TWI295815B - Method and system for treating a hard mask to improve etch characteristics - Google Patents

Description

1295815 九、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 於用ίίϊ係關於用以改善爛特性的硬遮罩之處理方法，尤開 ;用乂改貝硬遮罩表層的硬遮罩之處理方法。 pl 【先前技術】 、 r材料之======= 之驗性顯影溶液(或溶劑）將韓射敏感性材料 钱狀表面_錄駐下面·絲面。過去三 行上述材料加工方法學之光微影系統已變成體/ 支柱，Λ麵此角^_度下降至小於或_5 ^ίί的 Ρ斗光2系統之解析度（r°)決定利用此系統可做的裝置之最小 尺寸。假设已知微影常數匕，由下式得到解析度 Γ〇^]λ/ΝΑ ⑴ 於此；I為操作波長，及Μ為由下式得到的數值孔徑 NA=n*sin Θ 〇 (2) 間之耗彳4，An鱗滿祕及糊案化基板 所以，現行微影趨勢包含增加數值孔徑（職，_ M apeture)以便印刷越來越小的結構。然而，雖然增加的财 較大的解析度，投射入光敏感材料的影像焦深(d印让& f%us) 減小’導致遮罩層變薄。當光敏感層厚度減小，有圖案的光敏感 !295815 層在作為圖案蝕刻的遮罩上即會減效，亦即大部分（光敏感）遮 罩層於蝕刻期間被消耗。在蝕刻選擇性無重大改善下，單層遮罩 已不足以提供適合高解析度微影所需的微影及蝕刻特性。 單層遮罩之另一個缺點為關鍵尺寸（CD，critical dimensi〇n) 之控制。已知基板在紫外光（UV，ultraviolet)及溧紫外光（DUV， deep uitraviolet)波長之反射會由於薄膜干涉而於光敏感層中 引起駐波。在曝光期間，此干涉在光敏感層中顯現出光強度的週 期性變化，此將造成光敏感層中之垂直間隔條紋及CD喪失。

為了反抗光敏感層中之駐波效應以及提供用於隨後圖案姓刻 轉移的更厚鮮，可形成包含底部抗反射塗層（歐，b〇tt〇m antlreflective coating)之雙層或多層遮罩。MRC層包括薄吸 收層以降低薄膜干涉；然而，BARC層仍遭受數種限制，包括某程 度上由於旋轉塗佈沈積技術之不良厚度一致性。 也可使用硬遮罩來提供改良之關鍵尺寸保持。硬遮罩可為設 ，於光敏感層下以k供比單獨使用光敏感層更佳的姓刻選擇性之 氣相沉積薄膜。硬遮罩材料之此蝕刻選擇性允許使用更薄的遮 罩，其容許更大的解析度同時也容許更深的侧製程。然而，本 ，發明人已確認利用習見硬遮罩之侧選擇性及其對兹刻製程之 彈性有限，此將限制其用於具有再更小結構之未來世代裝置中。 【發明内容】 ^本叙明的一個貫施恶樣為減少或消除任何或所有上述問 題0 本發明的另-個目的為提供肋改善做彳特性的硬遮罩 之處理方法。 本發明的再另一個實施態樣為提供有機矽酸鹽 (organosilicate)層之處理方法。 2發:月的ί另一 t實施態樣為提供可調式耐蝕刻抗反射 (TERA, tunable etch resistant anti-reflactive) 之處理方法。 曰 6 !295815 本發明之此等及/或其他實施態樣可由基板上結構之製 備方法提供，包括製備具有薄臈之薄膜疊層、形成於薄膜上 的硬遮罩、及形成於硬遮罩上的光敏感材料層；於光敏感材 2層中形成圖案；轉移圖案至硬遮罩；去除該光敏感材料層； 处理硬遮罩之表層以便改質表層；及轉移圖案至薄膜。4 根據再另一個實施態樣，化學改質硬遮罩包括硬遮罩層 及硬遮罩層之化學改質表層。 