本发明涉及一种基于侧墙工艺与修整工艺（Tri mming)相结合的方法来实现 减小纳米线边缘粗糙度 (line edge roughness, LER)的方法，属于超大规模集成电路 制造技术领域。 背景技术

随着大规模集成电路的发展， 场效应晶体管的特征尺寸不断按比例缩小 (Scaling down), 但是， 在此过程中工艺制备出的线条边缘粗糙度 (LER)却没有随 着等比缩小，相反当器件尺寸进入了亚 lOOnm尺度后，这种线条边缘粗糙度 LER 对器件特性的影响却越来越严重， 例如： LER会导致纳米尺度 MOS器件载流子 迁移率变化、 关态漏电流增加、 短沟道效应恶化等。 为了改善器件的性能， 在现 有传统光刻技术条件下， 开发减小线条 LER工艺是十分必要的。

在集成电路的处理工艺中， Trimming 工艺是一种常用的技术手段。 在

Trimming 工艺的处理中， 例如可以通过激光工艺对集成电路进行微调， 而不需 要物理接触， 由此可以大大减少电路上焊盘数目同时实现高 精度的调整。 关于 Trimming工艺更具体的细节，例如可以参见 Phillip Sandborn和 Peter A. Sandborn 发表的题为 " A Random Trimming Approach for Obtaining High-Precision Embedded Resistors" (参见， IEEE Transactions on A Packaging, VOL. 31, NO. 1, pp. 76-81, Feb. 2008) 的文献， 该文献的全部内容通过引用合并于此。 发明内容

本发明的目的在于提供一种基于侧墙工艺与 Trimming工艺相结合的方法来 实现减小细线条 LER的工艺方法。

一种细线条的制备方法， 包括以下步骤：

( 1 ) 在衬底上制备侧墙工艺的支撑层

该步骤主要目的是制备出后序氧化硅侧墙的支 撑层，该支撑层采用氮化硅薄 膜材料， 氮化硅薄膜的厚度决定了最终形成的侧墙的高 度。可以通过以下工艺步 骤予以实现。

a) 在衬底上淀积氮化硅薄膜；

b) 在氮化硅薄膜上涂光刻胶， 光刻定义出将要作为支撑层的区域； c) 干法 Trimming光刻胶；

d) 干法刻蚀工艺将光刻胶上的图形转移到氮化硅 薄膜上；

e) 去掉光刻胶， 在衬底材料上制备出氮化硅支撑层。

(2) 在衬底上制备氧化硅侧墙

该步骤的主要目的是制备出 LER得到明显改善的氧化硅侧墙， 作为在衬底 材料上制备纳米线的硬掩模图形。氧化硅侧墙 的高度可以通过最终在衬底材料上 制备线条的高度而定， 可通过 （1 ) 侧墙支撑层的高度进行控制。 氧化硅侧墙的 宽度可根据最终在衬底材料上制备线条的宽度 而定，可通过淀积氧化硅的厚度与 湿法 Trimming氧化硅侧墙工艺进行精确的控制。该步� ��主要包括以下工艺流程： a) 在衬底材料和作为支撑层的氮化硅薄膜上淀积 氧化硅薄膜；

b) 干法刻蚀工艺刻蚀氧化硅；

c) 湿法腐蚀氮化硅支撑层；

d) 湿法 Trimming氧化硅侧墙；

( 3 ) 在衬底材料上实现 LER得到明显改善的纳米线条

该步骤主要目的是采用各向异性干法刻蚀工艺 将氧化硅侧墙上定义出的线 条形状转移到衬底材料上， 由于氧化硅侧墙是经过了 3次 Trimming工艺 （干法 Trimming光刻胶工艺、 湿法 Trimming氮化硅和氧化硅）之后形成的细线条， 所 以在衬底材料上制备出的线条的 LER会有明显的改善， 该步骤主要包括以下工 艺流程。

a) 各向异性干法刻蚀衬底材料， 得到衬底材料的纳米细线条；

b) 最后通过湿法腐蚀工艺去除顶层的氧化硅掩模 。

上述方法中，淀积氮化硅和氧化硅是采用低压 化学气相沉积法，刻蚀氮化硅、 氧化硅和衬底材料采用的是各向异性干法刻蚀 技术， 湿法 Trimming氮化硅采用 加热的浓磷酸， 湿法 Trimming氧化硅采用氢氟酸： 氟化铵 （1 :40),湿法腐蚀氧化 硅采用缓冲的氢氟酸。

上述方法中，支撑层材料和侧墙材料可以互换 ，也就是说在上述制备方法中， 可以用氧化硅材料作为支撑层， 氮化硅材料作为侧墙。

本发明的技术优点和效果：

在集成电路制造工艺中， 线条边缘粗糙度 (LER)最初来源于作为掩模的光致 抗蚀剂上,由于光致刻蚀剂分子颗粒较大， 通过一系列光刻和刻蚀工艺后转移到 最终制备出的图形上， 如图 （2) 所示。 针对器件进入纳米尺度以后， 细线条的 LER对器件特性产生越来越严重的影响， 本发明提出了一种基于侧墙工艺与 Trimming工艺相结合的方法来实现减小纳米细线� �� LER的工艺方法。 采用此方 法制备出的氧化硅纳米尺度侧墙的 LER会有明显的改善， 从而在衬底材料上实 现减小的纳米线条的 LER 目的， 且此方法制备出的线条的宽度可由淀积侧墙的 厚度与湿法 Trimming氧化硅侧墙工艺精确控制到 20纳米， 如图 （3 ) 所示。 从 而在衬底材料上制备出优化 LER纳米级的线条。 附图说明

