用于集成电路图案化的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年8月28日提交的名称为"Method for Integrated Circuit Patterning"的第62/042,898号美国临时专利申请的权益，其全部内容结合于此作为参 考。
技术领域
[0003] 本发明一般地设及半导体技术领域，更具体地，设及集成电路的图案化方法。
【背景技术】
[0004] 半导体集成电路（IC)工业经历了快速发展。IC材料和设计的技术进步产生了数 代1C，其中，每代IC都具有比先前一代IC更小且更复杂的电路。在IC演进过程中，功能密 度（即，每忍片面积中互连器件的数量）通常已经增加，同时几何尺寸（即，可使用制造工 艺创建的最小组件（或线））已经减小。运种按比例缩小工艺通常通过增加生产效率和降 低相关成本来提供益处。运样的按比例缩小也已经增大了加工和制造IC的复杂程度，并且 为了实现运些进步，需要IC加工和制造中的类似发展。 阳0化]例如，光刻是IC制造中经常使用的技术，用于将IC设计转移至半导体衬底。通常 的光刻工艺包括在衬底上方涂覆抗蚀剂（或光刻胶），将光刻胶暴露于诸如深紫外值UV)射 线或极紫外巧UV)射线的福射，W及显影并部分地剥离光刻胶W在衬底上方保留图案化的 光刻胶。然后，图案化的光刻胶用于形成IC过程中的随后的蚀刻工艺。在运种蚀刻工艺期 间，诸如临界尺寸（CD)、线宽粗糖度（LWR)和线边缘粗糖度（LER)的图案化的光刻胶的一些 特征会转移至诸如晶体管栅极的最终IC部件。随着IC器件尺寸的减小，晶体管栅极（W 及其他IC部件）的CD、LWR和/或Lm?被视为主要关注的问题。因此，通常希望光刻工艺 中的进步能够满足半导体不断小型化的需要。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种图案化衬 底的方法，所述方法包括：图案化形成在所述衬底上方的光刻胶层，W生成光刻胶图案；利 用离子束来处理所述光刻胶图案，W生成被处理的光刻胶图案，其中，利用第一气体生成所 述离子束，并且所述离子束W至少10°的倾斜角度被引导至所述光刻胶图案；W及利用所 述被处理的光刻胶图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述衬底。
[0007] 在该方法中，所述离子束W-致的扭转角度被引导至所述光刻胶图案。
[0008] 在该方法中，所述离子束W具有约一50°至约50°的单峰分布的扭转角度被引 导至所述光刻胶图案。
[0009] 在该方法中，所述离子束W具有双峰分布的扭转角度被引导至所述光刻胶图案。
[0010] 在该方法中，所述双峰分布在约12.5°处具有一个离子能量峰值并在约一 12.5°处具有另一离子能量峰值。
[0011] 在该方法中，所述第一气体是Ar,并且提供离子能量为约1.0 kV至约3. 5kV和离子 剂量为约lXei6i〇ns/cm2至约IOXe "i〇ns/cm2的所述离子束。
[0012] 在该方法中，所述第一气体是化，并且提供离子能量为约IkV至约5kV和离子剂量 为约lXei6i〇ns/cm2至约IOXe i6i〇ns/cm2的所述离子束。
[0013] 在该方法中，所述第一气体是SiH4,并且提供离子能量为约2kV至约5kV和离子剂 量为约0. 5Xei6i〇ns/cm2至约3Xe "i〇ns/cm2的所述离子束。
[0014] 在该方法中，所述第一气体是CH4,并且提供离子能量为约IkV至约SkV和离子剂 量为约lXei6i〇ns/cm2至约6Xe i6i〇ns/cm2的所述离子束。 阳01引在该方法中，所述第一气体是W下气体中的一种：邸4、SiH4、Ar、He、〇2、成、C〇2和它 们的组合。
[0016] 根据本发明的另一方面，提供了一种图案化衬底上方的蚀刻层的方法，所述方法 包括：在所述蚀刻层上方形成光刻胶层；图案化所述光刻胶层，W生成图案化的光刻胶层； 对所述图案化的光刻胶层执行离子注入，W生成被处理的图案化的光刻胶层，其中，执行离 子注入包括：提供含CH4、SiH4、Ar或化的处理气体；由所述处理气体生成离子束；和引导所 述离子束W倾斜角度入射到所述衬底上；W及利用所述被处理的图案化的光刻胶层作为蚀 刻掩模来蚀刻所述蚀刻层。
