[發(fā)明專利]自對(duì)準(zhǔn)間隔物多重圖形化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010266969.5
• 申請(qǐng)日: 2010-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101963755A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Y·C·裴;T·卡多拉西亞;劉沂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/00
• 分類號(hào): G03F7/00;G03F7/20;G03F7/40;G03F7/30;H01L21/027;H01L27/04
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 樊云飛

本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C§119(e)要求2009年6月26日提交的號(hào)為61/269,600、2009年11月19日提交的號(hào)為61/281,553和2009年11月19日提交的號(hào)為61/281,681的U.S.臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，這些申請(qǐng)的整個(gè)內(nèi)容在此并入作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及電子器件的制造。更具體地，本發(fā)明涉及使用自對(duì)準(zhǔn)間隔物光刻技術(shù)形成電子器件的方法。本發(fā)明在用于形成高密度光刻圖形和特征的半導(dǎo)體器件制造中有特別的用處。根據(jù)本發(fā)明可執(zhí)行雙重或更高階的圖形化。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造工業(yè)中，光刻膠材料用于將圖像轉(zhuǎn)印到一個(gè)或更多的下層，例如沉積在半導(dǎo)體襯底上的金屬、半導(dǎo)體或介電層，以及襯底本身。為提高半導(dǎo)體器件的集成密度和容許具有納米級(jí)尺寸的結(jié)構(gòu)的形成，具有高分辨率的光刻膠和光刻處理工具已經(jīng)且繼續(xù)發(fā)展。

在半導(dǎo)體器件中實(shí)現(xiàn)納米級(jí)特征尺寸的一種方法是在化學(xué)增強(qiáng)光刻膠曝光時(shí)使用短波長(zhǎng)的光，例如，193nm或更小。浸沒(méi)式光刻有效地增大成像器件，例如，具有KrF或ArF光源的掃描器的透鏡的數(shù)值孔徑。這通過(guò)在成像器件的最底部的表面和半導(dǎo)體晶片的最頂部表面之間使用較高折射率的流體(即，浸沒(méi)液)來(lái)實(shí)現(xiàn)。相比于空氣或惰性氣體媒介，浸沒(méi)液允許更多量的光被聚焦進(jìn)入光刻膠層。

根據(jù)下示的雷利公式定義理論上的分辨限制：

R=k1λNA]]>

其中，k₁是工藝因子，λ是成像工具的波長(zhǎng)，NA是成像透鏡的數(shù)值孔徑。當(dāng)使用水作為浸沒(méi)液時(shí)，可提高最大數(shù)值孔徑，例如從1.2到1.35。對(duì)于印刷線和間隔物圖形的情況，k₁為0.25，193nm的浸沒(méi)掃描器將只能分辨36nm的半間距線和間隔物圖形。由于具有暗場(chǎng)掩模的低虛像對(duì)比，印刷接觸孔或任意2D圖形的分辨率進(jìn)一步被限制，其中，理論上k₁的限制是0.35。接觸孔的最小半間距因此而限制為大約50nm。標(biāo)準(zhǔn)的浸沒(méi)光刻工藝一般不適合于制造要求更高的分辨率的器件。

為了實(shí)現(xiàn)更高的分辨率和擴(kuò)展現(xiàn)有制造工具的能力，已經(jīng)提出了各種雙重圖形工藝。自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形(SADP)是一種這樣的技術(shù)。在此工藝中，間隔物層形成在預(yù)圖形化線上。接著刻蝕以去除在線和間隔物的水平表面上的所有間隔物層材料，僅留下在線的側(cè)壁上的材料。該原始的圖形化線然后刻蝕掉，留下用作用于刻蝕一層或更多的底下的層的掩模的側(cè)壁間隔物。由于每一條線有兩個(gè)間隔物，線密度有效地倍增了。間隔物方法是獨(dú)特在于相比于之前描述的技術(shù)只需要一次光刻曝光。結(jié)果，與在連續(xù)的曝光之間的重疊問(wèn)題可以被避免。

美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)2009/0146322A1公開(kāi)了一種自對(duì)準(zhǔn)間隔物雙重圖形化方法，其中犧牲第一圖形可包括多晶硅，而間隔物可包括氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。該文獻(xiàn)進(jìn)一步公開(kāi)這樣的材料通過(guò)沉積技術(shù)如物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、電化學(xué)沉積、分子束外延或原子層沉積覆蓋。但是，這些沉積工藝需要重復(fù)的刻蝕步驟，這是成本無(wú)效的。例如，當(dāng)?shù)趸枳鳛閭?cè)壁間隔物沉積時(shí)，該工藝可包括多步如光刻膠整齊刻蝕、圖形轉(zhuǎn)移刻蝕至無(wú)定形碳層、清洗、在無(wú)定形碳輪廓上沉積氮、刻蝕至開(kāi)口氮頂部、灰化無(wú)定形碳核、圖形轉(zhuǎn)移刻蝕至氧化硅以及氧化硅整齊刻蝕。這將因此需要使用自對(duì)準(zhǔn)間隔物方法，其可避免用于圖形形成和間隔物覆蓋的沉積步驟的使用。

人們不斷地需要用于多重圖形化工藝的處理與該描述的技術(shù)有關(guān)的一個(gè)或更多的問(wèn)題的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容