專利名稱：減小線頭間距的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路加工制造技術(shù)，尤其涉及減小線頭間距的方法。
背景技術(shù)：
目前，集成電路技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入超大規(guī)模集成電路時(shí)代，隨著集成電路的工藝尺寸 向65納米乃至更精細(xì)的結(jié)構(gòu)發(fā)展，對(duì)于從晶圓(wafer)加工到各種后續(xù)處理工藝都提出了 更高更細(xì)致的技術(shù)要求。 在多晶硅刻蝕(Poly Etch)的過(guò)程中，由于多晶硅柵(Poly line)上預(yù)先涂有一 層抗反身寸涂層(Bottom anti_ref lection coating layer, Bare layer)，因此需要首先打 開(kāi)Barc layer,這一過(guò)程通常也稱為Bare open。此時(shí)的wafer剖面圖如圖1所示，在底 部為之前步驟中形成的淺溝道隔離槽(ShallowTrench Isolation, STI)和有源區(qū)(Active Area, AA)，中間一層為Poly line,最上層為Bare layer。所述的Bare open的過(guò)程就是使 用刻蝕氣體在Bare layer上刻蝕出一個(gè)"缺口 "，由圖1可見(jiàn)，所述Bare layer被打開(kāi)時(shí)， 在缺口兩側(cè)將會(huì)形成兩個(gè)端點(diǎn)(如圖1中A、B所示)，該端點(diǎn)通常稱為線頭(Lineending)， Bare layer被完全打開(kāi)后就會(huì)露出下面的Poly line, Bare layer剩余的形狀在進(jìn)行Poly Etch時(shí)將起到掩模(Mask)的作用，即Poly Etch時(shí)刻蝕氣體只能夠?qū)€頭之間的缺口處 所暴露出來(lái)的Poly line進(jìn)行刻蝕，因此，Poly Etch所得到的形狀是由經(jīng)過(guò)Bare open后 得到的Bare layer的形狀所決定的。 目前進(jìn)行Bare open的方法是使用HBr、 02和Cl2的混合氣體對(duì)Bare layer進(jìn)行 一步干法刻蝕。在現(xiàn)有的工藝下，由于所述混合氣體對(duì)Barc layer進(jìn)行刻蝕時(shí)反應(yīng)生成物 (polymer)較少，因此Bare layer的表面始終完全暴露在刻蝕氣體當(dāng)中，這就使得所述刻 蝕氣體在沿豎直方向?qū)are layer進(jìn)行刻蝕時(shí)(如圖1中實(shí)線所示方向)，同時(shí)還沿水平 方向?qū)arc layer進(jìn)行刻蝕(如圖1中虛線所示方向)，造成Barc layer的線頭端點(diǎn)收縮 較快。 在當(dāng)前的加工技術(shù)下，Barc layer被完全打開(kāi)后得到的所述線頭間距平均長(zhǎng)度應(yīng) 當(dāng)保證在設(shè)計(jì)尺寸的±10%之內(nèi)(例如對(duì)于某種90納米工藝，設(shè)其線頭間距的設(shè)計(jì)尺寸為 100納米，則可接受的線頭間距應(yīng)為90 110納米)。對(duì)于65納米及以下工藝，由于其線 頭間距的設(shè)計(jì)尺寸相比90納米級(jí)以上工藝更小，因此如果繼續(xù)使用現(xiàn)有的加工方法，顯然 得到的線頭間距就會(huì)過(guò)大。 線頭間距過(guò)大就意味著Poly Etch時(shí)Poly line暴露在外的部分較多，并進(jìn)一步 導(dǎo)致Poly line在被Etch后形成的線頭之間的間距過(guò)大，從而帶來(lái)許多問(wèn)題
圖2為經(jīng)過(guò)Poly Etch后的wafer在垂直晶圓表面方向上的俯視圖，圖2中Al和 Bl、 A2和B2即為Poly Etch后得到的兩組線頭的示例，若poly line的線頭之間的間距 過(guò)大，則所述poly line的一端或兩端可能無(wú)法與AA形成足夠的重疊部分(如圖中A2、B1 分別所示位置)，甚至線頭完全退縮為僅與STI重疊(如圖中Al、 B2分別所示位置)，一旦 出現(xiàn)這種情況，最終得到的門電路的柵極開(kāi)啟電壓將會(huì)出現(xiàn)異常，從而導(dǎo)致該門電路無(wú)法正常工作，使得晶圓的良率(Yield)下降；此外，在后續(xù)進(jìn)行門電路的引線接觸孔(Contact Hole, CH)光刻的過(guò)程中，如圖3所示，由于所述CH的軸線位置垂直與晶圓表面，且該軸線 位于AA與STI分界線的附近，則由圖3可見(jiàn)，當(dāng)所述Poly line的線頭之間的間距過(guò)大時(shí)， Poly line的線頭位置相對(duì)于CH的軸線位置"收縮"太多，導(dǎo)致所述CH無(wú)法接觸到poly line而是直接與STI相通，使得門電路的引線無(wú)法接觸到poly line而形成斷路，從而造成 門電路無(wú)法正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的減小線頭間距的方法，能夠減小Bare open過(guò)程中形成的線頭之間 的距離。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的 減小線頭間距的方法，用于干法刻蝕打開(kāi)抗反射涂層的過(guò)程，其特征在于，該方法 包括 使用CF4、 HBr和02的混合氣體進(jìn)行刻蝕后； 再使用HBr和02的混合氣體進(jìn)行刻蝕。 所述使用CF4、 HBr和02的混合氣體進(jìn)行刻蝕的方法包括所述CF4、HBr和02的混合氣體壓強(qiáng)為5 20毫托，CF4氣體的流量為50 500立 方毫米/秒，HBr氣體的流量為10 100立方毫米/秒，02氣體的流量為1 50立方毫米 /秒，所述混合氣體的刻蝕持續(xù)時(shí)間為5 120秒。
