该硬掩模位于图案化有机掩模的特征的底部。由该蚀刻室提供脉冲偏置选择性蚀刻(步骤108)，其中该脉冲偏置选择性蚀刻(步骤108)包括多个周期，其中每个周期包括选择性掩模沉积阶段(步骤112)和选择性蚀刻层蚀刻阶段(步骤116)。从该蚀刻室移除该衬底(步骤 120)。 实施例 具有有机掩模和硬掩模的蚀刻层在本专利技术的优选实施方式中，伴有蚀刻层和硬掩模的衬底被放置在蚀刻室中(步骤104)，该蚀刻层被设置在具有特征的图案化有机掩模的下面，该硬掩模位于图案化有机掩模的特征的底部。图2A是具有衬底204的堆层(stack) 200的示意性剖视图，其中蚀刻停止层208被设置在蚀刻层212下面，蚀刻层212被设置在具有有机掩模特征220的有机掩模216下面。在一些有机掩模特征的底部是硬掩模224。在该实施例中，可在衬底204和蚀刻停止层208之间、或者在蚀刻停止层208和蚀刻层212之间、或者在蚀刻层212和有机掩模216或硬掩模224之间设置一或多个层。在该实施例中，有机掩模216是光刻胶,硬掩模224是氮化钛(TiN)，而蚀刻层212是氧化硅(SiO)。图3示意性地示出了可被用在本专利技术一实施方式中的等离子体处理系统300的实施例。等离子体处理系统300包括等离子体反应器302，等离子体反应器302中具有由室壁350限定的等离子体处理室304。由匹配网络308调谐的等离子体电源306供应功率给位于功率窗312附近的TCP线圈310，TCP线圈310将功率提供给等离子体处理室304以在等离子体处理室304中产生等离子体314。TCP线圈(上功率源)310可被配置来在处理室304内产生均匀的扩散轮廓(profile)。例如，TCP线圈310可被配置来生成等离子体314中的环形(toroidal)功率分布。功率窗312被提供来分开TCP线圈310和等离子体处理室304，同时允许能量从TCP线圈310传递到等离子体处理室304。由匹配网络318调谐的晶片偏压电源316提供功率给电极320以在硅衬底204上设置偏压，衬底204由电极320支撑，使得该实施方式中的电极320亦是衬底支撑件。脉冲控制器352使偏压被施加脉冲。脉冲控制器352可以在匹配网络318和衬底支撑件之间、或者在偏压电源316和匹配网络318之间、或者在控制器324和偏压电源316之间或者为一些其它配置从而使偏压被施加脉冲。控制器324为等离子体电源306和晶片偏压电源316的设置点(point)。等离子体电源306和晶片偏压电源316可被配置为以具体的射频运行，比如，举例来说，13.56MHz、27MHz、2MHz、400kHz、或其组合的射频。等离子体电源306和晶片偏压电源316可适当地设计以供应一定范围的功率从而达到希望的工艺性能。例如，在本专利技术的一实施方式中，等离子体电源306可供应300至10000瓦特范围内的功率，而晶片偏压电源316可供应10至2000V范围内的偏压。另外，TCP线圈310和/或电极320可包括两或更多子线圈或子电极，子线圈或子电极可由单个电源供电或者由多个电源供电。如图3中所示，等离子体处理系统300进一步包括气源/气体供应机构330。气源包括第一组分气源332、第二组分气源334，且可选地包括附加组分气源336。下面将讨论各种组分气体。气源332、334和336通过进气口 340与处理室304流体连接。进气口可位于处理室304中的任何有利位置，且可采用任何形式来注入气体。但是，优选地，进气口可被构造为产生“可调节的”气体注入轮廓，这使得能独立调节至处理室304中的多个区域的各个气体流。通过压力控制阀342和泵344从室304移除工艺气体和副产品，压力控制阀342是调压器，泵344也用于维持等离子体处理室304内的特定压强且亦提供出气口。气源/气体供应机构330由控制器324控制。Lam Research Corporation (朗姆研究公司)的Kiyo系统可被用来实施本专利技术的实施方式。图4是示出计算机系统400的高阶框图，计算机系统400适用于实现在本专利技术的实施方式中使用的控制器324。计算机系统可具有许多物理形态，从集成电路、印刷电路板和小型手持设备直到巨型超级计算机。计算机系统400包括一或多个处理器402，且进一步可包括电子显示设备404 (用于显示图形、文本和其它数据)、主存储器406 (例如，随机访问存储器(RAM))、存储设备408 (例如，硬盘驱动器)、可移动存储设备410 (例如，光盘驱动器)、用户接口设备412 (例如，键盘、触摸屏、小键盘、鼠标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蚀刻被设置在具有特征的图案化有机掩模下面的介电层的方法，其中在一些所述有机掩模特征的底部有硬掩模，所述方法包括：提供蚀刻气体；使所述蚀刻气体形成为等离子体；以及提供具有2和60MHz之间的频率的偏置RF，该偏置RF提供具有10Hz和1kHz之间的脉冲频率的脉冲偏置，其中所述脉冲偏置相对于所述介电层在所述有机掩模的顶上选择性地施加。

【技术特征摘要】
2012.08.15 US 13/586,7931.一种用于蚀刻被设置在具有特征的图案化有机掩模下面的介电层的方法，其中在一些所述有机掩模特征的底部有硬掩模，所述方法包括: 提供蚀刻气体； 使所述蚀刻气体形成为等离子体；以及 提供具有2和60MHz之间的频率的偏置RF，该偏置RF提供具有IOHz和IkHz之间的脉冲频率的脉冲偏置，其中所述脉冲偏置相对于所述介电层在所述有机掩模的顶上选择性地施加。2.如权利要求1中所述的方法，其进一步包括调制所述脉冲偏置的工作周期频率。3.如权利要求2中所述的方法，其进一步包括调制所述蚀刻气体持续多个周期，其中每个周期包括: 提供第一气体； 停止所述第一气体； 提供第二气体；以及 停止所述第二气体。4.如权利要求3中所述的方法，其中所述脉冲偏置进一步相对于所述介电层在所述硬掩模的顶上选择性地施加。5.如权利要求4中所述的方法，其中所述偏置被施加脉冲达至少100个周期。6.如权利要求5中所述的方法，其中所述第一气体包括氟碳化合物。7.如权利要求6中所述的方法，其中所述介电层是基于氧化硅的层。8.如权利要求7中所述的方法，其中所述硬掩模是含金属或氮化物的层。9.如权利要求2中所述的方法，其中所述脉冲偏置进一步相对于所述介电层在所述硬掩模的顶上选...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟青华，李思议，阿曼·基拉科相，周益峰，拉姆库玛·温纳科塔，郭明书，斯里坎思·拉加万，木村吉江，金太元，高里·卡马尔斯，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：