自對準的節距縮減的製作方法

2023-06-07 18:00:16 1

專利名稱：：自對準的節距縮減的製作方法
技術領域：
：本發明涉及半導體器件的形成。
背景技術：
：在半導體晶片處理期間，使用7>知的圖案化和蝕刻工藝在該晶片中形成半導體器件的特徵。在這些工藝中，將光刻膠(PR)材料沉積在晶片上，然後將其暴露於由中間掩模過濾的光線。該中間掩模通常是玻璃平板，利用模版特徵幾何圖形圖案化，該幾何圖形阻止光線穿過中間掩模傳播。在穿過中間掩模之後，光線接觸光刻膠材料的表面。該光線改變光刻膠材料的化學組成，這樣顯影劑能夠去除該光刻膠材料的一部分。在正光刻膠的情況下，去除暴露的區域。而在負光刻膠的情況下，去除未暴露的區i^。此後，蝕刻該晶片，以從不再受到光刻膠材料保護的區域去除下層材料，並由此在該晶片中限定需要的特徵。光刻膠的多種演變類型是已知的。光刻膠圖案具有關鍵尺寸(CD),它可以是最小特徵的寬度。由於依賴于波長的光學屬性，被較長波長光線曝光的光刻膠具有較大的理論最小關鍵尺寸。通過該光刻月交圖案蝕刻特4正。理想i也，該4爭;f正的CD(特4i寬度)等於光刻膠內特徵的CD。實際操作中，因為端面化(faceting)、光刻月交腐蝕、或〗氐切(undercutting),特4正的CD可能大於光刻月交CD。該特徵還會^皮錐化(tapered),其中特4正的CD至少與光刻月交的CD一樣大，但是該特徵錐化而在靠近特徵底部具有較小寬度。這樣的錐化會提供不可靠的特徵。為^是供具有4交小CD的特4i,目前力求〗吏用4交短的波長形成特徵。193nm的光刻月交由193nm光線曝光。使用相移中間掩才莫和其它技術，使用193nm光刻膠可形成90-100nmCD的光刻月交圖案。這可4是供具有90-100nmCD的特4正。157nm光刻月交由157nm光線曝光。使用相移中間掩才莫和其它技術，可形成亞90nmCD光刻膠圖案。這可提供具有亞90nmCD的特徵。相比使用較長波長的光刻膠，使用較短波長的光刻膠可帶來額外的問題。為獲得接近理論極限的CD,該光刻設備應當更力口精確，這需要更昂貴的光刻設備。目前，193nm和157nm光刻月交尚未具有如較長波長光刻膠那樣的高選4奪性，並且在等離子蝕刻條件下可能更容易變形。在導電層蝕刻中，例如在存儲設備的形成中，期望增加器件密度。
發明內容為實現前述和才尋合本發明的目的，才是供了一種在蝕刻層內4是供特徵的方法。在蝕刻層上形成犧牲層。在該犧牲層上形成圖案化掩^t。將犧牲層特徵組蝕刻入該犧牲層。穿過該犧牲層將第一蝕刻層特徵組蝕刻入該蝕刻層。利用填充材料填充該第一蝕刻層特徵組和該犧牲層特徵組的特徵。去除該犧牲層，乂人而該填充材料的部分保持為暴露在該蝕刻層表面上，其中在該暴露的填充材4牛的部分之間具有空隙，該空隙位於之前被該犧牲層佔據的區域內，其中該空隙具有寬度。利用收縮側壁沉積物收縮該填充材衝十的部分之間空隙的寬度。穿過該收縮側壁沉積物將第二蝕刻層特徵組蝕刻入該蝕刻層。去除該填充才才一牛和收縮側壁沉積物。在本發明的另一個表現形式中，提供了一種在蝕刻層中提供特徵的方法。在該蝕刻層上形成犧牲層。在該犧牲層上形成圖案化糹奄才莫。將犧牲層特徵組蝕刻入該犧牲層。通過形成收縮沉積物收縮該犧牲層特徵，包括至少一個循環，其中每個循環包括收縮沉積階4更，其在該犧4生層特4正的側壁上形成沉積物，以收縮該犧4生層特徵，以及收縮形貌成形階,史，其在該犧牲層特4i的側壁上成形該沉積物。穿過該收縮沉積物，將第一蝕刻層特4i組蝕刻入該蝕刻層。去除該收縮沉積物。利用i真充初啡牛:t真充該第一蝕刻層特;f正組和該犧牲層特徵組的特徵。去除該犧牲層，從而該填充材料的部分保持為暴露在該蝕刻層表面上，其中在該暴露的填充材料的部分之間具有空隙，該空隙位於之前被該犧牲層佔據的區域內，其中該空隙具有寬度。利用側壁沉積物收縮在該暴露的填充材料部分之間的空隙寬度，其中該收縮該空隙寬度包括至少一個收縮循環，其中每個收縮循環包4舌收縮沉積階_歐，其在該填充材津牛的側壁上形成沉積物以收縮該空隙，以及收縮形貌成形階^a,其在該》真充初i牛的側壁上成形該沉積物。穿過該收縮側壁沉積物將第二蝕刻層特徵組蝕刻入該蝕刻層。去除該填充材衝+和收縮側壁沉積物。在本發明的另一個表現形式中，提供了一種用於在蝕刻層內形成特徵的裝置，在圖案化掩才莫下的犧牲層已"i殳置於該蝕刻層上。等離子處理室，包括形成等離子處理室內腔的室壁，基片支撐件，其用於在該等離子處理室內腔內支撐基片，壓力調節器，其用於調節該等離子處理室內腔內壓力，至少一個電極，其用於提供功率到該等離子處理室內腔，用於維持等離子，氣體入口，其用於提供氣體到該等離子處理室內月空內，以及氣體出口，其用於4奪氣體/人該等離子處理室內腔排出。