所述使用HBr和02的混合氣體進(jìn)行刻蝕的方法包括HBr和02的混合氣體壓強(qiáng)為5 20毫托，HBr氣體的流量為10 200立方毫米/ 秒，02氣體的流量為1 50立方毫米/秒，所述混合氣體的刻蝕持續(xù)時(shí)間為5 120秒。
減小線頭間距的方法，用于干法刻蝕打開(kāi)抗反射涂層的過(guò)程，其特征在于，該方法 包括 使用HBr和02的混合氣體進(jìn)行刻蝕后；
再使用CF4、 HBr和02的混合氣體進(jìn)行刻蝕。 由上述的技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例提供的減小線頭間距的方法，通過(guò)將現(xiàn)有 技術(shù)中刻蝕速度較快的一步刻蝕法修改為兩步刻蝕法，且所述兩步刻蝕的刻蝕氣體對(duì)Bare layer進(jìn)行刻蝕時(shí)polymer較多，所述polymer沉積在線頭處形成的保護(hù)層使得刻蝕氣體 對(duì)bare layer水平方向的刻蝕速度大大減緩，而在豎直方向的刻蝕速度則基本不受影響， 從而能夠有效減小沿豎直方向進(jìn)行Barc open的過(guò)程中Bare layer在水平方向的線頭縮 減，并最終減小poly line線頭間距。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中Bare open過(guò)程中對(duì)Bare layer進(jìn)行刻蝕的示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)過(guò)Poly Etch后的wafer在垂直晶圓表面方向上的俯視圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中線頭間距過(guò)大時(shí)CH與Poly line、STI及AA相對(duì)位置關(guān)系的示 意圖。 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中減小線頭間距的方法的流程圖。
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圖5為本發(fā)明實(shí)施例中減小線頭間距的作用原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 本發(fā)明實(shí)施例提供的減小線頭間距的方法，其流程如圖4所示，具體包括
步驟401 :使用CF4、 HBr和02的混合氣體進(jìn)行Bare open ;
步驟402 :使用HBr和02的混合氣體進(jìn)行Bare open。 其中，步驟401中，使用CF4、HBr和02的混合氣體進(jìn)行Bare open時(shí)，其對(duì)于Bare layer的刻蝕速度較快；而步驟402中，使用HBr和02的混合氣體進(jìn)行Bare open時(shí)，其對(duì) 于Bare layer的刻蝕速度則較慢；但無(wú)論是步驟401所使用的混合氣體還是步驟402所使 用的混合氣體，其對(duì)于Bare layer的刻蝕速度均小于現(xiàn)有技術(shù)所使用的HBr、 02和Cl2。
本發(fā)明實(shí)施例能夠有效減小線頭間距的原理如圖5所示，步驟401和402中使用 的刻蝕氣體，其對(duì)Bare layer進(jìn)行刻蝕時(shí)polymer較多，這些polymer沉積在線頭處形成 一層保護(hù)層(如圖5中陰影部分所示)，使得刻蝕氣體對(duì)barc layer水平方向的刻蝕速度 大大減緩，而在豎直方向的刻蝕速度則基本不受影響。因此，相比現(xiàn)有技術(shù)中使用HBr、02和 Cl2刻蝕氣體的方法，本發(fā)明實(shí)施例提供的兩步法能夠有效減小沿豎直方向進(jìn)行Bare open 的過(guò)程中Bare layer在水平方向的線頭縮減。 需要說(shuō)明的是，所述方法中，既可以先執(zhí)行步驟401，再執(zhí)行步驟402 ;也可以先執(zhí) 行步驟402，再執(zhí)行步驟401 。 但在實(shí)際應(yīng)用中，較佳的實(shí)施方式應(yīng)為先執(zhí)行步驟401，再執(zhí)行步驟402 ;原因在 于，步驟401中使用的CF4、HBr和02的混合氣體，其中的F原子如果接觸到Bare layer下面 的poly line,將會(huì)對(duì)poly line造成腐蝕性傷害。因此，先執(zhí)行步驟401進(jìn)行初段的Bare open,由于步驟401中使用的混合氣體刻蝕速度較快，因此適于快速打開(kāi)Barc layer ;然后 再執(zhí)行步驟402，此時(shí)使用HBr和02的混合氣體進(jìn)行后段的Bare open,該混合氣體中不含 有F原子，因此能夠保證在Bare layer被刻蝕氣體完全穿透時(shí)，下層的poly line不被污 染。 例如，本發(fā)明實(shí)施例提供一種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的配置方式，但同時(shí)應(yīng)當(dāng)指出，在實(shí)際應(yīng)用 中，各集成電路制造工藝商可以根據(jù)自身的加工工藝要求對(duì)所述配置方式進(jìn)行修改，因此 所述配置方式僅為舉例，并不表示對(duì)實(shí)際應(yīng)用的限制；此外，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，對(duì)于Barc open 過(guò)程中已作為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的一些配置參數(shù)(例如用于激活刻蝕氣體進(jìn)入等離子 體狀態(tài)的輸入功率、偏置電壓等)，則不再一一列出
