TWI375991B - Method for multi-layer resist plasma etch - Google Patents

Description

1375991 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 善方^發日腾_在半導财雜造上之賴糊多層光阻的改 【先前技術】 今日之積體電路晶片的性能係和積體電 巧尺寸習習相關。因為電晶體與互連線的尺 成功的主要因素。賊摘i力已成為推動频電路產業

光微影製程包含微f彡成紅具及光阻材 可達到的最小解析度係取決於曝光 I 徑，較短㈣級料產對魏大數值孔 =膜上。細’降低波長或增==徑 僅僅降低光阻臈的厚度以降If且f的厚度。 效的。當光阻變得太薄而無法承受將=|特疋，下係有 下方之-或更多層的後續蝕刻處理日:先在此光阻層 服這些問題，吾人已發展雙層光阻以二了克 配置在此下層光阻層的上端。的上層光阻層，或成像層， 影而圖型化。蓋生的上層圖案被使曝光及隨後的顯 ^案?此方式’吾人可在雙層先阻膜中形成具; 提供足夠的抗時’為了對Λ層光咀層 層光阻層典型上係由有機聚合;所構成上=二= < S ) 5 1375991 1012/cni3之間。然後對此多層光阻的每—層進行姓刻。 、吾人可瞭_上職統的說日㈣及於下詳細的說明僅為示範 而並非限制本發明的主張。 【實施方式】 以下將參考(^關式以詳細說明本發明之數個示範實施例。 在下列說明，，提出許多特定細節以提供對於本發明的整體瞭 ί拉ΐ'η【本項技藝者將瞭解本發明可在沒有某些或所有這 些:寺疋細㈣情況下加以實施。此外，熟知的處理操作已不被詳 加說明以免造成對本發明不必要的混淆。圖Μ 渠隔離侧應用以及__應用之_賴。圖mg 賴雙層光阻的實施例，而圖i6A~i8係討論針^ 使用SW14及s〇2_s層光阻（即兩層以上的光阻層）的實施例。 許多電聚姓刻應用係仰賴產生鈍化層而獲得期望的 J岸：if 包含餘刻的平衡以及沉積的反應:似Ϊ 反應通常經由反應室參數而直接控制，例如輸人功率 ^氣體流量。在⑦晶®的錢侧巾，侧反應的產物係主要沉 積源，其結果係無法直接控制沉積機構。 對於淺雜及酿細，吾人可使用各觀 。 舉例而言’當使用斷-〇2侧氣體化學品時 : s，a〇2^ 〇 由於石夕晶圓及/或例如石英成分之腔室材料的钱刻 矽蝕刻副產物會與鈍化層結合。 揮發性的 如上所述，由於例如矽晶圓及/或腔室材料 用，石夕可與·:層產生結合。此種料、_接的產物二益;^ 接藉由#刻氣體化學品進行控制。此外，因為f ςj直 產物從晶圓表面朝真空排放口運送，所以具:=餘刻副 晶圓表面上的可能性。此可導致遍佈晶圓之非均勾；副產= 7 1375991 度’以及導致蝕刻特徵輪廓及關鍵尺寸的非均勻性。 吾人可用各種型式的電漿反應器產生電漿。此種電漿反應 典型地具有使用射頻（RF，radio frequency)能量、微波能量、磁 場等等的能量源，以對高密度電漿產生媒介。例如，吾人可用自

Lam Research Corporation所購得之變壓器耦合式電漿（TCp™， transformer coupled plasma)產生高密度電漿，此電^反庳 稱為感應耦合式電漿反應器、電子迴旋共振式（^，、 eleeCtroji-cyciotron resonance)電漿反應器、螺旋波電漿等等。 可提供T3J③、度電漿之南流量電聚反應器的範例被揭露於共同

^國專利第582Q261 ?虎。吾人亦可用平行減刻反應器產

水，例=共同所有之美國專利第6〇9〇3〇4號所揭露的雙頻電漿蝕 刻反應器。 ㈣與反應器壁之出口連接的真空幫浦而使感應搞合 式電狀應H祕在廳的真缝力，以實現此處理。藉由 體供應源將氣體供應至延伸於介電窗之底面附近的絲部，而可 =刻氣體供應至㈣賴注人H裝置。吾人可藉由將RF能量從 々；〃ί、應至位於反應器上端之介電窗外的外部RF天線而產生高 =、度電毁’此天線係例如具有—圈以上的平面型螺旋線圈。電梁 產生源可以係組合式安裝裝置的部份，此種組合式裝置可用真* 氣密方式被可移除式安裝在反應器的上端。 二