與該氣體入口流體連通的氣體源，其包括犧牲層蝕刻劑源、蝕刻層蝕刻劑源、收縮沉積氣體源以及收縮形貌成形氣體源。控制器可控地連接到該氣體源和該至少一個電極，並且包4舌至少一個處理器和計算4幾可讀介質。該計算4幾可讀介質包括用於將犧牲層特徵蝕刻入該犧牲層並且不蝕刻該蝕刻層的計算機可讀代碼；用於利用犧牲層側壁沉積物收縮該犧牲層特徵的計算機可讀代碼；用於穿過該犧牲層側壁沉積物將第一蝕刻特徵組蝕刻入該蝕刻層的計算才幾可讀代碼；用於去除該犧4生層側壁沉積物的計算才幾可讀代碼，其中該特徵隨後^皮填充材料填充；用於去除該犧牲層的計算才幾可讀代7馬，乂人而該:真充材津+的部分^f呆4爭為暴露在該蝕刻層的表面上，其中在該暴露的填充材並牛的部分之間具有空隙；用於利用收縮沉積物收縮該填充材料的部分之間的空隙寬度的計算機可讀代碼，包括至少一個循環，其中每個循環包括用於從該收縮沉積氣體源提供收縮沉積氣體的計算才幾可讀代碼、用於由該收縮沉積氣體產生等離子的計算機可讀代碼、用於停止來自該收縮沉積氣體源的該收縮沉積氣體的計算才幾可讀代碼；用於從該收縮形貌成形氣體源提供收縮形貌成形氣體的計算機可讀代碼；用於由該收縮形貌成形氣體產生等離子的計算機可讀代碼；以及用於停止來自該收縮形貌成形氣體源的收縮形貌成形氣體的計算機可讀代碼；以及用於穿過該收縮沉積物將第二蝕刻特;f正組蝕刻入該蝕刻層的計算4幾可讀代碼。在本發明的另一個表現形式中，提供了一種用於在具有存儲區域和外圍區域的蝕刻層內提供特徵的方法，其中在該存儲區域內的特徵密度至少是在該外圍區域內的特徵密度的兩倍。在該蝕刻層上形成第一和第二犧牲層。在該犧牲層上形成存^f渚圖案化掩模，其中該存儲圖案化掩模在該存儲區域上提供特徵。將第一犧牲層特徵組蝕刻入該第一犧牲層和該第二犧4生層，其中該第一犧牲層特^E組在該存〗諸區i或內。利用填充材術牛填充該第一犧牲層特4i組的特徵。去除該第一犧4生層，從而該填充材衝牛的部分保4爭為暴露在該第二犧牲層的表面上，其中在該暴露的填充材料的部分之間具有空隙，該空隙位於之前被該犧牲層佔據的區域內，其中該空隙具有寬度。利用收縮側壁沉積物收縮在該填充材料的部分之間的空隙寬度，其中該收縮側壁沉積物在該存儲區域上^是供沉積物。穿過該收縮側壁沉積物將第二犧牲層特徵組蝕刻入該蝕刻層，其中該第二犧牲層特徵組僅在該存儲區域內而不在該外圍區域內。去除該填充材泮+和收縮側壁沉積物。在該存4渚區域和外圍區域上形成外圍圖案化<掩才莫，其中在該外圍區域上4是供特徵。穿過該外圍圖案化掩^^蝕刻該第二犧牲層，其中特徵:故蝕刻入該外圍區域內的該第二犧牲層中。去除該外圍圖案化掩^ft。乂人該第二犧牲層將特徵蝕刻入該蝕刻層。在本發明的另一個表現形式中，^是供了一種用於在具有存儲區域和外圍區域的蝕刻層內4是供特4正的方法，其中在該存4渚區域內的特徵密度至少是在該外圍區域內的特徵密度的兩倍。在該蝕刻層上形成第一和第二犧牲層。在該犧牲層上形成存儲圖案化掩模，其中該存儲圖案化掩模在該存儲區域上提供特徵而不在該外圍區域上提供特徵。將第一犧牲層特徵組蝕刻入該第一犧牲層和該第二犧牲層，其中該第一犧牲層特徵組在該存儲區域內。利用填充材料填充該第一犧牲層特徵組的特徵。去除該第一犧牲層，從而該填充材料的部分保持為暴露在該第二犧牲層的表面上，其中在該暴露的i真充材並+的部分之間具有空隙，該空隙^f立於之前^皮該第一犧4生層佔據的區域內，其中該空隙具有寬度。利用收縮側壁沉積物收縮在該填充材料的部分之間的空隙寬度，其中該收縮側壁沉積物在該存儲區域上提供沉積物，其中該收縮該空隙寬度包括至少兩個收縮循環，其中每個收縮循環包括收縮沉積階段，其在該填充材料的側壁上形成沉積物以》1欠縮該空隙，以及》|史縮形貌成形階#殳，其在該i真充材泮+的側壁上成形該沉積物。穿過該收縮側壁沉積物將第二蝕刻層特4正組蝕刻入該第二犧4生層，其中該第二犧4生層特4正組^又在該存^f諸區i或內而不在該外圍區i或內。去除該i真充才才津+禾Ht縮4則壁;兄積、物。在該存儲區域和外圍區域上形成外圍圖案化掩才莫，其中在該外圍區域上才是供特徵而不在該存儲區域上才是供特徵。穿過該外圍圖案化掩才莫蝕刻該第二犧牲層，其中特;f正一皮蝕刻入該外圍區i或內的該第二犧牲層中。去除該外圍圖案化掩模。從該第二犧牲層將特徵蝕刻入該蝕刻層。在本發明的另一個表現形式中，衝是供了一種用於在具有存儲區域和外圍區域的蝕刻層內提供特徵的方法，其中在該存儲區域內的特徵密度至少是在該外圍區域內的特徵密度的兩倍。在該蝕刻層上形成第一和第二犧4生層。在該犧牲層上形成存4諸圖案化掩模，其中該存儲圖案化掩模在該存儲區域上提供特徵而不在該外圍區域上糹是供特徵。