[發(fā)明專利]雙重圖形化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010509399.8
• 申請(qǐng)日: 2010-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN102446704A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪中山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L21/308;H01L21/311
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種雙重圖形化(double?patterning)方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體技術(shù)在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下持續(xù)地朝更小的工藝節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步，器件的功能不斷強(qiáng)大，但是半導(dǎo)體制造難度也與日俱增。而光刻技術(shù)是半導(dǎo)體制造工藝中最為關(guān)鍵的生產(chǎn)技術(shù)，隨著半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)進(jìn)入到65納米、45納米，甚至更低的32納米，現(xiàn)有的193nm的ArF光源光刻技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足半導(dǎo)體制造的需要，超紫外光光刻技術(shù)(EUV)、多波束無(wú)掩膜技術(shù)和納米壓印技術(shù)成為下一代光刻候選技術(shù)的研究熱點(diǎn)。但是上述的下一代光刻候選技術(shù)仍然存在有不便與缺陷，亟待加以進(jìn)一步的改進(jìn)。

當(dāng)摩爾定律繼續(xù)向前延伸的腳步不可逆轉(zhuǎn)的時(shí)候，雙重圖形化技術(shù)無(wú)疑成為了業(yè)界的最佳選擇，雙重圖形化技術(shù)只需要對(duì)現(xiàn)有的光刻基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行很小的改動(dòng)，就可以有效地填補(bǔ)45納米到32納米甚至更小節(jié)點(diǎn)的光刻技術(shù)空白。雙重圖形化技術(shù)的原理是將一套高密度的電路圖形分解成兩套分立的、密度低一些的圖形，然后將它們制備到晶圓上。美國(guó)專利US7709396中就披露了一種雙重圖形化技術(shù)，所述雙重圖形化技術(shù)的工藝流程如圖1至圖4所示，包括：

請(qǐng)參考圖1，在襯底100上形成包含有多個(gè)條狀圖形且等距排布的第一圖形層101，所述第一圖形層101各相鄰條狀圖形的間距與單個(gè)條狀圖形寬之和被定義為節(jié)距，所述條狀圖形間的區(qū)域?yàn)榈谝婚_口107。

參考圖2，之后，在所述襯底100及第一圖形層101上形成側(cè)壁層103，所述側(cè)壁層103均勻形成于第一圖形層101兩側(cè)。

接著，各向異性刻蝕所述側(cè)壁層，在第一圖形層101各條狀圖形的兩側(cè)(即第一開口107中)形成第二圖形層105，所述第二圖形層105包含有多個(gè)側(cè)壁，且每一對(duì)側(cè)壁對(duì)應(yīng)于第一圖形層103的一個(gè)條狀圖形。

接著，移除第一圖形層；這樣，原第一圖形層每一條狀圖形占據(jù)的位置即構(gòu)成了第二開口109，每一第二開口109均位于一對(duì)側(cè)壁105間。

上述工藝實(shí)施后，原先每一節(jié)距對(duì)應(yīng)的區(qū)域中包含有兩個(gè)側(cè)壁以及兩個(gè)開口(第一開口與第二開口)，進(jìn)一步的，所述側(cè)壁可以作為刻蝕襯底的掩膜。這樣，即可在不更改光刻設(shè)備的條件下，將第一圖形層的節(jié)距最小值突破光刻分辨率的限制，從而有效提高芯片的集成度。

然而，所述雙重圖形化技術(shù)仍存在問(wèn)題。所述第一圖形層101對(duì)側(cè)壁的尺寸和形狀影響很大。若所述第一圖形層101厚度太小，則干法刻蝕側(cè)壁層103后形成的側(cè)壁截面呈三角形，這會(huì)影響側(cè)壁作為襯底100刻蝕掩膜的效果；而若所述第一圖形層101的厚度過(guò)大，受限于側(cè)壁層103的臺(tái)階覆蓋能力，干法刻蝕側(cè)壁層103后形成的側(cè)壁截面寬度難以準(zhǔn)確控制，這就降低了側(cè)壁作為刻蝕掩膜的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種雙重圖形化方法，提高圖形化的準(zhǔn)確性。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種雙重圖形化方法，包括：提供襯底，所述襯底上依次形成有第一掩膜層與第二掩膜層；各向異性刻蝕所述第一掩膜層與第二掩膜層，在所述第一掩膜層與第二掩膜層中形成第一開口，所述第一開口露出襯底表面；側(cè)向部分刻蝕所述第二掩膜層，形成第二掩膜圖案，且所述第二掩膜圖案暴露出位于第二掩膜圖案兩側(cè)的第一掩膜層；以第二掩膜圖案為掩膜，刻蝕部分第一掩膜層厚度直至保留第一厚度的第一掩膜層；去除第二掩膜圖案；在襯底表面形成第三掩膜層，所述第三掩膜層部分填充開口，且第一厚度＜所述第三掩膜層厚度≤第一掩膜層厚度；以所述第三掩膜層為掩膜，刻蝕第一掩膜層直至暴露出襯底；移除所述第三掩膜層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：作為刻蝕襯底掩膜的第一掩膜層具有矩形截面，且其厚度可以準(zhǔn)確控制，這大大提高了第一掩膜層的均勻性，在刻蝕襯底時(shí)，所述均勻厚度的第一掩膜層避免了襯底刻蝕不均勻的問(wèn)題，有效提高了刻蝕效果。

附圖說(shuō)明

圖1至圖4是現(xiàn)有技術(shù)雙重圖形化方法的工藝流程。

圖5是本發(fā)明雙重圖形化方法的流程示意圖。

圖6至圖14是本發(fā)明雙重圖形化方法一個(gè)實(shí)施例各步驟中襯底的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。