ΒΒ圓可被支禮在反應盗内的基板載台上，例如藉由模組化 裝裝置以可自反應器織移除之方式加以支撐_臂夾 $基板載台係以㈣方式安裝於支撐臂的—端，以使整個基 /支撐臂構件可藉由使組件通過反應㈣壁中關口而從 ，移除。此基板載台可包含例如靜電夾盤⑽，也伽伽 chucl^)的夹持設備，且基板可被介電調焦環(dieie伽c如 包《圍。此爽盤可包含RF偏壓電極，此電極用以在蝕刻處: 施加RF雌。經由氣體供應賴供應的侧氣體可; 過由與下層氣體分佈板(GDP，gas distributi〇n plate)之間的3 8 道 包含從腔編部。此反應器亦可 在期平行板絲反應器中施行，此反應11包含維持 内部，此真空壓力係藉由與反應器壁中之出 而將侧供紅蓮_電極，並 娜及⑽ 的頻率气RF能應可被雜接地’並且可用兩種不同 速率等等的因素。 應的真空壓力、賴源的解離 -#佳絲持在適合持續反應財之錢的程度。 刻^應^中，ϊϊί應11勤可能引起電_、滅，而在高密度姓 高密的反應器？力能夠引起蝴停止的問題。對於 力。又，應盗，此反應器較佳係維持在低於100 mTorr的壓 美板支 之半導縣板的基域錄佳地可充分冷卻此 i望之反舰反應’例如基板上任何光阻的老化以及非 器中，將密度及中高密度電漿反應 載台可包含到0⑽溫度便已足夠。此基板 被靜電箝制，並邱由在日iUff可包切晶圓，此晶圓 氦⑽而加以冷卻。曰為之間供應期望壓力的 圓盥夾般⑼板維持在期望的溫度，吾人可在晶 間中將He維持在1G至3G τ⑽的壓力。 石夕如何侧淺溝渠進入石夕層的概略圖。如圖1所示， 其上包含層堆疊，此堆疊包含繼的㈣氧化芦12、 1舰的厚14、麵的 == 1375991 antiref lective coating)16、以及 3200A 的厚光阻層 18，此光阻 層已事先圖型化而設置開口 20。在位於矽晶圓上的蝕刻淺溝渠 中，光阻18將包含許多對應於期望之溝渠位置的開口 2〇。吾人^ 開口 20之位置上的氮化石夕層14開啟以形成圖型化的硬質遮罩。 在開啟硬式遮罩14的步驟中，吾人以電漿蝕刻開啟臥阢層 16。在示範的BARC開啟步驟中，腔室可處於5 mT〇rr的真空廢力S， 並且可將用以感應麵合射頻能重至腔室的天線設定在350瓦。基 - 板載台可包含一電極，藉由對此電極提供88瓦的能量而產生rf 偏壓。吾人可使用60秒之50 seem之CF4的電漿蝕刻，同時將晶 圓溫度維持在約60°C而開啟BARC。接著，吾人以設定相同壓力但 — 升高天線功率至1000瓦的腔室，將氮化矽層14及墊片氧化層12 '開啟以形成開口 22。吾人可用40秒之70 seem的CHF3與300 seem -的Ar ’同時將晶圓溫度維持在約6(TC，而蝕刻氮化石夕層。然後， 使用10 mTorr的腔室壓力及1000瓦的天線剝除光阻及BARC'。吾 - 人可使用45秒之200 seem的〇2剝除光阻。 - 、由於剝除步驟，BARC及光阻層已被移除，並且曝露矽的區域 因為〇2電漿而形成氧化。在示範的處理中，腔室被設定為5mT〇rr 並且將350瓦的功率供應至天線。吾人使用7秒之5〇 sccm的CF4, 同時將晶圓溫度維持在約6(TC，而蝕刻氧化的矽。接著，矽基板 • 可用設定為50 mTorr的腔室壓力及供應至天線的1000瓦功率而 ，行蝕刻。下電極可被施以約220瓦的功率，以及蝕刻氣體可包 ，125 seem 的 Cl2、14 seem 的 〇2以及 14 seem 的 N2，同時將晶 圓溫度維持在約6(TC。為了提供期望的修圓或輪廓 .及/或CD控制，吾人亦可將例如SiCh的含矽氣體加入蝕刻氣體。 - 在形成如圖3所示的溝渠結構24之後，晶圓可在去離子水旋轉沖 •洗之後使用HF浸泡2分鐘而進行清潔。 圖4係使用125 seem之CL·並且未添加SiCl·至蝕刻氣體所 形成之溝渠結構的顯微圖片。如圖4所示，這些溝渠具有形成弧 形的輪廓及近溝渠化（subtrenched)的底部。關鍵尺寸（cd)與輪 1375991 由添加含錢體至_氣體而獲得改善 圖6係錐形溝渠的顯微圖^甘 ccm的SlCl4進行蝕刻。 氣體而具錢其祕錢麟侧_使用含石夕 μ 及8係閉極蝴的概略圖。如圖7所示，石夕晶圓30 Μ ^含層堆疊，此堆疊包含15Α的厚氧化層32、15夕;=巧 ^曰34、200Α的厚氮化石夕層36、以及2〇〇〇Α的厚、二 光阻層已被圖型化而於苴中包含班-8，此 者將明白閘極應用中的硬心m&本項技藝 中可具;許多對應 置:=地刻閉極結構 的r 序如下。首先’吾人以設定為15 驟工疋為瓦的天線功率實行修整（trimming)步 驟。用於修整步驟的姓刻氣體可包含30 _的冊 = 1375991 度蝕刻中的蝕刻氣體包含130 sccm的HBr、4 seem的〇2以及約 270 seem的He。吾人可將例如SiCL·的含矽氣體添加至第一或第 二主要蝕刻及/或過度蝕刻中，以改善閘極輪廓控制以及内部晶圓 CD控制。如圖8所示，在多晶石夕鞋刻之後，開口 42擴展至閘極氧 化層32。 圖=係在進行過度蝕刻步驟的期間於蝕刻氣體混合物中未 使用含矽氣體之蝕刻輪廓的簡化概略圖。蝕刻的閘極特徵部i〇2a f包含凹σ 100,這些凹口係位於每一個姓刻雜部的底 #。虽夕晶矽的縱材被移除（即過度蝕刻步驟的期間）時，因為要 職縣糾之_的完紐，所以在進行過賴刻步 =同時’必需維持對氧化層的高選擇性。如—般所知，問極氧 閘極氧化層或閘極材料在小的局部化區域中受到 選擇性蝕刻而導致下方矽被蝕刻因此產生凹洞的現象。 η極本發狀—#關之具有_尺寸控制之侧 片，此關鍵尺寸控制係藉由添加含石夕氣 ίΐ °⑪侧氣體混合物巾的含魏體會 有口基部。在一實施例中，關於硬式遮罩的閘極應用， 化f 2利用Si、0、x基材料’x為鹵素或画素“物， 刻化學品。在此，前面兩個崎=== 虫 間，矽的添加會補償先前由正被 ㈣t蝕刻步驟期 闰1η於壯- 攸傲刻之石夕材枓所供應而減少的石夕。 圖10係顯讀_之雙掺雜雖結構的簡化橫剖面的概夕略 ^75991 處理的起始可觸發含矽氣體的供應。再者，控制器n 例中係-般用途的電腦。 Μ%在一實施 吾人將關於導入例如SiCh之含石夕氣體的參數概述於表1。 表1