將該特;f正蝕刻入該第一犧牲層。利用收縮沉積物收縮該蝕刻入該第一犧牲層內的特徵。透過該收縮沉積物將該第一犧牲層特徵組蝕刻入該第二犧牲層。利用填充材料填充該第一犧牲層特徵組的特徵。去除該第一犧牲層，從而該填充材料的部分保持為暴露在該第二犧牲層的表面上，其中在該暴露的填充材^h的部分之間具有空隙，該空隙位於之前被該第一犧牲層佔據的區域內，其中該空隙具有寬度。利用收縮側壁沉積物收縮在該填充材料的部分之間的空隙寬度，其中該收縮側壁沉積物在該存儲區域上提供沉積物，其中該收縮該空隙寬度包括至少兩個收縮循環，其中每個收縮循環包4舌收縮沉積階,殳，其在該填充材津+的側壁上形成沉積物以收縮該空隙，以及收縮形貌成形階4殳，其在該填充材並+的側壁上成形該沉4隻物。穿過該收縮側壁沉^積物糹奪第二犧4生層淨爭4i糹且蝕刻入該蝕刻層，其中該第二犧4生層特;f正組^義在該存^f諸區域內而不在該外圍區域內。去除該填充材並+和收縮側壁沉積物。在該存4諸區域和外圍區域上形成外圍圖案化掩4莫，其中在該外圍區域上4是供特徵而不在該存儲區域上提供特徵。穿過該外圍圖案化掩衝莫蝕刻該第二犧牲層，其中特徵被蝕刻入該外圍區域內的該第二犧牲層中。去除該外圍圖案化掩才莫。從該第二犧牲層將特徵蝕刻入該蝕刻層。本發明的這些以及其它特點將在以下具體說明中結合附圖更詳細地描述。在以下附圖中，本發明作為示例而不是作為限制來說明，並且其中相同的參考標號指代相同的元件，以及其中圖1是可4吏用於本發明一個實施方式中的處理工藝流禾呈圖；圖2A-L是才艮據本發明一個實施方式處理的堆棧的示意才黃截面圖和頂3見圖；圖3是收縮特徵步驟的更詳細的流程；圖4是可用於實施本發明的等離子處理室的示意圖；圖5A-B顯示了一種計算機系統，其適於實現使用於本發明一個實施方式中的控制器；圖6是本發明另一個實施方式的流程圖；圖7A-0是#4居本發明一個實施方式進4亍處理的堆對戔的示意4黃截面圖和頂^L圖；圖8A-K是才艮據本發明一個實施方式進行處理的堆棧的示意局部頂4見圖。具體實施例方式現才艮據如的多個優選實施方式詳細描述本發明。在以下描述中，闡述了許多具體細節以提供對本發明的徹底理解。然而，對於本領域的技術人員來說，顯然，本發明可不利用這些具體細節中的一些或全部來實施。在有的情況下，/〉知的工藝步驟和/或結構沒有詳細描述，以免不必要地混淆本發明。為<更於理解，圖1是可用於本發明一個實施方式的處理工藝的流程圖。在介電層上形成犧牲層(步驟104)。圖2A是形成在介電層208上的犧牲層212的剖視圖，介電層208在基片204上，形成堆棧200。在該示例中，基片204是矽晶片。蝕刻停止層210設置於犧牲層212和介電層208之間。在該示例中，蝕刻停止層210是氮化物和碳化矽中的至少一種。在其它示例中，蝕刻停止層210可以是其它材料。介電層208是低k電介質，例如有機矽玻璃。在該實施方式中，犧牲層是氧化石圭。在其它實施方式中，犧牲層是SiC、SiN、SiOC、H摻雜SiOC、TiN、TaN、Ti、Ta、Si和Si。2的一種。更概括地，犧牲層可以是如下所述的可相對於填充材料被有選擇性地蝕刻或去除的<壬知的，ROM用以向CPU單向地傳Mr悽t據和指令，而RAM—般用來以雙向方式傳輸數據和指令。這兩種類型的存儲器均可包括下面描述的任何合適的計算機可讀介質。固定磁碟1326也雙向連接到CPU1322;其提供額外的數據存儲能力並且可包括寸壬何下面描述的計算才幾可讀介質。固定》茲盤1326可用來存^f諸禾呈序、數據等，並且一般是次級存儲介質(如硬碟)，其比主存儲器慢。可以理解的是，在適合的情況下，保留在固定磁碟1326內的信息可作為虛擬存〗諸器以才示準的方式結合入存^f諸器1324。可移動》茲盤1314可採用下面描述的<壬<可:計算才幾可讀介質的形式。CPU1322也連接到多種輸入/輸出設備，如顯示器1304、鍵盤1310、滑鼠1312和揚聲器1330。通常，輸入/輸出設備可以是下列任意設備視頻顯示器、軌跡球、滑鼠、鍵盤、麥克風、觸摸顯示器、傳感讀卡器、f茲帶或紙帶閱讀器、書寫板、書寫筆、語音或手寫iK別器、生物iK別器或其它計算才幾。CPU1322可選;也4吏用網絡接口1340連接到另一臺計算機或連接到遠端電信網絡。利用該網絡接口，設想CPU可在執行上述方法步驟過程中從網絡接收信息，或者向該網絡輸出信息。此外，本發明的方法實施方式可在CPU1322上單獨扭J亍或可在如Internet的網鄉各上與遠禾呈CPU十辦同執行，該遠禾呈CPU共享一部分該處理。另外，本發明的實施方式進一步涉及具有計算機可讀介質的計算機存儲產品，在其上有用於執行多種計算機實現的操作的計算機代碼。