、 根據再另一個實施態樣，用於處理用以蝕刻基板上薄膜中之 特徵部的硬遮罩之電漿處理系統包括：處理室、連接至製程室及 φ I來支撐基板的基板支座；用以導入處理氣體之裝置；用以形成 私聚之裝置，及連結至用以導入處理氣體之裝置及用以形成電漿 之衣置的控制态，及用來利用電漿執行製程處方以 作化學改質。 【實施方式】 如别述 硬巡皁巳被用來搭配微影結構，且其可用於嚴 格關鍵尺寸規格之剌巾。麵㈣罩可叙地分類為有機 矽酸鹽材料，且一種此類有機矽酸鹽材料為可調式耐蝕刻抗 反射（TERA，tunable etch resistant anti-reflective)

塗層、。可將此等TERA塗層製造成具有可調的折射率及消光係 數^視情況可將其沿膜厚度分級以使基板的光學性質與成像 光，感層相配合；見讓渡於萬國商業機器公司（IBM)之美國專 利第6, 316,167號。如此專利中所述，麵顧用於前段製 程(FEOL，Front-End-Of-Line)操作（如閘極形成）之微影^ 構中，其中關鍵尺寸之控制極為重要。於此等運用中，TE& 裝置節點及更小™ 然而，本案發明人已發現習見硬遮罩膜如tera 理步驟_可受損害。如上述，於材料處财法學中，U 如微影結構之圖案蝕刻一般包括施加光敏感材料之薄層（如 7 1295815 光阻）至基板的上表面，隨後將基板上表面圖案化，以便提供 於蝕刻期間用以轉移此圖案至下方硬遮罩之遮罩。一旦將圖、 案轉移至硬遮罩’通常利用含氧電㈣光敏感材料層去除， 且可，形成於硬遮罩中的圖案轉移至下方薄膜。本案發明人 已確認習見硬遮罩具有硬遮罩材料固有的蝕刻選擇性，其限 ill特定厚度硬群之侧深度。本案發日月人已發現根據本 务月之硬遮罩材料之處理，可提供硬遮罩之改良特性。 ”圖1A-1C顯示可將本發明硬遮罩層處理製程運用至其中 =刻製程。如圖1A中所示’將包含有光敏感層3與利 ^衾見微影技娜成的圖案2之雙層遮罩6形成於硬遮罩層7 ，硬遮罩層7係形成於基板5頂部的薄膜4上。如圖ΐβ中 I見，可利用硬ϋ罩7作為敍刻薄膜4之遮罩，其中 ^丨^遮罩0案2制用薄膜4的主要蝴步驟前之個& =步驟而轉移至硬遮罩7。薄膜4的主要侧步驟係示於圖 入雷—實施射，將包括含氧驗的處理氣體通 ίίΐ ίί統以便形成氧氣電漿。之後，將具有圖案化硬 酸鹽層）的基板暴露至氧氣電漿，以便處理 。於另一個實施例中，硬遮罩係於自基板 處理硬遮罩可改善硬遮罩的蝕刻特性。 弋 且右處理後的硬遮罩具有已氧化之硬化表面，苴 二有優於未處理硬遮罩的改良蝕刻選擇性。此桩

Si 深_製程。再者’本發明處理後的 ίΐ 大控制。關於此關鍵尺寸改善，本 特定二即使習見未處理的硬遮罩提供適當厚度以 等邊緣在蝕刻期間損壞，且良弹性導致此 貝衣且戒置特欲部之關鍵尺寸因此控制 1295815 不良。吾人認為根據本發明來處理硬遮罩將 案邊緣對半導體製程更具彈性，因而允許較佳之=== 制。 —於另-個實施例巾’現在參照圖2U2C及圖3，說明於 薄膜疊層中之特徵部之製造方法驗圖2A_2C顯未薄膜 結構，而圖3說明進行於圖2A-2C之薄膜疊層上之製程^ 310-380。如圖2A及圖3中所繪，將薄膜疊層2〇〇 ^ .板23〇上，其中薄膜疊層200包括步驟310中形成於^3； .上的薄膜225，步驟320中形成於薄膜225 ^^230 • 硬遮罩220上的光敏感材料層ttl膜 • ^可包括早日日石夕、办夕、摻雜石夕、氮化石夕、二氧化 ^數fk)介電質等至少其中—種。利用化學氣相沉積(c跟 chemical vapor deposition)或旋轉塗佈技術至少i中一 方法可沈積薄膜，上述方法皆為熟悉本技#者所熟知、。 犬而有機魏鹽層。