[發明專利]形成包括屏蔽區的形狀陣列的圖形的方法

有效

• 申請號: 201010166680.6
• 申請日: 2010-04-27
• 公開（公告）號: CN101876793A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: C-C·陳;黃武松;李偉健;C·薩爾瑪
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司;英芬能技術公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F7/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;楊曉光

技術領域

本發明涉及半導體處理方法，具體而言，涉及采用不同敏感性的光敏層的垂直疊層的雙曝光光刻方法及其實現結構。

背景技術

在半導體制造中，采用光刻在光致抗蝕劑中構圖特征。光致抗蝕劑層被暴露到入射光，該入射光可以為深紫外(DUV)輻射、中紫外(MUV)輻射、或X射線輻射。可替代地，在電子束光刻中，光致抗蝕劑層可被暴露到高能電子。光子或電子的能量使光致抗蝕劑的暴露部分的化學組成改變，例如，通過交聯、裂變、側鏈去除等等。可以采用光致抗蝕劑的預烘或后烘來使光致抗蝕劑層的曝光部分相對于光致抗蝕劑層的未曝光部分的化學特性改變最大化。

曝光的光致抗蝕劑被顯影以相對于另一者去除光致抗蝕劑的曝光的部分的組和光致抗蝕劑的未曝光部分的組中的一者。根據曝光后的化學性質的改變，光致抗蝕劑層分為正光致抗蝕劑和負光致抗蝕劑。如果光致抗蝕劑在曝光后變得在化學上較不穩定，則該光致抗蝕劑為正光致抗蝕劑。如果光致抗蝕劑在曝光后變得在化學上更穩定，則該光致抗蝕劑為負光致抗蝕劑。在采用正光致抗蝕劑的情況下，通過顯影去除正光致抗蝕劑的曝光部分。在采用負光致抗蝕劑的情況下，通過顯影去除正光致抗蝕劑的未曝光部分。

經顯影的光致抗蝕劑包括光刻圖形。光刻圖形的特征具有與“最小特征尺寸”(也稱為“臨界尺寸”)相同或大于“最小特征尺寸”的尺寸。最小特征尺寸為用于形成光刻圖形的光刻工具的函數。投影系統可以印刷的最小特征尺寸F近似由下式表示：

F＝k×λ/N_A，

其中k為反映體現光刻系統的效率的工具特定比例常數和其他工藝相關因子的系數，λ為用于輻射的光的波長，N_A為透鏡的數值孔徑。典型地，系數k的值在約0.3到約0.5的范圍內。

雖然僅僅關于光刻工具限定了最小特征尺寸并且最小特征尺寸通常隨每一代半導體技術而改變，但是應該理解，最小特征尺寸(即，臨界尺寸)是關于半導體制造時可得的光刻工具的最佳性能而限定的。最小特征尺寸包括最小線寬和嵌套的線圖形的最小線間隔以及嵌套的過孔圖形的最小過孔直徑。通常，最小特征尺寸根據將要印刷在光致抗蝕劑上的特征的幾何形狀而改變。然而，給定幾何形狀并給定特定的光刻工具，最小特征尺寸被限定為可量化數。此外，因為最小可得波長由商業可得的光刻工具中的光源的類型確定，對于給定的幾何形狀，可以基于任何給定時刻的技術能力來限定最小特征尺寸。到2009年為止，最小特征尺寸為約40nm，并預期在未來會縮小。任何小于光刻最小尺寸的尺寸稱為“亞光刻尺寸”。

隨后，采用經顯影的光致抗蝕劑和蝕刻掩模，將經顯影的光致抗蝕劑中的圖形轉移到下伏的層。由此，在半導體結構中可形成的特征尺寸與經顯影的光致抗蝕劑中的特征尺寸直接相關。重復的光刻圖形的最小間距(pitch)為最小特征尺寸的兩倍，這是因為每一個單元圖形包括線路和間隔或過孔和周圍間隔物。

標準光刻方法形成具有光刻尺寸(即，大于最小特征尺寸的尺寸)的圖形。由此，每一代光刻工具對光刻圖形的寬度、間隔以及間距施加限制。這樣的限制是對半導體器件陣列的單元基元尺寸的固有限制。例如，靜態隨機存取存儲器(SRAM)器件、動態隨機存取存儲器(DSRAM)器件、以及閃速存儲器器件采用單元基元的陣列。

發明內容

本發明提供用于形成包括多種形狀的光刻圖形和未構圖的區域的方法。通過圖形轉移將光刻圖形轉移到下伏的層中。