該介質和該計算機代碼可以是那些為本發明的目的專門設計和構建成的，或者它們可以是對於計算機軟體領域的4支術人員來說公知的並且可以得到的類型。計算機可讀介質的示例包括，Y旦不限於磁介質，如石更盤、專欠盤和》茲帶；光介質，如CD-ROM和全息設備；磁-光介質，如軟光磁碟；以及為了存儲和執行程序代碼而專門配置的硬體設備，包括專用集成電路(ASIC),可編程邏輯設備(PLD)和ROM及RAM設備。計算才幾代碼的示例包括如由編譯器生成的機器代碼和包含高級代碼的文件，該高級代碼可由計算機使用解釋器執行。計算機可讀介質還可包括由嵌入載波中的計算機數據信號傳輸並表示由處理器執行的一系列指令的計算代碼。圖3是收縮犧牲層內特徵寬度步驟(步驟116)的更詳細的流程圖。如圖3所示，收縮該特4正包4舌多個循環處理的循環，該循環處理包括收縮沉積階段(步驟304)和形貌成形P介,爻(步驟308)。優選地，收縮沉積階段(步驟304)使用的沉積氣體包4舌CF4與H2組合、或CH3F和N2或CxFy或CxHyFz中組合的至少一種，具有氧化或還原添加劑，例如氬、氮、或氧，以及載體氣體，例如He、Ar、Ne、Kr、Xe等。更概括地說，沉積氣體包括碳氫化合物、^暖氟化合物和氫氟石友化合物中的至少一種。更優選地，沉積氣體進一步包括載體氣體，例如氬或氙。更優選地，沉積氣體包括氧4b添加劑和還原添加劑中的至少一種，例如02、H2或NH3。收縮沉積階卓殳(步驟304)的一種示例^是供了150sccm的CH3F、75sccm的N2和100sccm的Ar所組成的流。壓力i殳定為80mTorr。基片維持在20。C的溫度。第二RF源448提供在27MHz頻率的400瓦特功率以及在2MHz頻率的0瓦特功率。在沉積階,爻中，提供沉積氣體，該沉積氣體轉換為等離子，然後停止沉積氣體。優選地，收縮形貌成形階,殳利用不同於沉積氣體的形貌成形氣體，並包括CxFy和NF3以及CxHyFz中的至少一種。更優選地，形貌成形氣體進一步包括載體氣體，例如氬或氙。更優選地，形貌成形氣體進一步包括氧化添加劑和還原添加劑中的至少一種，例如02、H2或NHg。收縮形貌成形階段(步驟308)的一個示例提供含卣素(例如，氟、溴、氯)氣體，例如100sccmCF4。在該示例中，CF4是在形貌成形過程中所提供的唯一氣體。提供20mTorr的壓力到該室。第二RF源448提供在27MHz頻率的600瓦特功率以及在2MHz頻率的O瓦特功率。在形貌成形階段中，提供形貌成形氣體，該形貌成形氣體轉變為等離子，然後停止該形貌成形氣體。優選地，收縮側壁使犧牲層特徵的寬度減小5-80%。更優選地，該收縮側壁使犧牲層特徵的寬度減小5-50%。該周期性的循環可具有額外的沉積和/或成形階_阮，或者可具有其它額外的階段。在另一個實施方式中，在犧牲層被蝕刻之前，該收縮可由光刻膠掩模內的特徵組成。在此情況下，蝕刻犧牲層和介電層可在單個的步—驟或分開的步艱《中完成。然後，第一特4正組的特4正220穿過犧4生層和圖案化掩才莫214內的收縮的特徵蝕刻入介電層208(步驟120),如圖2E所示。-使用常^見的電介質蝕刻。剝除圖案化掩才莫和收縮的側壁(步驟124)，如圖2F所示。去除掩模和收縮的側壁可以是單個步驟或多步驟工藝。在該步艱朵中可4吏用灰4匕處理。然後利用填充材料224填充特徵(步驟128)，如圖2G所示。在該實施方式中，填充材料是聚合物材料，例如光刻膠、碳氫化合物、摻雜碳氫化合物，例如氟化碳氫化合物、無定形碳、和類金剛石碳。在說明書和權利要求書中，無定形碳和類金剛石碳為具有的氫比一般聚合物少的類聚合物材料。一般地，填充材料可描述為HxCy、HxCyFj。HxCySiz。更一般地，填充材料可描述為C、H、F以及Si雜質或其它雜質的任何組合。在該實施方式中，填充材料是由旋塗(spinon)處理、PECVD(等離子增強化學氣相沉積)處理和LPCVD(^f氐壓^:學氣相沉4積)處理的至少一種所形成的聚合物材料。平化填充材料224(步驟132)，如圖2H所示。可通過諸如化學坤幾械拋光(CMP)或回蝕刻的處理工藝進行平化。在該實施方式中，平化用於暴露犧4生層212。在一個備選的實施方式中，可4吏用周期性的沉積和成形階萃殳處理，以在單一的步驟中利用填充材料填充特徵、平化以及暴露該犧4生層。其它處理也可用來以單一的步艱^K^齊步-腺128和132。去除犧牲層(步驟136)，如圖2I所示。對填充材料224進行平化以暴露犧牲層212是為了去除犧牲層。選擇蝕刻處理可用於有選才奪地去除該犧牲層而不去除填充材料224。如圖4所示的處理室400可用於完成此處理。在該示例中，氟化氫(HF)溼蝕刻(浸蝕)用於去除氧化-圭犧牲層。