图 l(a)-(i)是本发明提出的一种基于侧墙工艺与 Trimming工艺相结合的方法 来实现减小纳米细线条 LER的工艺流程示意图。

其中， 图 1(a) 在衬底上淀积氮化硅薄膜； 图 1(b) 通过光刻、干法 Trimming 光刻胶、干法刻蚀氮化硅工艺， 在衬底材料上留下氮化硅薄膜图形， 作为后序侧 墙工艺的支撑层； 图 1(c) 去掉光刻胶； 图 1(d)湿法 Trimming氮化硅支撑层； 图 1(e) 在衬底材料和作为支撑层的氮化硅上淀积氧化 硅薄膜； 图 1(f) 干法刻蚀 氧化硅薄膜至衬底； 图 1(g)湿法腐蚀去除氮化硅支撑层， 形成氧化硅侧墙； 图

1(h)湿法 Trimming氧化硅侧墙； 图 l(i) 干法刻蚀衬底材料； 图 1G)湿法腐蚀去 掉顶层的氧化硅掩模， 最终制备出细线条。

图中： 1一衬底材料； 2—氮化硅； 3—光刻胶； 4一氧化硅； 5—衬底材料细 线条。

图 2为基于传统侧墙工艺制备出的纳米线条的 SEM照片。

图 3为采用传统侧墙工艺与 Trimming掩模工艺相结合的方法制备出的纳米 线条的 SEM照片。 具体实施方式

下面通过实例对本发明做进一步说明。需要注 意的是， 公布实施例的目的在 于帮助进一步理解本发明， 但是本领域的技术人员可以理解： 在不脱离本发明及 所附权利要求的精神和范围内， 各种替换和修改都是可能的。 因此， 本发明不应 局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护 的范围以权利要求书界定的范围为 准。

实施例一

根据下列步骤可以实现宽度约为 200 A的 LER得到明显改善的细线条： 1. 在硅衬底上低压化学气相沉积氮化硅薄膜， 厚度为 1500 A, 如图 1(a)所 示；

2. 在氮化硅薄膜上涂光刻胶， 光刻定义出将要作为侧墙支撑层的区域， 接 着是氧等离子体各向同性 Trimming光刻胶 200 A，各向异性干法刻蚀氮化硅 1500 A， 最终将光刻胶上的图形转移到氮化硅薄膜材料 上， 如图 1(b)所示；

3. 去掉光刻胶如图 1(c)所示；

4. 热的 (170°C)浓磷酸 Trimming氮化硅支撑层 200 A， 如图 1(d)所示；

5. 在硅衬底和用作支撑层的氮化硅薄膜上低压化 学气相淀积氧化硅薄膜， 厚度为 400 A， 如图 1(e)所示；

6. 各向异性干法刻蚀氧化硅 400 A， 如图 1(f)所示；

7. 热 (170°C)的浓磷酸腐蚀氮化硅 1500 A, 如图 1(g)所示；

8. 氢氟酸： 氟化铵 (1 :40)湿法 Trimming氧化硅 100 A， 如图 1(h)所示；

9. 各向异性干法刻蚀硅 3000 A， 如图 l(i)所示；

10.缓冲的氢氟酸腐蚀掉顶层的氧化硅掩模， 最终得到宽度为 200 A的细线 条， 如图 1G)所示。

实施例二

用氧化硅材料作为支撑层， 用氮化硅材料作为侧墙， 实现宽度约为 200 A的 LER得到明显改善的细线条的实施步骤如下：

1.在硅衬底上低压化学气相沉积氧化硅薄膜， 厚度为 1500 A;

2.在氧化硅薄膜上涂光刻胶， 光刻定义出将要作为侧墙支撑层的区域， 接着 是氧等离子体各向同性 Trimming光刻胶 200 A，各向异性干法刻蚀氧化硅 1500 A， 最终将光刻胶上的图形转移到氧化硅薄膜材料 上；

3.去掉光刻胶；

4.氢氟酸： 氟化铵 (1 :40)湿法 Trimming氧化硅支撑层 200 A;

5.在硅衬底和用作支撑层的氧化硅薄膜上低压� ��学气相淀积氮化硅薄膜， 厚 度为 400 A;

6.各向异性干法刻蚀氮化硅 400 A;

7.缓冲的氢氟酸腐蚀氧化硅 1500 A;

8.热的（170°C)浓磷酸湿法 Trimming氮化硅 100 A;

9.各向异性干法刻蚀硅 3000 A;

10.热的 (170°C)浓磷酸湿法腐蚀掉顶层的氮化硅掩模，� ��终得到宽度为 200 A 的细线条。 虽然本发明公开了较佳实施例， 然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域 的技术人员， 在不脱离本发明技术方案范围情况下， 都可利用上述揭示的方法和 技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变 动和修饰，或修改为等同变化的等 效实施例。 因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明的技术实质对 以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及 修饰， 均仍属于本发明技术方案保 护的范围内。