[發明專利]形成半導體器件的精細圖案的方法

有效

• 申請號: 200710080093.3
• 申請日: 2007-03-07
• 公開（公告）號: CN101145513A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 鄭載昌;文承燦;卜喆圭;閔明子;潘槿道;林喜烈
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F7/00;G03F7/20;G03F7/26
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧紅霞;張天舒

技術領域

本發明涉及一種半導體存儲器件的制造方法，更具體地，涉及在半導體器件中形成精細圖案的方法。

背景技術

根據形成半導體器件精細圖案的一般方法，在半導體基板上形成基層。基層可以為絕緣層、多晶硅層或金屬層。將光阻膜涂覆在基層上。用曝光掩模將光阻膜曝光和顯影以形成光阻膜圖案。光阻膜圖案以現有光刻法所能形成的最小間距與最小線寬形成。在線/空(line/space)圖案中，最小間距包含具有等寬度(1F)的圖案和空區。使用光阻膜圖案作為蝕刻掩模蝕刻基層，以形成基層圖案。除去光阻膜圖案以形成精細的基層圖案。

然而，由于現有光刻法中的分辨率限制，很難在半導體器件中獲得高的集成度。因此，有需要開發不用太多成本即可克服分辨率限制的設備。

發明內容

本發明的各種實施例旨在提供一種使用雙曝光技術形成精細圖案的改良的方法。

根據本發明的實施例，一種形成半導體器件精細圖案的方法包括下列步驟：在包含基層的半導體基板上形成第一光阻膜圖案；將第一光阻膜圖案曝光，以從第一光阻膜圖案產生酸；將第一光阻膜圖案漂白以中和該酸；以及在第一光阻膜圖案之間形成第二光阻膜圖案。

第一光阻膜圖案的曝光工序采用范圍從約30毫焦耳/平方厘米(mJ/cm²)至約200mJ/cm²的曝光能量進行，曝光能量的優選范圍是從約80mJ/cm²至約120mJ/cm²。第一光阻膜圖案的漂白工序使用堿性物質進行，該堿性物質選自由三乙胺、六甲基二硅烷(HMDS)、氨、甲胺及其組合所組成的群組。漂白可以工序通過濕式法進行。濕式漂白工序包括：將包含第一光阻膜圖案的半導體基板在漂白溶液中沉淀50～70秒，然后將半導體基板旋轉脫水。漂白可以工序通過干式法進行。干式漂白工序在60℃或更低的溫度下將漂白物質噴灑在半導體基板上而進行。形成第二光阻膜圖案的步驟包括：將第二光阻膜涂覆于包含第一光阻膜圖案的半導體基板上，然后用第二曝光掩模將第二光阻膜曝光和顯影，以在第一光阻圖案之間形成第二光阻膜圖案。第二光阻膜包含C₄-C₈醇作為溶劑。該溶劑選自由下列物質所組成的群組，這些物質包括：1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1，2-二甲基-1-丙醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、2-甲基-戊醇、3-甲基戊醇、4-甲基戊醇、1，3-二甲基丁醇、1，2-二甲基丁醇、庚醇、辛醇及其組合。第二曝光掩模與用來形成第一光阻膜圖案的第一曝光掩模相同，或是另外的曝光掩模。第一光阻膜圖案或第二光阻膜圖案的間距是“a”，而第一光阻膜圖案與第二光阻膜圖案之間的間距是“a/2”。此外，硬掩模層和抗反射膜形成于第一光阻膜圖案與半導體基板之間的界面處。

在一個實施例中，一種形成半導體器件圖案的方法包括：提供包含基層的半導體基板；在基層上形成第一光阻圖案；將第一光阻圖案曝光，以從第一光阻圖案產生酸；將第一光阻圖案漂白以使第一光阻圖案對曝光無反應；在基層與對曝光無反應的第一光阻圖案上形成第二光阻膜；以及將第二光阻膜曝光以形成第二光阻圖案，從而在基層上產生第一光阻圖案和第二光阻圖案。基層可以為基板或設置在基板上的層。

在另一個實施例中，一種在基板上形成圖案的方法包括：提供包含基層的基板；在基層上形成第一圖案，第一圖案構造成在曝光時起化學反應，第一圖案具有多個帶有間距的第一結構；將第一圖案轉化成在曝光時不起化學反應的第二圖案，第二圖案具有多個第二結構，第二結構具有與第一結構相同的間距；在第二圖案與基層上形成膜，該膜構造成在曝光時起化學反應；將該膜曝光以形成具有多個帶有間距的第三結構的第三圖案，從而在基層上產生第二圖案和第三圖案；以及將第二圖案和第三圖案轉移到基層上。

在另一個實施例中，第二結構和第三結構以交替排列方式提供。第一圖案和第二圖案是光阻圖案，而第二圖案是已經被漂白成對曝光無反應的第一圖案。基層是基板或該基板上的層。第一結構、第二結構和第三結構具有基本上相同的間距。

附圖說明

圖1a至le是橫截面圖，示出根據本發明實施例的在半導體器件中形成精細圖案的方法。

具體實施方式

本發明涉及一種在半導體器件中形成精細圖案的方法。通過利用兩個單獨的光刻工序制造一個掩模而產生該精細圖案。每個工序產生分辨率等于常規方法的圖案，但是將它們結合后可以產生超越常規方法極限的圖案。