壓力 0·5-200 mTorr 功率 10-5000 W SiCh流速 0.1-300 seem 溫度 -77 C 至 200 C 吾人應明白表1僅為示範並非意味限制。亦即，五人可使用 任何適合的含矽氣體。再者，根據腔室的構造，參數二範圍可加 以變化。 在一實施例中，當SiCl4或其他適合的含Si氣體被加入過度 蝕刻步驟中的氣體混合物時，多晶矽仍然被蝕刻，然而，鈍化沉 積發生在閘極氧化層上。亦即’吾人將可結合βΓ或C1戋存在於 腔室中任何其他適合元素的Si〇x薄層沉積於閘極氧化層或I化閘 極氧化層上。吾人應明白亦可提供氧源以形成&仏層。薄層的氧 源可來自導入的含氧氣體，或來自存在於容器中的含氧成^，例 t石英、氧化鋁、蝕刻基板的含氧成分等等。吾人應明白：由於 沉積薄的含矽氧化層，所以多晶矽與氧化層之間的蝕刻速率選擇 性會變成無限大，即不產生閘極氧化層的蝕刻。因此，此會造成 閘極元整性的改善（亦即若有任何氧化層損失亦可降至最低），同 時亦會產生較少的矽凹部，並且明顯降低產生孔蝕的機會/再者， 由於此處理可操作於在選擇性未改善的情況下發生孔蝕的區域 中，所以增加的触刻速率選擇性會使處理窗變寬。 在另一實施例中，可將固體矽源包含在腔室中，以提供鈍化 層所用之矽。亦即，在蝕刻矽實質上減少的過度蝕刻處理期間， 固體石夕源提供鈍化層所需的石夕，以防止凹口的產生。舉例而言， 钱刻室的上電極可包含m體㈣，其可在過度侧步驟期間藉由 1375991 將射f(RF)·施加至上電極而被觸發。 數’這、些參述的實施例之_室的處理參 吾人應明白表2僅為示範非等向性_條件相關。 數與可從本案申請人所吾人可將表2所列的參 然，表2所列的範圍可的2300餘刻機搭配使用。當 剛㈣了依照進減觸作的機器類型而加以變化。