例如，_罩可包括可調 式耐蝕刻抗反射（TERA，tunable anti-refleetive)塗層。 reSlstant TE=塗層包括結構式R:C:H:X，其中R係由包含轧以 赢Tl，及其組合的族群中選出，及其中X為不存在 Φ = ί ，S，及F其中之—或更多的族群中選出。ίΐ -塗層製成具備幼14〇<η<2·6〇之折及热 、、肖之消光係數之光學範圍者。或者’可將折射率及 供於讓渡予萬國商業機器公司之美國匕ί 并μ: 67號，發明名稱為「作為抗反射塗層之可調式氣相、 pprvf中，將其整個内容全部併於本文中。再者，刺田 申杜沾YfTERA塗層形成，如詳述於2003年8月21日提出 明的申請中美國專利申請案序號10/644,958，發明名稱為 1295815 「具有+可調式光學性質及㈣特性之材料的沉積方法 置」，炫將其整個内容全部併於本文中。腿^ ^學性質（如折射率），以便實質上配合下層或各層“二 貝：^，下層如無孔介電膜之折射率範圍需達到 m，及下層如多孔介電膜之折射率範圍 JL Ζ<η<Ζ· 6 〇 此:卜例如，光敏感材料層21〇可包括光阻。例如 用軌道系統可形成光敏感材制21Q。可安裝執道系統以處理 248 nm光阻、193 nm光阻、157 nm光阻、EUV光阻、（頂邱/ 底部）抗反射塗層（TARC/BARC)、及頂部塗層。例如，執^ 系統可包括市面上可講自東京威力科創有限公司（TEL，τ Elec仕on Limited)之清潔軌道ACT 8或ACT 12阻抗塗佈及 mi。其制以於基板上形成光_祕及方法已為孰 悉旋轉塗佈阻抗技術技藝者所熟知。… 一旦將光敏感材料層210形成於薄膜疊層2〇〇上，其 可利用步驟340巾之微微影所產生的圖案24〇加以圖案化， 之後利用顯影溶劑去除光敏感材料之經照射區域（如於正光 阻的情况中）、或未經照射區域（如於負阻抗的情況中）。微 微影系統可包括任何適當的習見步進式微影系統，或掃描式 微影系統。如圖2B中所示，於步驟350中利用例如乾電漿蝕 刻可將圖^ 240轉移至硬遮罩220。乾電漿侧製程可包括含 有由包含氧、氟、氯、溴、氫、及其組合的族群中選出之至 =物種的，漿化學劑。或者，電漿化學劑可更包括氮或惰 十氣體，如咼貴氣體（即氦'氖、氬、氙、氪、氡）。再或者， 所运擇之電漿化學劑在硬遮罩與光敏感材料之上方圖案化層 兩者之姓刻速率間展現高餘刻選擇性。再或者，所選擇之+ ίϊίΐ在麵塗層與下方薄膜兩者之侧速率間展現高二 擇性。一旦將圖案轉移至硬遮罩220，可利用圖案化硬 罩來轉移圖案至下方薄膜。 I295815 疮另於步驟360中，剩餘的光敏感材料210接著即利用含氧 笔漿去除。例如，藉由通入氧氣（a)可形成含氧電漿。於步 驟370中’利用含氧電漿處理硬遮罩之暴露表面，以便於硬 遮f 220中形成化學改質層250。於一個實施例中，同時去除 光破感材料層及處理硬遮罩表層。或者’於光敏感材料層去 ，後再處理硬遮罩表層。例如，如上述，用以去除光敏感材 料。及處理巧遮罩的處理製程可包括在基板支座之溫度範圍為 20°C至400°C下，將各層暴露至含氧電漿達2〇至14〇〇秒。例 如，可將具有厚度大約1000A的硬遮罩之基板於基板支座溫 度250°C下暴露至氧氣電漿達6〇秒，以便去除剩餘的光敏感 材料層，之後於基板支座溫度25(rc下暴露至氧氣電漿達12“〇 ，（即200%「過度處理」），以便形成具有厚度範圍自1〇A (即 4分處理）至1〇_ (即完全處理）的化學改質層。另外，例 =，若將基板支座溫度降低（如由咖。c)，則可增加暴露時 慢的製程。此外，例如，可將光敏感材料於基板 座/皿度自20C至40(TC下暴露至氧氣電漿達1〇秒至2〇〇 層於基板支架溫度自2_魏下暴露 至乳軋電漿達10秒至1200秒。 