由於去除了該犧牲層，填充材料224的部分伸出到介電層208的表面以上，其中伸出到介電層208表面以上的該填充材料224的部分之間形成空隙217,並且空隙217位於之前被犧牲層佔據的區域內。空隙217具有寬度"wl",如圖2I所示。為去除犧4生層而不去除填充材料224或介電層208，犧牲層必須是在不去除填充材料224或介電層208的前提下可被去除的材料。通過在暴露的填充材料224側壁上形成收縮的側壁228,來收縮聚合物材料224之間的空隙(步驟140),以形成具有減小寬度"w2"的減小的空隙232,如圖2J所示。形成收縮側壁228以產生減小的空隙的步驟可通過將基片置於處理室內來執行。另夕卜，收縮側壁可以是如上面關於之前的收縮處理所述的多步驟循環處理。穿過縮減的側壁228之間的減小的空隙，將第二特徵組的特徵236蝕刻入介電層208內，如圖2K所示。使用傳統的用於蝕刻介電層208的蝕刻製法。去除填充材料以及該填充材料的縮減的側壁(步驟148),如圖2L所示，並具有第一特;f正特組的特;f正220以及第二特;f正組的特徵236。下表提供了犧牲層材料和填充材料的多種組合。雙層(Duo)是具有矽的碳氫化合物材料。有機聚合物可以是無定形碳、光刻月交或者底部抗反射塗層(BARC)。該組合允許^吏用等離子蝕刻或溼剝除，相對填充材料和介電層有選擇地去除犧牲層，以及使用氧化、還原、或溼剝除，相對介電層有選擇地去除填充材誶十。tableseeoriginaldocumentpage27SOG是^走塗^皮璃。在該示例中，02等離子剝除用於去除聚合物填充材泮牛。線條及外圍布圖示例為便於理解，圖6是本發明另一個實施方式的流程圖，其使用三個硬掩模層並提供存儲單元線條圖案和外圍區域圖案。在蝕刻層上形成犧牲層(步艱《604)。圖7A是形成在蝕刻層708上的第一犧4生層710、第二犧4生層712以及第三犧4生層714的4黃截面視i圖，該蝕刻層708在基片704上，它們形成堆棧700。在該示例中，基片704為矽片。蝕刻停止層716設置於第三犧牲層714和蝕刻層708之間。在該示例中，蝕刻停止層716是氮化物和碳化矽的至少一種。在其它示例中，蝕刻停止層716可以是其它材津牛。蝕刻層708是低k電介質，例如有機矽玻璃。在該實施方式中，第一犧牲層是SiO，第二犧牲層是SiN，以及第三犧牲層是SiC或SiO。最好令第二犧牲層不同於第一和第三犧牲層，以允許在相鄰層之間有選擇地蝕刻和去除。在其它實施方式中，犧牲層是SiC、SiN、SiOC、H摻雜SiOC、TiN、TaN、Ti、Ta、Si和Si02的組合。更積ii舌i也，犧牲層可以是任何如下面所述的相對於相鄰層和填充材料:故有選才奪性地蝕刻或去除的材料。在第一犧牲層710上形成存l渚圖案化掩模718(步驟608)，如圖7B所示。優選地，掩模718是光刻膠材料。圖8A是堆棧700和基片的部分的俯視圖，顯示出在第一犧牲層710上的掩模718。堆棧700形成存4諸區域804和外圍區域808,它們由分割線812限定。夕卜圍區域808完全被存儲圖案化掩模718遮掩，從而在存儲區域內但不在外圍區域內蝕刻特徵。將犧4生層特4正719蝕刻入第一犧牲層710(步-驟612),如圖7C所示。當特徵719蝕刻7v第一犧4生層710後，4吏用縮減處理，以通過形成犧4生層收縮側壁720來收縮在第一犧牲層710內特徵719的寬度(步驟616)，如圖7D所示。然後穿過收縮側壁720將特徵738蝕刻入第二犧牲層712(步驟620),如圖7E所示。通過例如剝除處理去除掩模和收縮側壁(步驟624),如圖7F所示。圖8B是圖7F中顯示的堆棧700—部分的俯-現圖。在該實施方式中，由於外圍區域808完全遮掩，夕卜圍區域808內的第一犧牲層710尚未^皮蝕刻。在一種備選的實施方式中，存儲圖案掩模可用於將特徵蝕刻入該第一犧牲層和笫二犧^生層，而不需要中間的收縮步芬聚。然後利用填充材料722填充特徵(步驟628),如圖7G所示。在該實施方式中，填充材料是聚合物材料，例如光刻膠、碳氫化合物、摻雜碳氫化合物(例如氟化碳氫化合物)、無定形碳和類金剛碳。在說明書和權利要求書中，無定形碳和類金剛石石友為具有的氫比一般聚合物少的類聚合物材料。概括地，填充材料可描述為HxCy、HxCyFz、和HxCySiz。更概括地，填充材料可描述為C、H、F以及Si雜質或其它雜質的任何組合。在該實施方式中，填充材料是由旋塗(spinon)處理、PECVD(等離子增強化學氣相沉積)處理和LPCVDH氏壓化學氣相沉積)處理的至少一種所形成的聚合物材料。平化填充材^h722(步驟632)，如圖7G所示。可通過諸如化學積4成拋光(CMP)或回蝕刻的處理工藝#丸4亍平化。在該實施方式中，平^f匕用於暴露犧對生層710。