壓力 0.5-200 mTorr 上電極功率 10-5000 W 下電極電壓 200-300 VDk 溫度 20 C 至 70 C 3土(：14流速 〇. 1-6 seem 〇2流速 100-200 seem N2流速 50-200 seem C12流速 10-50 seem HBr流速 50-100 seem

關於在雙層光阻姓刻期間的氣體使用，一個適合的组人包含 ^ 使用下列氣體：氧氣(〇2)、氮氣(N2)、SiCl4、溴化氫(HBr)r以及 氯氣(Ch)。氧氣流速的範圍大約為100_200每分鐘標準立方公分 鲁 (seem)。在此，氧氣係被使用作為敍刻劑。在處理期間氣翁户 速係介於約50 seem與200 sccm之間。吾人應明白氮氣可幫助& - 持遍佈基板表面的濃度。溴化氫的示範流速係介於約50 seem與 . seem之間。漠化氫係被使用於側壁鈍化。氣氣的流速係介^ • ' 約丨〇 seem與50 scon之間。在一實施例中，氣氣流速約為氧氣 流速的10%。亦即，氧氣流速與氯氣流速的比例為丨0 :丨。吾人使 用氣氣以幫助移除揮發性氣體。SiCl4的流速係介於〇. 1 sccm與6 seem之間。依照在此所述之實施例’吾人使用SiCh氣體以繁助 維持CD。 15 3 ^ ί㈣罐齡 間。在一舍浐☆丨由表2所不，腔至溫度係介於約2(TC至7〇t之 政% 即峰值電朗函數。b 圖。在此，晶圓各層簡化概略 後^可對化並且顯影。然 進行钱刻以定義圖荦Γ i咖、第;^且層156所組成的雙層光阻 光阻層為有機^ 舰，上層光_ 156包轉，而底部 之經肌時 切（undercutting)。如 gjnAM_ _chlng)及底 義於钱刻底部光阻層15, 5=齡由，口及底切而存在有定 續之多晶石夕層152的钱刻。:，失’此依次將影響後 著利用SiCl4的導入而消^底^而’圖顯不在侧操作期間隨 154及上層光阻層156的餘j ^ ^ °在此’底部光阻層 圖14A及·顯示對fqD會損失CD_刻操作。 之一實施例使用SiCl4^$圖要所顯示之依照本發明 相較於圖14A，CD損失為體昜丨果的貫際顯微圖。如圖14β所示， 準多晶石夕化學品(HBr、〇:、、二® 14Α係在侧操作期間使用標 〇2、Ν2及SlD4於侧操作^的要结果五。圖虛刚係利用Ch、HBr、 係顯7F依照本發明之一實施例之雙層光阻的韻刻方法 16 < S ) 1375991 的巧輸入蝴室中。然後此圓： 4S；^i f6r^r^°·1 sccm ^6 sccm 室4?離?能量維持在約15G伏特‘ 2伏特 刻雙層ί阻此方法進订至細作166 ’於此’依照在此所述的條件韻 圖16Α係顯示依照本發明一實施例之歷經多 板的各種不同膜層之簡化概略圖。吾人將光阻層2 二ς =射塗層202上方。在本實施例中光阻層‘可藉由=& 挪係被配置在覆蓋介電層 此覆盍”電層204係被配置在下層光阻（ULpR， Ϊ =ar ^_如206上’該下層光阻206依次配置在層 208的上方。在一貫施例中，光阻層2〇〇具有介於約丨2〇〇 度底部抗反射塗層⑽⑽2具有介於約剛_剛〇 埃之間的厚度。在一實施例中，覆蓋介電層2〇4且 200-400埃之間的厚度，以及_裏具有介於約2〇〇〇__ = 之間的厚度。在另-實施例中206係、由非晶形碳所構成，、 例如可從APPLIED MATERIALS所購得的先進圖案化薄膜（Ag， advanced patterning film)，或可從 NOVELLUS 所蹲得的可灰化 硬式遮罩（AHM ’ ashable hard mask)，ULPR層206的厚产作^於 約600-1200埃之間。熟習本項技藝者將明白光阻層2〇〇 $以&任 何適合的光阻層，例如193奈米光阻。一般所知，弘队層2〇2' 用以藉由抑制標準波效應及薄膜干擾所導致的反射凹口 =而增強' 17 (s ) 1375991 關鍵尺寸的控制。吾人應注意到BARC層202係選用的且可包含或 不包含，其係取決於覆蓋介電層204的成分及/或整體控制蝕刻製 程的偏好。在一示範實施例中，覆蓋介電層2〇4可以係氮氧化矽 ，，例如SiON;或者，覆蓋介電層204可以係具有分子式$丨〇)(的 氧化石夕層，此處的X為大於等於1的整數。