步驟中’彻例如乾電雜刻，將硬遮罩 當钱刻氧化物介電膜如氧化石夕Γ二中=石=機 ΪΪΓ；' C5Fs ^ C3Fe ^ QFe ^ CF4 4其中至少一者，及惰性氣體、氧、或c 此外，例如，當蝕刻有機低k介恭 & ,二、中 者 氟石炭化物氣體、含氮氣體、含氫H虫巧f組成可包括 -者。選擇性侧介電膜(如前述含乳氣體其中至少 刻製程技藝之人士所熟知。 者)之技術已為熟悉介電钱 1295815 於本發明的再另一個實施例中，現 圖 ，薄膜疊層中特徵部之製備方法。如圖财^至 ，製備於基板440上，其中薄膜疊層400包括形成於 St 上的聚石夕膜435 ’形成於聚石夕臈435上的摻^石夕膜 ，形成於摻雜矽膜430上的氮化矽膜425，形成於筇仆矽 420 I 一圖案已形成於光敏感材料層410中，圖宰即棘轉 =及下方的氮卿25。之後，將光敏感 去除’及處理硬遮罩420的表層，以便形成化學改質^45〇。 齡 If關於本發明硬遮罩處理製程之蝕刻製程、S灰化f 將：理製程於電漿處理系統中進行。可將製程進行於;^ 冋电水處理糸統中，或於不同電漿處理系統中。 、 如’圖5代表例示電漿處理系統！，可用其來實現本發 10 ΐΓΐ此圖中可見，電漿處理系、统1包括電漿處理室 12及雷^^電5装處理室1 〇之診斷系統12、及連結至診斷系統 蝕^^?^0之控制器14。安裝控制器14來執行包括 二$^化衣程之其中至少—者之製程處方。此外，安 =接收來自診斷系統12之至少—個終點信號及 > &= 信號，續準確地決定製程的終點。於 ί例中，圖5所_電漿處理系統1利用電聚來進 仃材枓處理。電漿處理系統丨可包括蝕刻室，或灰化室。 ^齡於圖6中的實施例，根據本發明使_電聚處理 可包括電漿處理室1G、基板支座2G(將待處理的基板 释:a4疋於其上）、及真空泵浦系統3〇。基板25可為例如半導 • ς，、晶1]或液晶顯示板。電漿處理室1G可用來例如促進 二，產生於相鄰於基板25表面之製程空間15中。將可離子 匕，體或氣體混合物經由氣體注射系統（如氣體注射管 體注射噴氣頭）導人並調整製程壓力。例如，可使用控 1義構（未圖示）來調節真空泵浦系統3〇。可使用電漿來產 12 1295815 生預定材料製程專用的材料，及/或幫助自基板25的暴露表 面去除材料。電漿處理系統la可用來處理2〇〇咖、3〇〇咖 或更大之基板。 例如，基板25可經由靜電夾持系統而固定至基板支座 20。再者’例如基板支座20可更包括冷卻系統，該冷卻系統 包括接收來自基板支座2〇的熱及將熱傳送至熱交換系統（未 圖示）、或在加熱時自熱交換系統傳送熱之再循環冷劑流。 者’例如’可將氣體經由背部氣體系統傳遞至基板25的背部， =改善基板25及基板支座20之間的氣體—間隙熱傳導。春 基板的溫度需要控制於較高或較低的溫度時，可利用此$ ^例如’背部氣體純可包括兩區域氣體分布系統，/中 乱氣間隙壓力可於基板25的中心及邊緣之間獨立地變化。、於 ΐ 一Ϊΐ施例中’可將加熱/冷卻元件（如熱電阻元件，或電 二加…盗/冷卻器）包含於基板支座2〇、以及 室 的室壁與賴處理純la_任何其他組件中w里至10