圖8C是如圖7G所示的堆才戔700—部分的俯-現圖。在一個備選的實施方式中，4吏用周期性的沉積和成形階段處理，以在單個的步驟中利用填充材料填充特徵、平化以及暴露該犧牲層。其它處理也可用來以單一的步驟代替步驟628和632。去除第一犧牲層710(步驟636),如圖7H和圖8D所示。對填充材料722進行平化以暴露第一犧牲層710是為了去除第一犧4生層710。選4奪蝕刻處理可用於有選擇;也去除該第一犧4生層，而不去除填充材#+722。如圖4所示的處理室400可用於完成此處理。在該示例中，氟化氫(HF)溼蝕刻(浸蝕)用於去除氧化矽犧牲層。由於去除第一犧牲層710，填充材:扦722的部分伸出到堆700的表面以上，其中在伸出到堆700表面以上的填充材4牛722的部分之間形成空隙732，並且空隙732位於之前被第一犧牲710層佔據的區域內。空隙732具有寬度"wl",如圖7H所示。為去除第一犧4生層而不去除3真充初3+722或第二犧4生層712，第一犧4生層710必須是在不去除填充材料722或第二犧牲層712的前^是下可被去除的材詳牛。通過在暴露的填充材料722側壁上形成收縮側壁734,來收縮聚合物材一+722之間的空隙(步4聚640)，以形成具有減小的寬度"w2"的減小的空隙736，如圖7I和圖8E所示。收縮填充材料之間空隙的步驟可通過將基片置於處理室內而進;f於。另夕卜，收縮工藝可以是如上面關於之前的收縮處理所述的多步驟循環處理。使用多步驟收縮處理，例如圖3所示的處理，允許在外圍區域808的隔離區域上沉積材料，並允許在存儲區域804中密集區內的特徵底部選4奪地去除聚合物。由此，該多步4聚周期處理沉積^是供的該選^奪處理步驟^是供了覆蓋整個外圍區域808的聚合物822，而存儲區域特徵的底部具有4艮少或優選地沒有沉積物。優選地，扭^f亍至少兩個收縮循環。更優選地，執行3-20個收縮循環。通過收縮的空隙將第二特徵組的特徵740蝕刻入第二犧牲層712(步驟644)，如圖7J和圖8F所示。去除填充材並牛和該填充材^l"的縮減側壁(步艱《648)，如圖7K和圖8G所示，並具有第一特4iiEL的iNM正738和第二4爭;f正糹且的特徵740。在堆棧700上形成外圍圖案掩才莫728(步驟652),如圖7L和8H所示。在該實施方式中，夕卜圍圖案掩模728遮掩整個存儲區域804,並在外圍區域內形成用於線條或器件的圖案，這才羊沒有特徵蝕刻入存儲部分，而是特徵會穿過外圍圖案掩才莫蝕刻入外圍區域內。外圍特徵被蝕刻入在外圍區域內的第二犧牲層(步驟656)，如圖8I所示。因為在此實施方式中存儲區域被遮掩，存4諸區域不被蝕刻，從而不能穿過外圍掩模將特徵蝕刻入存儲區域。剝除該掩模(步驟660),如圖7M和圖8J所示。將特徵從第二犧牲層蝕刻到第三犧牲層(步驟664)，如圖7N所示。然後將特4正從第三犧牲層714蝕刻入蝕刻層708(步-驟668),如圖70和圖8K所示。可l是供其它的步驟，例如利用導電材料填充該特4正。在該示例中，^是供第三犧4生層714和蝕刻4亭止層716以在形成掩才莫特徵過程中4呆護蝕刻層708。在其它實施方式中，例如當在第二犧牲層和蝕刻層之間具有高選擇性時，可不需要第三犧牲層和/或阻擋層。在其它實施方式中，可省去一些步驟或添加一些額外的步驟。例如，如果利用掩模達到期望的CD，那麼在將特徵僅蝕刻入第一犧牲層後的收縮步驟便可省去。該處理工藝在外圍區域提供了較低密度的節距，而在存儲區域內提供較高密度的節距。在該示例中，存儲區域的特徵密度可高達外圍區域內特徵密度的兩倍。利用本發明的附加的遮掩處理工藝，存儲區域內的特徵密度可至少比外圍區域內的特徵密度大三倍。該處理工藝|是供的蝕刻特4正是4吏用常失見蝕刻處理並^f吏用相同的光刻膠掩模所形成的特徵的CD的一半及其節距的一半。該處理工藝允許使用單個光刻膠糹務才莫來減半節距，而同時提供在第一特;f正組和第二特4i組之間的自動對準。在上述^尤選的實施方式中，可省去或改變一些步-腺，而不增加CD和/或增加節-巨。在該優選實施方式中的其它步-驟也可省去或改變，談氟化合物和氫氟^友化合物的至少一種，並且該形貌成形氣體包括CxFy、NF3和CxHyFz的至少一種。10.根據權利要求2-9中任一項所述的方法，其中該收縮該犧牲層特徵包括至少一個收縮循環，其中每個收縮循環包括收縮沉4隻階l殳，其在該犧4生層的側壁上形成;兄積、物以4欠縮該犧對生層淨爭4正；以及收縮形貌成形階段，其在該犧牲層特徵的側壁上成形該沉積物。11.根據權利要求IO所述的方法，其中該收縮沉積階段包括4是供沉積氣體；由該沉積氣體形成等離子；以及停止該沉積氣體的流動。12.