圖16B係顯示圖16A之钱刻層的簡化概略圖。在一實施例中， ，採用使用表3之參數的配方以獲得圖16β所示的結果。如同所 示，圖16Α的層200及202已由蝕刻操作加以移除。圖及 之實施例的蝕刻劑材料可以係任何通用的氟基蝕刻劑，例如CF4、 CHF3或CH2F2。此外，此電漿可以係圖16A及16B之實施例的氧氣 電漿。因此，吾人可使用相同的蝕刻劑及電漿以蝕刻圖及 =^層。熟習本項技藝者將明白：非晶形碳晶圓典型上包 除了非晶形碳之夕卜_通常包含含石夕的·。因 1 3 頂討論之賴刻操作的這些情況。 =3，，細的不祕方及對應的成分與設定。如上 16A，在一貫施例中BARC層2〇2係非必要的。 、α 替代層圖圖示= 本一實施例之圖16Α之多層光阻的 ，在 中，光阻200在含石夕膽C層210的 士方土He。吾人將切BARG層21。配置在ULPR , 2。6 。义習本項技藝者將明白含石夕赋層21〇可&元 的組合所構成。吾人應注意到圖16A及圖17A之二素 的厚度。在一實施例中，含 二用層八有相同 埃之間。吾人歧_ ··