RF 系統可當作活性離子I虫刻. 哭來择作，苴中卢押t (R E ctlve 10n etch)反應 pp ^ /、，免里至及上方氣體注射電極係作為接地面。 〇.1順z至100 MHz。用於電漿 處理之RF綠已為縣本技藝者所熟知。 或者，將RF電力以多重頻率施加至 阻抗，配網路5G之伽為藉由降低反射功率來改1至ίί产 Γ型T〇:|fi二電力傳送。匹 賴者所熟知。 K統30可包括抽吸速度可高達每秒5000 13 1295815 升（或以上）之渦輪分子真空泵浦（TMP，turb〇—m〇lecuiar vacuum pump)及用以調節室壓的閘閥。於用於乾電漿蝕刻的 習見電漿處理裝置中，通常使用每秒1〇〇〇至3〇〇〇升TM{^tmp 有用於低壓處理，通常小於50 mTorr。對於高壓處理（即大 於100 mTorr)，可使用機械推進泵浦及乾粗抽泵浦。再者， 可將用以監啦壓的裝置（未圖示）連結至電漿處理室1〇。 ^t ’塵]量裝置可為市面上可購自MKS儀器公司（Andover， ΜΑ)之628B型Baratron絕對電容壓力計。 射^!!器14包括微處理器、記憶體、及數位輸入/輸出埠， •f人/輸出埠能夠產生足以傳達及啟動輸人至電_ _ ma之控制電I ’以及監測來自電漿處理系统ia献 ί 50#- ^ 40 ^ 讀/射錢（未目示）、真妓射 )、及/或靜電夾持系統（未圖示）及可 組ί 輸入啟動至電裝處理系統1a之前述 何置组人。㈣哭J *、或灰化製程、或處理製程、或任 +.拴制°。14之一個實例為可購自戴爾公司（Dell • =_tlQn ’ Austin’ Texas) m -Precis_ Workstation 61〇™)。 j 顶平作站（Dell '可相^!=4卢可¥相對於電漿處理系統la來作局部定位，或 去/田 1，裝處糸統la作遠距定位。例如，押制哭U ΐ 利用直接連線、内部網路 ^工制，14可 漿處理系统1 a夸施次』广罔不、稱其中至少-者來與電 製造者箄^ 換貝料。例如，可在例如客戶位址（即聿f 14 1295815 内部網路、及網際網路其中至少一者交換資料。 診斷系統12可包括光學診斷子系統（未圖示）。光 斷子系統可包括偵測器如（石夕）光電二極管或光電倍增管(pG photomultiplier tube)，以測量自電漿發射的光強度。診斷’ 系統12可進一步包括濾光器如窄頻干擾濾波器。於另一個 施例中，診斷系統12可包括直線電荷耦合裝置（CCD coupled device)、電荷注射裝置（CID，charge丨…沈乜⑽ device)陣列、及光分散裝置如光栅或稜鏡。此外，診斷系 —統12可包括測量特定波長光之單光儀（如光栅/偵測器系 統），或測量光譜之分光計（如具有旋轉光栅），例如美 _ 利第5, 888, 337號中所述的裝置。 、 診斷系統12可包括例如來自peak Sensor系統或verity 儀器公司之高解析度發光光譜（0ES，〇ptical Emissi〇n Spectroscopy)感測器。此(^感測器具有跨越紫外光（uv ultraviolet)、可見光（VIS, visible)、及近紅外光（nir，’ near infrared)光譜之寬頻譜。解析度大約為14埃，亦即 感測器能夠收集由240至1〇〇〇 nm之5550個波長。例如，〇ES 感測器可裝配有高敏感度微型光纖uv—VIS—NIR分光計，其依 序與2048個像素線性CCD陣列整合為一體。 ’、 I ^光計接收經由單一及成束的光纖傳達的光線，在此利 用固定光栅將由光纖輸出的光線通過線性CCD陣列分散。類 似於上述的結構，將發射通過光學真空視窗的光線經由凸面 球透鏡聚焦至光纖的輸入端上。三個分光計每一均按特性調 整至特定光譜範圍（UV、VIS及NIR)，而形成處理室的一個 感測器。各分光計包括一個獨立的A/D轉換器。及最後，視 感測器運用而定，每〇· 1至1· 〇秒可紀錄完整發射光譜。 再者’診斷系統12可包括用以進行光學數位影像的系 統’如由 Timbre Technologies，Inc·提供的系統（ 2953 Bunker Hill Lane， Suite 301， Santa Clara， CA 95054)。 