[0017] 在该方法中，所述离子束具有至少0. 5Xei6ions/cm2的离子剂量。
[0018] 在该方法中，所述倾斜角度为至少10°。
[0019] 在该方法中，所述离子束W-致的扭转角度入射到所述衬底上。
[0020] 在该方法中，所述离子束W具有单峰分布的扭转角度被引导入射到所述衬底上。
[0021] 在该方法中，所述离子束W具有双峰分布的扭转角度被引导入射到所述衬底上。
[0022] 根据本发明的又一方面，提供了一种形成集成电路的方法，所述方法包括：图案化 衬底上方的材料层，W生成图案化的材料层；利用由C&、SiH4、Ar和化中的一种所生成的 离子束来处理所述图案化的材料层，并且所述离子束W大于10°的倾斜角度被引导入射到 所述衬底上，W生成被处理的图案化的材料层；W及利用所述被处理的图案化的材料层来 蚀刻所述衬底。
[0023] 在该方法中，所述材料层是光刻胶层。
[0024] 在该方法中，所述材料层是含娃的抗反射涂覆（ARC)层。
[00巧]在该方法中，所述材料层包含娃、碳和氧。
【附图说明】
[0026] 当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可W最佳地理解本发明的各方面。 应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的 讨论，各种部件的尺寸可W被任意增加或减少。
[0027] 图1是用于执行本发明的一个或多个实施例的在衬底上形成目标图案或器件的 方法的流程图。 阳02引图2至图4、图7、图9和图11示出了根据一些实施例的根据图1的方法形成目标 图案的立体图。
[0029] 图5和图6示出了图案化的光刻胶层的边缘粗糖度、宽粗糖度和临界尺寸。
[0030] 图8示出了根据实施例的根据图I的方法离子束入射衬底的倾斜角度和扭转角 度。
[0031] 图10和图12示出了根据实施例的根据图1的方法离子束的示例性的扭转角度分 布。
[0032] 图13至图17是根据实施例的来自根据图1的方法实施的实验室试验的图像和数 据。
【具体实施方式】
[0033] W下公开内容提供了许多不同实施例或实例，用于实现所提供主题的不同特征。 W下将描述组件和布置的特定实例W简化本发明。当然，运些仅是实例并且不旨在限制。例 如，在W下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可W包括第一部件和第二部件W直 接接触的方式形成的实施例，并且也可W包括在第一部件和第二部件之间可W形成附加的 部件使得第一部件和第二部件可W不直接接触的实施例。另外，本发明可W在各个实例中 重复参考标号和/或字符。运种重复是为了简化和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论 的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0034] 此外，为了便于描述，本文中可W使用诸如"在…之下"、"在…下面"、"下部"、 "在…之上"、"上部"等空间相对术语W描述如图所示的一个元件或部件与另一元件或部件 的关系。除图中所示的方位之外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。 装置可W W其它方式定位（旋转90度或在其他方位），并且在本文中使用的空间关系描述 符可同样地作相应地解释。
[0035] 本发明通常设及使用光刻工艺来形成用于集成电路（IC)的图案或器件，并且具 体地，设及处理图案化的光刻胶层，使得在将该图案化的光刻胶层用于随后的蚀刻工艺之 前减小该图案化的光刻胶层的LWR、LER和/或CD。
[0036] 图1示出了根据本发明的各个方面的用于形成目标图案或器件的方法100的流程 图。可在方法100之前、期间和之后提供附加的操作，并且对于该方