根據權利要求11所述的方法，其中該收縮形貌成形階段包括提供不同於該沉積氣體的形貌成形氣體；由該形貌成形氣體形成等離子；以及停止該形貌成形氣體的流動。13.根據權利要求12所述的方法，其中該沉積氣體包括碳氫化合物、碳氟化合物和氫氟碳化合物的至少一種，並且該形貌成形氣體包括CxFy、NF3和CxHyFz的至少一種。14.根據前述權利要求中任一項所述的方法，進一步包括利用導電材料填充該特徵。15.4艮據前述^又利要求中4壬一項所述的方法，進一步包4舌在該犧牲層和該蝕刻層之間提供蝕刻阻止層。16.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中該蝕刻層在具有存儲區域和外圍區域的介電層之上，並且其中該第一蝕刻層特徵組和第二蝕刻層特徵組在該介電層的存儲區域而不是在該介電層的外圍區域上形成，並且進一步包括在該存儲區域和外圍區域上形成外圍圖案化掩才莫，其中在該外圍區域上提供特徵；穿過該外圍圖案化4備才莫蝕刻該蝕刻層，其中在該外圍區域內將特徵蝕刻入該蝕刻層；去除該外圍圖案化掩才莫；以及從該蝕刻層將特徵蝕刻入該介電層。17.根據權利要求16所述的方法，其中該存儲圖案化掩模不在該外圍區域上提供特徵，並且其中該外圍圖案化掩模不在該存儲區域上^是供特徵，並且其中該蝕刻該第一犧牲層特;f正組不在該夕卜圍區域內蝕刻特徵。18.根據權利要求16或17所述的方法，其中該將第一犧牲層特徵組蝕刻入該犧牲層和該蝕刻層，包4舌將該特徵蝕刻入該犧牲層；利用收縮沉積物，收縮蝕刻入該犧4生層的特;f正；以及穿過該收縮沉積物將該第一犧牲層特徵組蝕刻入該蝕刻層。19.根據權利要求18所述的方法，進一步包括在蝕刻該第一犧牲層特4正組後，去除該JR縮沉積物。20.4艮據4又利要求19所述的方法，其中該去除該收縮沉積物是在利用該填充材4+填充該第一犧牲層特4正組之前。21.根據權利要求16-20中任一項所述的方法，其中穿過該蝕刻層將該特4正蝕刻入該介電層，包4舌穿過該蝕刻層將特徵蝕刻入掩才莫層，以及穿過該掩才莫層將該特徵蝕刻入該介電層。22.由根據前述權利要求中任一項所述的方法形成的半導體器件。23.—種在蝕刻層內提供特徵的方法，包括在該蝕刻層上形成犧牲層；在該犧牲層上形成圖案化掩才莫；將犧牲層特徵組蝕刻入該犧牲層；通過形成收縮沉積來收縮該犧牲層特徵，包括至少一個循環，其中每個循環包括收縮沉積階段，其在該犧牲層特徵的側壁上形成沉積物以收縮該犧4生層特4正；以及收縮形貌成形階段，其在該犧牲層特徵的側壁上成形該沉積物；穿過該收縮沉積物將第一蝕刻層特;f正組蝕刻入該蝕刻層；去除該收縮沉積物；利用填充材料填充該第一蝕刻層特徵組和該犧牲層特徵組的特4i;去除該犧牲層，從而該填充材料的部分保持為暴露在該蝕刻層表面上，其中在該暴露的填充材料的部分之間具有空隙，該空隙位於之前^L該犧牲層佔據的區域內，其中該空隙具有寬度；利用側壁沉積物收縮在該暴露的填充材料的部分之間的空隙寬度，其中該收縮該空隙寬度包括至少一個收縮循環，其中每個收縮循環包括收縮沉積階段，其在該填充材料的側壁上形成沉積物，以4文縮該空隙；以及收縮形貌成形階段，其在該填充材料的側壁上成形該沉積物；穿過該收縮側壁沉積物將第二蝕刻層特;f正組蝕刻入該蝕刻層；以及去除該填充材料和收縮側壁沉積物。24.—種用於在蝕刻層內形成特徵的裝置，在圖案化掩4莫下的犧牲層已設置於該蝕刻層上，包括等離子處理室，包:^舌形成等離子處理室內腔的室壁；基片支撐件，其用於在該等離子處理室內腔內支撐基片；壓力調節器，其用於調節該等離子處理室內腔內壓力；至少一個電機，其用於4是供功率到該等離子處理室內腔，以用於維持等離子；氣體入口，其用於提供氣體到該等離子處理室內腔內；以及氣體出口，其用於將氣體從該等離子處理室內腔排出；與該氣體入口流體連通的氣體源，其包括犧4生層蝕刻劑源；蝕刻層蝕刻劑源；4欠縮沉》積、氣體源；以及收縮形貌成形氣體源；可控i也連4妄到該氣體源和該至少一個電才及的糹空制器，其包括至少一個處J裡器；以及計算才幾可讀介質，其包4舌用於將犧牲層特徵蝕刻入該犧牲層並且不蝕刻該蝕刻層的計算機可讀代碼；用於利用犧牲層側壁沉積物收縮該犧牲層特徵的計算才幾可讀代碼；用於穿過該犧牲層側壁沉積物將第一蝕刻特;f正組蝕刻入該蝕刻層的計算才幾可讀^碼；用於去除該犧牲層側壁沉積物的計算機可讀代碼，其中該特4i隨後輛:填充材料填充；用於去除該犧4生層的計算才幾可讀代7馬，乂人而該填充材料的部分保持為暴露在該蝕刻層的表面上，其中在該暴露的填充材料的部分之間具有空隙；用於利用收縮沉積物收縮該填充材庫+的部分之間空隙寬度的計算才凡可讀代碼，包括至少一個循環，其中每個循環包括用於/人該收縮沉積氣體源^是供收縮沉積氣體的計算才幾可讀^R^馬；用於乂人該收縮沉積氣體產生等離子的計算機可讀代碼；用於停止來自該收縮沉積氣體源的該收縮沉積氣體的計算機可讀代碼；用於從該收縮形貌成形氣體源提供收縮形貌成形氣體的計算機可讀代碼，該收縮形貌成形氣體不同於該jj丈縮;;冗積氣體；用於從該收縮形貌成形氣體產生等離子的計算才幾可讀代/馬；以及用於停止來自該收縮形貌成形氣體源的該收縮形貌成形氣體的計算才幾可讀^碼；以及用於穿過該收縮沉積物將第二蝕刻特4i組蝕刻入該蝕刻層的計算機可讀代碼。