步驟401所使用的混合氣體的配置參數(shù)如下CF4、 HBr和02的混合氣體壓強(qiáng)為5 20mTorr (毫托)，CF4氣體的流量為50 500sccm(立方毫米/秒)，HBr氣體的流量為10 100sccm，02氣體的流量為1 50sccm， 所述混合氣體的刻蝕持續(xù)時(shí)間為5 120s (秒)；
步驟402所使用的混合氣體的配置參數(shù)如下 HBr和02的混合氣體壓強(qiáng)為5 20mTorr， HBr氣體的流量為10 200sccm， 02氣 體的流量為1 50sccm，所述混合氣體的刻蝕持續(xù)時(shí)間為5 120s。
通過(guò)執(zhí)行上述改進(jìn)后的Bare open流程，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)得到的線頭間距的平均值 約為5. 22納米，相比于現(xiàn)有加工技術(shù)形成的24. 18的線頭間距平均值，可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例 能夠?qū)⒕€頭間距縮小大約19納米。 本發(fā)明實(shí)施例提供的減小線頭間距的方法，通過(guò)將現(xiàn)有技術(shù)中刻蝕速度較快的 一步刻蝕法修改為兩步刻蝕法，且所述兩步刻蝕的刻蝕氣體對(duì)Barclayer進(jìn)行刻蝕時(shí) polymer較多，所述polymer沉積在線頭處形成的保護(hù)層使得刻蝕氣體對(duì)bare layer水平 方向的刻蝕速度大大減緩，而在豎直方向的刻蝕速度則基本不受影響。因此，本發(fā)明實(shí)施例 提供的兩步法能夠有效減小沿豎直方向進(jìn)行Bare open的過(guò)程中Bare layer在水平方向 的線頭縮減，并最終減小poly line線頭間距。 最后，容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限定本發(fā)明的精神 和保護(hù)范圍，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員所做出的等同變化或替換，都應(yīng)視為涵蓋在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
減小線頭間距的方法，用于干法刻蝕打開(kāi)抗反射涂層的過(guò)程，其特征在于，該方法包括使用CF4、HBr和O2的混合氣體進(jìn)行刻蝕后；再使用HBr和O2的混合氣體進(jìn)行刻蝕。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用CF4、 HBr和02的混合氣體進(jìn)行 刻蝕的方法包括所述CF4、 HBr和02的混合氣體壓強(qiáng)為5 20毫托，CF4氣體的流量為50 500立方 毫米/秒，HBr氣體的流量為10 100立方毫米/秒，02氣體的流量為1 50立方毫米/ 秒，所述混合氣體的刻蝕持續(xù)時(shí)間為5 120秒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述使用HBr和02的混合氣體進(jìn)行 刻蝕的方法包括HBr和02的混合氣體壓強(qiáng)為5 20毫托，HBr氣體的流量為10 200立方毫米/秒， 02氣體的流量為1 50立方毫米/秒，所述混合氣體的刻蝕持續(xù)時(shí)間為5 120秒。
4. 減小線頭間距的方法，用于干法刻蝕打開(kāi)抗反射涂層的過(guò)程，其特征在于，該方法包括使用HBr和02的混合氣體進(jìn)行刻蝕后； 再使用CF4、 HBr和02的混合氣體進(jìn)行刻蝕。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了減小線頭間距的方法，用于干法刻蝕打開(kāi)抗反射涂層的過(guò)程，包括使用CF4、HBr和O2的混合氣體進(jìn)行刻蝕后；再使用HBr和O2的混合氣體進(jìn)行刻蝕。本發(fā)明提供的減小線頭間距的方法，通過(guò)將現(xiàn)有技術(shù)中刻蝕速度較快的一步刻蝕法修改為兩步刻蝕法，且所述兩步刻蝕的刻蝕氣體對(duì)Barc layer進(jìn)行刻蝕時(shí)polymer較多，所述polymer沉積在線頭處形成的保護(hù)層使得刻蝕氣體對(duì)barc layer水平方向的刻蝕速度大大減緩，而在豎直方向的刻蝕速度則基本不受影響，從而能夠有效減小沿豎直方向進(jìn)行Barcopen的過(guò)程中Barc layer在水平方向的線頭縮減，并最終減小了poly line的線頭間距。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101740482SQ200810227470
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者張海洋, 趙林林, 陳海華, 黃怡 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司