15 1295815 將例如，於圖7所示的實施例中，可用來實踐本發明的電 漿處理系統lb可類似於圖5或6之實施例，及除了參照圖5 及圖g所述的彼等組件外，進一步包括靜態的或機械上或電 力上旋轉的磁場系統60，以便增加電漿密度及/或改善電漿處 理二致性。再者，可將控制器14連結至磁場系統6D，以‘便調 控方疋轉速度及磁場強度。旋轉磁場之設計及裝設已為孰染 技藝者所熟知。 " 將例，，於圖8所示的實施例中，可用來實踐本發明的電 • 水處，系統lc可類似於圖5或6之實施例，且可進一步包括 _ 上方兒極可將即電力經由阻抗匹配網路74自RF產生器 =連結至此。施加RF電力至上方電極的典型頻率可為自 1至200 MHz之範圍。此外，施加電力至下方電極的典型頻 ^可為自〇· 1跑至之範圍。再者，將控制器Μ連 接至RF產生器72及阻抗匹配網路74以便控制將RF電力施 上方電極70。上方電極之設計及裝設已為熟悉本技藝者 所熟知。 將例如，於圖9所示的實施例中，可用來實踐本發明的電 二f理系統ld可類似於圖5及6之實施例，及可進一步包括 線圈80’將即電力透過即產生器82並經由阻抗匹配網 籲同-^而連結至此。將咫電力自感應線圈80經由介電視窗（未 ,二而感應耦合至製程空間15。施加貺電力至感應線圈 # 型頻率可為自10 MHz至100 MHz之範圍。同理，施加 鬥。至夾頭電極的典型頻率可為自〇·丨MHz至1〇〇 MHz之範 園sn此α外/可利用有槽法拉第護屏（未圖示）來降低感應線 產峰哭電漿之間的電容耦合。再者，將控制器14連接至RF 雷=82及阻抗匹配網路84，以便控制施加至感應線圈80 制藉f。於另一個實施例中，感應線圈80可為與來自上方的 ς二15交流之r螺旋」線圈或「薄餅」線圈，如同於變 口口禺 口電漿（TCP，Transformer Coupled Plasma)反應器 16 1295815 中。感應轉合電漿（ICP, inductively coupled plasma)源 或變壓斋輕合電漿（TCP，Transformer Coupled Plasma)之設 計及裝設已為熟悉本技藝者所熟知。 或者，電漿可利用電子迴旋共振（ECR，electr〇n cyclotron resonance)來形成。於再另一個實施例中，♦電聚 係由發出螺旋波而形成。於再另一個實施例中，電漿係由傳 播表面波而形成。上述各電漿源已為熟悉本技藝者所熟知。 一般而言，利用實驗設計（麵，design〇f experiment) ”技術可蚊去除級感材料層之時間；_，終點侧 ，可決定之。終點摘測的一個可能的方法為監測來自電漿區 ^ ^ °卩伤發光光瑨，其中該光譜會指示何時電漿化學作用 質上自基板去除光敏感材料層即將完成且與下方材料膜 接觸而發生變化。例如，指示此變化之光譜 g ==長⑽，及可细發光光譜（卿㈣c指is= 視為達到終黑。立準以上），即可 可將灰化祕終點貧訊的其他波長。再者， •部份（如1至1_) 點偵測断間之間的時間之- 此外，藉由實驗設計（仅见 術，或監測化學改質表層之严声 f experiment)技 層化學改質之硬遮罩處理時疋用以來將硬遮罩表 (〇DP，optical digital profii 〇 ’利用光學數位影像 層之厚度。在厚声赭 〜 ometry)可決定化學改質表 準以上），即可視 1、二：疋，值後（如增加至或超過特定位 is)與關於終點_的時間:間； 17