25.—種用於在具有存儲區域和外圍區域的蝕刻層內提供特;枉的方法，其中在該存儲區域內的特徵密度至少是在該外圍區域內的淨爭4正密度的兩倍，該方法包4舌在該蝕刻層上形成第一和第二犧牲層；在該犧牲層上形成存儲圖案化掩才莫，其中該存儲圖案化掩模在該存儲區域上提供特徵而不在該外圍區域上提供特徵；將第一犧4生層特徵組蝕刻入該第一犧牲層和該第二犧牲層，其中該第一犧牲層特徵組在該存儲區域內；利用i真充才才並牛填充該第一犧4生層特4正組的特4正；去除該第一犧牲層，從而該填充材料的部分保持為暴露在該第二犧牲層的表面上，其中在該暴露的填充材料的部分之間具有空隙，該空隙位於之前被該犧牲層佔據的區域內，其中該空隙具有寬度；利用收縮側壁沉積物收縮在該暴露的填充材料的部分之間的空隙寬度，其中該收縮側壁沉積物在該存4渚區域上^是供沉積物，其中該收縮該空隙寬度包4舌至少兩個收縮循環，其中每個收縮循環包4舌收縮沉積階^史，其在該填充材術+的側壁上形成沉積物以/R縮:該空隙；以及收縮形貌成形階段，其在該填充材料的側壁上成形該沉積物；穿過該收縮側壁沉積物將第二蝕刻層特徵組蝕刻入第二犧牲層，其中該第二犧牲層特徵組僅在該存儲區域內而不在該外圍區i或內；去除該i真充糹才一+和收縮側壁;兄積物；在該存儲區域和外圍區域上形成外圍圖案化掩模，其中在該外圍區域上提供特徵而不在該存儲區域上提供特徵；穿過該外圍圖案化掩才莫蝕刻該第二犧牲層，其中在該外圍區域內將特;f正蝕刻入該第二犧牲層；去除該外圍圖案化掩模；以及從該第二犧4生層將特;f正蝕刻入該蝕刻層。26.根據權利要求25所述的方法，其中該收縮沉積階段包括提供沉積氣體；由該沉積氣體形成等離子；以及停止該沉積氣體的流動，並且其中該收縮形貌成形階|殳包括提供不同於該沉積氣體的形貌成形氣體；由該形貌成形氣體形成等離子；以及停止該形貌成形氣體的流動。27.—種用於在具有存^f渚區域和外圍區域的蝕刻層內^是供特徵的方法，其中在該存儲區域內的特徵密度至少是在該外圍區域內的特4正密度的兩4咅，該方法包4舌在該蝕刻層上形成第一和第二犧牲層；在該犧牲層上形成存儲圖案化掩模，其中該存儲圖案化4奄模在該存4諸區域上4是供特徵而不在該外圍區域上^是供特;f正；將該特4i蝕刻入該第一犧4生層；利用收縮沉積物收縮該蝕刻入第一犧牲層內的特徵；透過該收縮沉積物將該第一犧牲層特徵組蝕刻入該第二犧牲層；利用填充材料填充該第一犧牲層特徵組的特徵；去除該第一犧4生層，/人而該填充材一牛的部分^f呆持為暴露在該第二犧牲層的表面上，其中在該暴露的填充材料的部分之間具有空隙，該空隙位於之前被該犧牲層佔據的區域內，其中該空隙具有寬度；利用收縮側壁沉積物收縮在該暴露的填充材料的部分之間的空隙寬度，其中該收縮側壁沉積在該存〗諸區域上4是供沉積物，其中該收縮該空隙寬度包括至少兩個收縮循環，其中每個收縮循環包括收縮沉積階^殳，其在該填充材料的側壁上形成沉積物j]t縮該空隙；以及收縮形貌成形階_歐，其在該填充材津+的側壁上成形該沉積物；穿過該收縮側壁沉積物將第二蝕刻層特;f正組蝕刻入該第二犧牲層，其中該第二犧牲層特徵組僅在該存儲區域內而不在該外圍區i或內；去除該i真充初J+和收縮側壁;兄積物；在該存儲區域和外圍區域上形成外圍圖案化掩才莫，其中在該外圍區域上提供特徵而不在該存儲區域上提供特徵；穿過該外圍圖案化掩模蝕刻該第二犧牲層，其中在該外圍區域內將特徵蝕刻入該第二犧牲層；去除該外圍圖案化掩模；以及從該第二犧牲層將特徵蝕刻入該蝕刻層。全文摘要提供了一種在蝕刻層中提供特徵的方法。在該蝕刻層上形成犧牲層。將犧牲層特徵組蝕刻入該犧牲層。穿過該犧牲層將第一蝕刻層特徵組蝕刻入該蝕刻層。利用填充材料填充該第一蝕刻層特徵組和該犧牲層特徵組。去除該犧牲層。利用側壁沉積物收縮在該填充材料的部分之間的空隙寬度。穿過該收縮側壁沉積物將第二蝕刻層特徵組蝕刻入該蝕刻層。去除該填充材料和收縮側壁沉積物。文檔編號H01L21/28GK101317248SQ200680044677公開日2008年12月3日申請日期2006年11月17日優先權日2005年11月30日發明者S·M·列扎·薩賈迪,崔大漢,李尚憲,金智洙申請人:朗姆研究公司