所進行的钱刻，可使用猶^门^⑽所不之餘刻輪扉之圖17A 所使用的_劑，即氣基働如關於圖16A 例而έ，一此種蝕刻配方 虱軋蝕刻劑。舉 施例中’可利用二氧化“ί代 1375991 使用可促進鈍化含矽BARC層210及ULPR層206,以確保適當的蝕 刻。當然’在此所述的SiCh或S〇2钱刻劑可用在關於圖16A及16B 所討論的層，而代替氟基姓刻劑。 圖18係顯示依照本發明之一實施例之用以姓刻具有多層光 阻之基板的方法操作流程圖。此方法起始於操作220，於此，將具 有多層光阻之第一層所定義之圖案的基板輸入蝕刻室。此方法^ 進至施行修整操作之操作222。如上所述，修整操作可例如依照表 3之設定側向地姓刻多層光阻的某些上層。在一實施例中，修整操 作可在BARC層被開啟之後開始。在另一實施例中，亦可進行硬式 巧罩修整（即其為修整硬式遮罩的光阻修整）。然後此方法前進至 操作224，於此，將SiCL·氣體或s〇2氣體導入蝕刻室。產生電漿 並且進行牙過基板之BARC層的敍刻，其中§ici4及S〇2可用於BARC 蝕刻:當然，氟基蝕刻劑亦可用MBARC蝕刻。在一實施例中，此 電漿係氧氣電漿。然後此方法前進至操作226，於此，可導入附加 =兀素/氣體，印氦、演化氫、氮、及/或氬氣等等，以進行如圖 所示之穿過各層的侧。吾人應明白：當使用S〇2氣體時， 二此處的X及y係非零的整數)成分的純化層會 ，刻之特徵部的側壁上。當使用沉14氣體時，Sia或Siacl2(或 部1的(此處的x及y為整數)可形成在正被_之特徵 。6 jj上，以防止側向蝕刻的發生。在一實施例中，當多声 ίΐίί?ΤΛ16Α ^ 16Β ? SiCl4 蓋介電在另一實施例中’s〇2氣體可與具有或不具有覆 ^電層的夕層光阻一起使用，例如圖碰-⑽之任-所示的實 熟習者 之侧處理的示範處理設定。 變化，以^定可根據所使用的餘刻室而加以 音到阁提供的設定僅為示範並非意謂限制。吾人應注 ^ 了明應用在關於圖18所討論的方法。此^， 除了月確朗不可能實彳爾份之外，這些奴與成分的各種卜組 19 C S > 1375991 合係可能實行的。 、这些處理/對應層被詳細記載於表3的第3_9齋而第 ，成分/設定且第2攔提供對應成分/設定的量測單位。如表 可在ί初或除了最初以外的某個時間進行修整處理。進 ί ΐ處理以，」光_寬度，並且這些設定被提供在表3 牛例來說，。由於微影技術舰制’可顯影厚度献於所需者之光 =。修整操作將進-步減少料的厚度。在—實關巾，降 消除偏壓功料及增加氧氣⑹的流速將會導致更多的侧向攻擊 以進打修整獅。在帛4攔巾’提縣部抗反雜層（BARC)的钱 刻操作設定。在此’ S〇2係與或不與HBr、Ch及氦一起。在一實施 例中，SiCh可被用以代替s〇2。對於含矽BARC，此設定被提供在 第5攔。在此，吾人以對應的流速提供沁，而在本實施例中可選 擇性地提供其^H體。例如SiGN之覆蓋介電層的設定被提供在第 6攔，於此利用氟基蝕刻劑。在第7及8欄中，提供用以蝕刻下層 光阻(ULPR)之不同實施例的示範設定。在第7攔中，這些設定包 含使用S〇2,而SiCh被使用在第8攔的示範設定。在一實施例中， ULPR為非晶形碳材料，這些設定被提供在第9欄。如上所述，表 3所提供的設定為示範性且與設備相關。然而，各種氣體與設定的 組合可提供如在此所述之多層蝕刻的期望結果。在一實施例中， 如圖16A-17B所示，多層光阻蝕刻包含最少三層光阻層。 1375991 表3 單位 a.修整 b. BARC c. Si-BARC d. DARC e. ULPR (A) ULPR (B) f. A:C 壓力 mT 2-15 2-15 2-20 2-15 2-15 2-10 2-10 TCP功率 W 200-600 200-600 200-400 150-400 300-1000 300-1000 300-600 偏壓電壓 V 0 50-350 100-350 100-400 100-400 100-400 100-300 HBr seem 0-60 0-60 0-20 0-20 20-50 50-200 Ch seem 0-40 0-20 0-20 20-50 0? seem 2-40 2-20 0-5 0-10 50-150 80-120 0-30 He seem 0-100 0-60 0-60 0-100 S〇2 seem 0-200 20-200 20-200 50-200 SiCli seem 0-6 0-4 0-4 0-5 CF4 seem 25-100 25-100 0-100 CH2F2 seem 0-10 0-20 CHFa seem 0-10 N2 seem 0-50 NFs seem 0-20 以上已說明本發明之操作的原理、較佳實施例以及模式。然