1295815 例如，如上述，用以除去光敏感材料及處理硬遮罩的處 理製程可包括於基板支座溫度範圍為自2(rc至40(rc下將各 層暴露至含氧電漿達2〇至1400秒。例如，可將具有厚度大 約1000A的硬遮罩之基板於基板支架溫度25〇°c下暴露至氧 氣電漿達60秒，以便去除剩餘的光敏感材料層，之後於基板 支座溫度250°C下暴露至氧氣電漿120秒（即200%「過度處 理」）以便形成具有厚度範圍為1〇A至loooA (即完全氧化） 的巧學改質層。另外，例如，若將基板支座溫度降低（如由 250°C )，則可增加暴露時間以配合較慢的製程。此外，例如， 可將光敏感材料於基板支座溫度2〇艺至4〇(rc下暴露至含氧 電漿達1。0秒至200秒，及可將硬遮罩層於基板支座溫度2〇 C至400 C下暴露至含氧電漿1〇秒至12〇〇秒。 茲雖然已將用於處理硬遮罩的實施例提出，如TERA塗 佈，但其他硬遮罩材料—般可包括有機金屬化合物、或有^ 雖然僅將本發明的某些例示實施例詳細說明於上，孰籴 道於例示實施例中可做許多修改而實ϋ離本 及優點。於是，將所有此等修改視為包括於本發 【圖式簡單說明】 於隨附圖式中： =Α·、1Β、及1C顯示用以圖案姓刻薄膜之典型程序的另 法的^目沈、及2C說明根據本發明實施例硬遮罩之處理方 圖3顯示根據本發明實施例硬遮罩之處理方法； 理方‘的示意圖 ， = 18 1295815 圖5顯示根據本發明實施例電漿處理系統之簡單示意圖； 圖6顯示根據本發明另一實施例電漿處理系統之示意圖； 圖7顯示根據本發明另一實施例電漿處理系統之示^圖； 圖8顯示根據本發明另一實施例電漿處理系統之示意 ，9顯示根據本發明另一實施例電漿處理系統之示意圖。 【主要元件符號說明】 1、la、lb、lc、μ〜電漿處理系統 2〜圖案 3〜光敏感層 4〜薄膜 5〜基板 6〜雙層遮罩 7〜硬遮罩層 10〜電漿處理室 12〜診斷系統 14〜控制器 15〜製程空間 20〜基板支座 25〜基板 30〜真空泵浦系統 40、72、82〜RF產生器 50、74〜阻抗匹配網路 60〜磁場系統 70〜上方電極 8 0〜感應線圈 84〜阻抗匹配網路 19 1295815 200、400〜薄膜疊層 210〜光敏感材料層 220〜硬遮罩 225〜薄膜 230〜基板 240〜圖案 250、450〜化學改質層 300〜製造方法 310〜形成薄膜 320〜形成硬遮罩 330〜形成光敏感材料層 340〜形成圖案於光敏感材料層中 350〜轉移圖案至硬遮罩 360〜去除光敏感材料層 370〜處理硬遮罩 380〜轉移圖案至薄膜 410〜光敏感材料層 420〜硬遮罩 425〜氮化矽膜 430〜摻雜矽膜 435〜聚矽膜 440〜基板 20

Claims (1)

1295815 ^ 94106981 ία ,厂:，了年们々&訂 十、申請專利範圍： L 丄& 1· 一種基板上結構之製備方法，包含： 〜—一〜〜」 ^傷-包含細之薄膜疊層、形成於該薄膜上的硬遮 該硬遮罩上的光敏感材料層，其中該薄膜包含 早曰日矽、夕晶矽、摻雜矽、氮化矽、二氧化矽、或是低 常，的材料、或其中二者以上之組合，且其中該硬遮罩包含 ϊίίί薄膜疊層中之可調式抗反射塗層，該可調式抗反射 主層/、有結構式R:C:H:X，其中R係由包含Si、Ge、B、Sn、 Fe、Ti及其組合的族群中選出，且其 包含〇、N、S、F其中之-或更多的族群中選出祕次疋由 於該光敏感材料層中形成圖案； 轉移該圖案至該硬遮罩以形成圖案化硬遮罩； 去除該光敏感材料層； ^除至少-部份之光敏感材料層之後，處理該圖案化硬遮 罩之表層，以便化學改質該表層達至少1〇埃的深度；及 利用該圖案化硬遮罩作為蝕刻遮罩，轉移該圖案至該 膜， 其中該去除該光敏感材料之後接著該處理該硬遮罩之該 表層，該暴露及該處理包含於—基板支座溫度下暴露該基以 至含氧電漿達一段暴露時間。 