[发明专利]减小光刻胶图形线宽粗糙度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种减小光刻胶图形线宽粗糙度的方法。

背景技术

半导体制造工艺中的缺陷是影响半导体器件的良率以及器件性能的一个主要因素。特别对于如今的半导体制造业，当器件尺寸减小到100nm以下时，对于光刻工艺的要求尤为严格。例如，在光刻工艺中，线宽粗糙度（Line Width Roughness，简称LWR）就是较为关注的重要指标。当光刻胶图形的线宽粗糙度越小时，越能够将图形精确地转移至基底上，因而越有助于提高器件的性能。因此，减小光刻胶图形的线宽粗糙度具有非常重要的意义。

虽然现有技术研究出了多种方法来减小光刻胶图形的线宽粗糙度，但是，目前却没有一种有效地办法来减小光刻胶图形的低频线宽粗糙度。

发明内容

本发明要解决的问题是：减小光刻胶图形的低频线宽粗糙度。

为解决上述问题，本发明提供了一种减小光刻胶图形线宽粗糙度的方法，包括：

将表面设有光刻胶图形的基底置于真空室中；

用带状离子束对光刻胶图形进行离子注入，以减小光刻胶图形的低频线宽粗糙度。

可选地，将氦气等离子体化形成所述带状离子束。

可选地，离子注入能量为nkeV至2nkeV，所述n为离子所带电荷的数量。

可选地，将氩气等离子体化形成所述带状离子束。

可选地，离子注入能量为0.25nkeV至1.25nkeV，所述n为离子所带电荷的数量。

可选地，将硅烷等离子体化形成所述带状离子束。

可选地，离子注入能量为1.5nkeV至2.5nkeV，所述n为离子所带电荷的数量。

可选地，离子注入之后，还包括：进行化学气相沉积，以在所述光刻胶图形表面形成聚合物层。

可选地，所述化学气相沉积所采用的气体包括：CH₄。

可选地，所述化学气相沉积所采用的气体还包括：CH₃F、N₂中的一种或两种。

可选地，离子注入之后还包括：将所述基底暴露于用含HBr的气体所形成的第一等离子体环境中，以对所述光刻胶图形进行第一等离子体处理。

可选地，离子注入之后、化学气相沉积之前，还包括：将所述基底暴露于用含HBr的气体所形成的第一等离子体环境中，以对所述光刻胶图形进行第一等离子体处理。

可选地，所述第一等离子体处理步骤中，用于形成所述第一等离子体的第一射频电源断续地打开。

可选地，所述第一射频电源周期性地打开和关闭。

可选地，所述第一等离子体处理步骤中，等离子产生设备的电极被施加第一偏置电压。

可选地，所述第一等离子体处理的工艺参数包括：压力为2至100mtorr，第一射频电源的功率为50至1000W，第一偏置电压为10至200V，HBr的流量为50至1000sccm，所述第一射频电源打开的频率为10至1000Hz，所述第一射频电源打开的时间，与第一射频电源打开和关闭的时间之和的比为10%至90%，处理时间为5至600s。

可选地，离子注入之后还包括：将所述基底暴露于用含H₂的气体所形成的第二等离子体环境中，以对所述光刻胶图形进行第二等离子体处理；

所述第二等离子体处理在第一等离子体处理之前或之后进行。

可选地，所述离子注入之后至少包括两次第一等离子体处理和第二等离子体处理，所述第一等离子体处理和第二等离子体处理交替进行。

可选地，所述第二等离子体处理步骤中，等离子产生设备的电极被施加第二偏置电压。

可选地，所述含HBr的气体还包括：O₂、CO₂、N₂中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

利用带状离子束对表面形成有光刻胶图形的基底进行离子注入之后，光刻胶图形的低频线宽粗糙度会显著地减小。

进一步地，在离子注入之后还包括：将基底暴露于用含HBr的气体所形成的第一等离子体环境中，以对光刻胶图形进行第一等离子体处理。第一等离子体处理之后，光刻胶图形的线宽粗糙度得到了进一步地减小，尤其是光刻胶图形的高频线宽粗糙度显著地减小了。

进一步地，在第一等离子体处理步骤中，用于形成第一等离子体的第一射频电源断续地打开，减小了形成在光刻胶图形表面的石墨状层的厚度，使得光刻胶图形的高频线宽粗糙度能够得到更大程度地减小。