而，本發明不應被解釋成限制在所討論的特定實施例。因此，上 述實施例應被認為係說明而非限制，並且吾人應明白在不離開由 下列申請專繼圍所定義之本發明範_情況下，熟f本項 者可對這些實施例進行變化。 ' 衣 本發明在此已依據數個示範實施例加以說明。熟習 者將從本發明之說明書及實施方式的查考_白本發明的其他 ^列。對應於由以下”專纖_定義之本發_上述實施 及車父佳特徵應被認為係示範。 【圖式簡單說明】 21 (S > 結合並構成本說明書部份的隨附圖式鞀 明之原理說_本發辦範實補。㈣如魏㈣解釋本發 略圖圖1係在形成淺溝渠隔離特徵部之前於石夕基板上的層堆叠概 圖2係淺溝渠蝕刻處理的概略圖，苴中 除，並且氮切及墊氧化層已被敍刻穿透^先阻及臟：層已被移 从板内之淺溝渠隔離特徵部的概略圖； 顯微圖片輪腐及近溝渠化底部之淺溝渠隔離特徵部的 片 略圖 片·圖5係以含石夕氣體進行侧之淺溝渠隔離特徵部的麵圖 圖6係包含頂部及底部修圓之淺溝渠隔離特徵部的顯微圖 圖7係在進棚極_之前於其上具有層堆疊以基板的概 之石夕基圖穿透氧化層之於其上具有氮切及多晶石夕層 有使刻氣體混合物中沒 有CD控制之蝕刻閘極特徵部的顯微圖片； 簡化已湘含f氣體加以侧之雙掺雜閘極結構的 成之敍i速率差異;，5玄含石夕氣體被用來減輕因相異摻雜區域所造 簡化相2係用以在過度姓刻處理期間提供含石夕氣體之侧室的 圍不i冗積产基板。上方之雙層光阻的各層簡化概略圖； 層發生的凹^底^綱操作綱使用二氧化㈣在下層光阻 圖13B顯示依照本發明—實施例之在蚀刻操作期間使用所導 22 (S ) 1375991 入之Si Cl4的的底切及凹口消除； 圖14A及14B ‘顯示依照本發明之一實施例之對鹿 1邪所顯示之她於S0< SiCh使用效果的顯微圖于式、、圖13A及 圖15係顯不依照本發明一實施例之用以蝕刻定 刻室中之基板上方之雙層光阻的方法流程圖； 、電水 圖16A係顯示依照本發明一實施例之歷經多層光 板的各層簡化概略圖； 蚀幻之基 圖16B係顯示圖16A之蝕刻層的簡化概略圖； 圖17A係顯示依照本發明一實施例之圖16A之多層光阻的替 代層簡化概略圖； 3

圖17B係顯示圖17A之蝕刻層的簡化概略圖；及 圖18係顯示依照本發明一實施例之姓刻具有多層光阻之基 板的方法操作流程圖。 【主要元件符號說明】 10矽基板 12墊片氧化層 14氮化矽層 16底部抗反射塗層 18光阻層 20開口 22開口 24溝渠結構 30矽晶圓 32氧化層 34多晶矽層 36氮化矽層 38光阻層 40開口 s) 23 1375991 42 開口 100 凹口 102a 閘極特徵部 102b 閘極特徵部 102c 閘極特徵部 110 閘極 112 閘極 120蝕刻室 122 氣體入口 124 上電極 126半導體基板 · 128靜電夾盤 130 出口 132處理氣體供應源 134控制器 150晶圓 152多晶矽層 154底部光阻層 156上層光阻層 160將具有定義於雙層光阻之第一層上之圖案的基板輸入 φ 至钱刻室中的操作 162使SiCl4氣體流進蝕刻室中的操作 164在SiCl4氣體流進腔室時，於蝕刻室中觸發電漿的操作 166蝕刻雙層光阻的操作 200 光阻層 202底部抗反射層 204覆蓋介電層 206下層光阻層 208層 24 1375991 210 含矽的底部抗反射層 220將具有定義於雙層光阻之第一層上之圖案的基板輸入 至蝕刻室中的操作 222進行修整的操作 224將SiCh氣體或S〇2氣體導入蝕刻室中的操作 226將附加之元素/氣體與SiCl4氣體或S〇2氣體同時導入腔 室中的操作

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Claims (1)