2·如申請專利範圍第1項之基板上結構之製備方法，苴中該 製備包含形成該硬遮罩，該硬遮罩包含有機矽層及有^幾金 層其中至少一者。 3. 如申凊專利範圍第1項之基板上結構之製備方法，豆中該 去除該光敏感材料包含將該光敏感材料暴露至含氧電聚'。 4. 如申請專利範圍第1項之基板上結構之製備方法，其中該 21 1295815 處理該硬遮罩之該麵包含賴硬鮮縣露至含氧電漿 ^如申請專利範圍第3或4項之基板上結構之 立 =絲巧硬遮罩層至該含氧電漿包含將該硬遮罩層暴露^ 由通入氧氣（〇2)而形成的電漿。 曰* 6.如申請專利範圍第}項之基板上結構之製備方法， ，去除該光敏感材料層及該處理該硬遮罩之該表層係^時進 行0 7·如申^專利範圍第1項之基板上結構之製備方法，更包含： 決定該去除該光敏感材料層之完成終點。 8·如申請專利範圍第i項之基板上結構之製備方法，更包含： 決定該處理該硬遮罩之該表層之完成終點。 ^如申凊專利範圍第1項之基板上結構之製備方法，其中於 。亥基板支座/JDL度下該暴露該基板至該含氧電漿達該暴露時間 包括於該基板支架溫度範圍為大約20。〇至4〇(rc下，露該 基板達大約20秒至1400秒之範圍之該段暴露時間。+。 10· —種基板上結構之製備方法，包含： /製備一薄膜疊層，包含一薄膜、形成在該薄膜上之一硬遮罩、 及形成在該硬遮罩上之一光敏感材料層，其中該薄膜包含單晶 矽二多晶矽、摻雜矽、氮化矽、二氧化矽、或是低介電常數材料、 或是其中二者以上之組合，且其中該硬遮罩包含形成於該薄膜疊 層中之可調式抗反射塗層，該可調式抗反射塗層具有結構式 R:C:H:X，其中R係由包含Si、Ge、β、Sn、Fe、Ti及其組合的族 群中選出，且其中X為不存在，或由包含0、N、S、F其中之一或 22 I295815 更多的族群中選出； 在該光敏感材料層中形成圖案； 轉移該圖案至該硬遮罩以形成圖案化硬遮罩； 去除該光敏感材料層； 在移除至少一部份之光敏感材料層之後，處理該圖案化硬遮 罩之表層，以便化學改質該表層達至少10埃的深度；及 利用該圖案化硬遮罩作為蝕刻遮罩，轉移該圖案至該薄膜， 其中該去除該光敏感材料包含暴露該光敏感材料至含氧 電漿，且 二其中該將該光敏感材料暴露至該含氧電漿包括設定該暴 露之暴露時間及基板支座溫度。 ' 11·如申凊專利範圍第1〇項之基板上結構之製備方法，其中 該設定該暴露時間包括設定該暴露時間於大約1{)秒至^ 200 孙。 、j 13· —種基板上結構之製備方法，包含·· 或是其中二者以上之組合，域中 ^ 電|數材料、 層甲之可調式抗反射塗層，該可調^抗反、成於該薄膜疊 Κ:Η··Χ，其中_由包含Si、Ge、'巧射塗層具有結構式 群帽出，且其中x為不存在，或由包及其組合的族 更多的族群中選出； 〇 N、S、F其中之一或 23 1295815 在該光敏感材料層中形成圖案·， 轉移該圖案至該硬遮罩以形成圖案化硬遮罩； 去除該光敏感材料層； 在移除至少一部份之光敏感材料層之後，處理該圖案化硬遮 罩之表層，以便化學改質該表層達至少10埃的深度；及 利用該圖案化處理的硬遮罩作為蝕刻遮罩，轉移該圖案至該 薄膜， 一 其中該去除該光敏感材料包含暴露該光敏感材料至含氧電 漿，且 其中该將该硬遮罩層暴露至該含氧電漿包括設定該暴露 之暴露時間及基板支座溫度。 14^申，專利範圍第13項之基板上結構之製備方法，其中 該設定該暴露時間包括設定該暴露時間 至大約 1200 秒。 專利範圍第13項之基板上結構之製備方法，其中 基板支座溫度包括設賴基板支架溫度於大約抓 至 4ϋ0 C 〇 十一、圖式： 24