发明名称 于半导体装置上形成精细图案之方法
摘要 本发明提供一种半导体装置之精细图案形成方法,其于预备之半导体基板上,循序地沈积将形成精细图案之蚀刻目标层、一抗反射层与一光阻膜,并以氟化氩(ArF)曝光源,对光阻膜实施微影术,而形成一光阻图案。接着,实施两蚀刻程序以形成精细图案。在一蚀刻程序中,使用光阻图案作为蚀刻光罩,于第一基板温度,以氟基气体与氩气,蚀刻抗反射层与一部分蚀刻目标层之无图案区域。在其他蚀刻程序中,于高于第一基板温度之第二基板温度,以氟基气体与氩气,蚀刻该蚀刻目标层之无图案的剩下部分。
申请公布号 TW544760 申请公布日期 2003.08.01
申请号 TW091112799 申请日期 2002.06.12
申请人 海力士半导体股份有限公司 发明人 李圣权;黄昌渊
分类号 H01L21/027 主分类号 H01L21/027
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种形成半导体之精细图案之方法,其包括步骤:(a)提供一半导体基板;(b)在半导体基板上,循序地沈积将形成精细图案之蚀刻目标层、一抗反射层与一光阻膜,并使用氟化氩(ArF)曝光源,对光阻膜实施微影术,从而形成一光阻图案;(c)使用光阻图案作为蚀刻光罩,于第一基板温度,以氟基气体与氩气,蚀刻抗反射层与一部分蚀刻目标层之无图案区域;(d)于高于第一基板温度之第二基板温度,以氟基气体与氩气,蚀刻该蚀刻目标层之无图案之剩下部分,从而形成精细图案;及(e)移除抗反射层与光阻图案,从而形成精细图案。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该第一基板温度系在约摄氏-40度至约摄氏10度之范围内。3.如申请专利范围第1项之方法,其中该第二基板温度系在约摄氏20度至约摄氏100度之范围内。4.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(d)包含步骤:(d1)使用光阻图案作为蚀刻光罩,蚀刻一部份剩下之无图案区域部分,并产生大量之聚合物,此一聚合物转而附着于光阻图案之表面;及(d2)使用光阻图案与聚合物作为蚀刻光罩,蚀刻剩下之无图案区域部分之剩下部分。5.如申请专利范围第1项之方法,其中光阻膜系用无水顺环烯烃(COMA)属于丙烯族之聚合物类型或其结合所制成。6.如申请专利范围第1项之方法,在步骤(b)之后,进一步包括硬化蚀刻层之步骤。7.如申请专利范围第6项之方法,其中光阻图案硬化步骤使用电子束照射,或氩(Ar)离子植入。8.如申请专利范围第2项之方法,其中步骤(c)使用氩(Ar)与CxFy之混合气体作为蚀刻气体,其中x与y系从1到10。9.如申请专利范围第8项之方法,其中步骤(c)系在约摄氏-40度至约摄氏10度之基板温度,以约50至约500sccm之氩(Ar)气,约50至约200sccm之四氟化碳(CF4)气体约10至约50sccm之氧(O2)气,与约10至约50sccm之一氧化碳(CO)气体实施。10.如申请专利范围第9项之方法,其中步骤(c)进一步包含另一蚀刻步骤,其于约摄氏-40度至约摄氏10度之基板温度,以约50至约200sccm之CxFy与约1至约10sccm之氧(O2)气实施。11.如申请专利范围第10项之方法,其中步骤(c)系在蚀刻条件下,经由连续之蚀刻步骤实施,亦即,约摄氏10度之基板温度,约150sccm之氩(Ar)气,约80sccm之四氟化碳(CF4)气体,约20sccm之氧(O2)气与约20sccm之一氧化碳(CO)气体,以及约100sccm之四氟化碳(CF4)气体与约3sccm之氧(O2)气。12.如申请专利范围第4项之方法,其中步骤(d1)使用氩(Ar)、CxFy与CxFyHz之混合气体作为蚀刻气体,其中x、y与z系从1到10。13.如申请专利范围第12项之方法,其中步骤(d1)系在约摄氏20度至约摄氏100度之基板温度,以约100至1000sccm之氩(Ar)气5至100sccm之CxFy气体2至20sccm之氧(O2)气与2至20sccm之CxHyFz气体实施。14.如申请专利范围第13项之方法,其中步骤(d1)系在约摄氏40度之基板温度,以约400sccm之氩(Ar)气约10sccm之六氟化四碳(C4F6)气体,约4sccm之氧气与约3sccm之二氟化甲烷(CH2F2)气体实施。15.如申请专利范围第4项之方法,其中步骤(d2)系在约摄氏20度至约摄氏100度之基板温度,以约100至约1000sccm之氩(Ar)气,约5至约100sccm之CxFy气体,与约2至20sccm之氧气实施,其中x与y系从1到10。16.如申请专利范围第5项之方法,其中步骤(d2)系在约摄氏40度之基板温度,以约400sccm之氩(Ar)气约10sccm之六氟化四碳(C4F6)气体,与约4sccm之氧气实施。17.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(c)与(d)系在单一之反应室中实施。18.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(c)与(d)系在分离之反应室中实施。19.如申请专利范围第1项之方法,其中该精细图案至少包含孤立I型、T型与孔型图案其中之一。图式简单说明:图1显示图案变形与接触缺陷之剖面图,此等变形与缺陷系在使用氟化氩(ArF)光阻剂形成着陆插塞接触(LPC)孔之自排列接触(SAC)蚀刻程序中产生的;及图2A至2E说明使用氟化氩(ArF)光阻剂,形成一着陆插塞接触(LPC)孔之剖面图,其系根据本发明之一具体实施例。
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