1. 丄：）/ 丄：）/

   換頁 「申—請-專霄範圍~τ 1.· 一種姓刻多層光阻的方法， 的基板上方，i方法包含以下、錢在·室中 侧=有㈣在够層触之第:層上之_職基板輸入該 使s〇2氣體流進該蝕刻室. == 體：時’於一觸物； 使漠化氫(HBr)氣體流進雜刻室. 使一惰性氣體流進該蝕刻室；及， 對該多層光阻進行蝕刻。 流進該層光阻的方法’其中使S〇2氣體 _ q. 1標準立方公分㈣與测 圍第1項之颠刻多層光阻的方法，其中在使該s〇2 ==刻室中觸發電編方法操作包含： 5氣ί、=ίϋί’1項之綱多層光阻的方法，其中在使該s〇2 _室中觸發電漿的該方法操作包含： 將电漿密度維持在約lxl〇Vcm3與約㈣12/cm3之間。 6.如申請專利範圍f i項之飯刻多層光阻的方法，其中在使該狐 26 1375991 年6月5 替槌可 將離子能量維持在約15〇伏特與約棚伏特之^。· 專利細第5項之綱多層光阻的方法，1中將+將- ixiovc^^ 建立；丨於约2統耳_ 2G親耳之間的腔麵作^ . 瓦之^該_之-上電極的功轉級設定在_瓦與^_ 8. 如申請專利範圍第6項之蝕刻多層光阻 量維持在約15G伏特與約棚伏特之間的該方’作、^f離子能 將-下電極的射頻(RF，radl〇 f 峰值· 200伏特與300伏特之間。 ' N嗶值甩壓建立在約 9. 如申請專利範圍第i項之钕刻多層光阻的 氣體流動時於祕啦巾觸發電漿的該 1中在使該S〇2 將腔室溫度維持在約2(TC與約7(rc之間$。~匕各： 10. —種在多層光阻蝕刻期間於蝕刻室中控制 法’該方法包含以下方法操作： 二 在使S〇2氣體流進該腔室時， 發包含： 關鍵尺寸偏差的方 於該腔室中觸發錢電漿，該觸 使氯氣流進該蝕刻室， 使溴化氫氣體流進該腔室，及 使一惰性氣體流進該腔室； 2/ 3 /cm之間；及 將電漿密度維持在約lxl09/cm3與約1χ1〇12/ 對該多層光阻的每一層進行蝕刻。 丨 11.如申請專利範圍第10項之在多層光阻 餘刻期間於蝕刻 室中控 27 1375991 101年6月5曰修正替換頁 體读推姑(k 96139826(^¾¾-- t η 士丄人 上 r* 丄 ·--—. 觸發氧氣電漿的該方法操作包含： G·1標街公恤㈤與_ =多層光随咖於蝴中控 將離子能量維持在約150伏特與約侧伏特之間。 13.如申請專利範圍第a項之在 制關鍵尺寸偏差的方法，其中將離子9 虫刻室中控 棚伏特之間的該方法操作包含：此里、轉在約15Q伏特與約 特之=:下侧卿瞻辑咖轉請伏 間於_中控 刚1Vcm3之間的該方法操作中包將含":水在度維持在約 間。將與-上電極相關的功率等級維持在約3〇〇瓦與約麵瓦之 i===10更項包^ 比：=室氧氣流速舆流進該腔室中之該氣氣流速的 ㈣控 200 sc〇m ,, ,,, HBr - 28 1375991 —-----101年6月5日修正替換頁 seem之間，以及無劃線）~~ 間。 ；、、’、1〇 seem 與約 50 seem 之 17. 如申請專利範圍第10項之在吝 制關鍵尺寸偏㈣方法，其中該多;綱於?刻室中控 的第-層，該第-層為有機光阻，^ 置於第二層上方 塗層（BARC，bottom ㈢為$石夕的底部抗反射 置在第三層的上方，其中該第Ve CQat_) ’該第二層係配 layer photoresist)。 “ 下層光阻（ULPR，under 18. —種蝕刻多層光阻的方法，該多 的基板U，财杜含町枝^植做餘電賴刻室中 侧ί具有核在§好層光阻之第—層上之®案_基板輸入該 使SiCh或S〇2氣體流進該蝕刻室； 在使該SiCl4或S〇2氣體流動時，於 使氣氣流進舰刻室；&於該_室中觸發電漿； 使漠化氫氣體流進該I虫刻室； 使一惰性氣體流進該餘刻室；及 對該多層光阻進行飯刻。 19. 如申請專利範圍第18項之蝕刻 或S〇2氣體流進該钱刻室的該方法操作日包含：、〉’其中使SlCl4 八八=導入該糊錯，財㈣每分鐘G.1標準立方 An 之間的流速使該施氣體流動；及 方八^飯刻室時，以介於約每分鐘〇·1標準立 方λ刀（謂)與200 sccm之間的流速使該氣體流動。 Η 、圖式： 29