[發明專利]雙重圖形化方法

無效

• 申請號: 201010553698.1
• 申請日: 2010-11-19
• 公開（公告）號: CN102466969A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 張海洋;孫武;張世謀
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/09;H01L21/027
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造技術，尤其涉及一種雙重圖形化方法。

背景技術

半導體技術在摩爾定律的驅動下持續地朝更小的工藝節點邁進。隨著半導體技術的不斷進步，器件的功能不斷強大，但是半導體制造難度也與日俱增。而光刻技術是半導體制造工藝中最為關鍵的生產技術，隨著半導體工藝節點進入到65納米、45納米，甚至更低的32納米，現有的193nm的ArF光源光刻技術已經無法滿足半導體制造的需要，超紫外光光刻技術(EUV)、多波束無掩膜技術和納米壓印技術成為下一代光刻候選技術的研究熱點。但是上述的下一代光刻候選技術仍然存在有不便與缺陷，亟待加以進一步的改進。

當摩爾定律繼續向前延伸的腳步不可逆轉的時候，雙重圖形化技術無疑成為了業界的最佳選擇，雙重圖形化技術只需要對現有的光刻基礎設施進行很小的改動，就可以有效地填補45納米到32納米甚至更小節點的光刻技術空白。雙重圖形化技術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。

圖1至圖4為現有技術中一種雙重圖形化方法的中間結構的剖面圖。

參考圖1，提供基底10，在所述基底10上形成介質層11，在介質層11上形成硬掩膜層12。在硬掩膜層12上形成第一光刻膠層，并對第一光刻膠層進行圖形化，定義出第一圖形13。

參考圖2，以圖形化的第一光刻膠層為掩膜，刻蝕硬掩膜層12，相應的第一圖形13也轉移到硬掩膜層12。

參考圖3，形成第二光刻膠層，覆蓋所述第一圖形以及介質層11，對第二光刻膠層進行圖形化，定義出第二圖形14。

參考圖4，以第一圖形13和第二圖形14為掩膜，刻蝕介質層11，將第一圖形13和第二圖形14定義的圖形轉移到介質層11。

上述雙重圖形化方法中，將刻蝕圖形轉化為相互獨立的、密度較低的第一圖形13和第二圖形14，然后將其轉移至介質層11上，使得每一次光刻膠的曝光圖形的密度較小。但是，上述雙重圖形化方法的精度仍然無法滿足進一步的工藝需求，由于曝光過程中光源波長的限制，使得每次曝光圖形的線寬較大，影響器件的集成度。

關于雙重圖形化方法的更多詳細內容，請參考專利號為6042998的美國專利。

發明內容

本發明解決的問題是圖形化精度較低的問題，以減小圖形的線寬，提高器件的集成度。

為解決上述問題，本發明提供了一種雙重圖形化方法，包括：

分別提供基底和壓印模具，所述基底上形成有第一光刻膠層，所述壓印模具具有第一圖形；

使用所述壓印模具對所述第一光刻膠層進行壓印(imprint)，將所述第一圖形轉移至所述第一光刻膠層；

形成第二光刻膠層，覆蓋所述壓印后的第一光刻膠層；

對所述第二光刻膠層進行圖形化，定義出第二圖形。

可選的，所述使用所述壓印模具對所述第一光刻膠層進行壓印包括：使用所述壓印模具對所述第一光刻膠層進行沖壓；移除所述壓印模具；對所述第一光刻膠層進行凍結(freeze)。

可選的，所述凍結包括對所述第一光刻膠曝光和/或烘焙。

可選的，所述對所述第二光刻膠層進行圖形化包括：對所述第二光刻膠層進行曝光，定義出所述第二圖形；對所述曝光后的第二光刻膠層進行顯影。

可選的，所述雙重圖形化方法還包括：以所述壓印后的第一光刻膠層和圖形化后的第二光刻膠層為掩膜，對所述基底進行刻蝕。

可選的，所述基底的上形成有防反射層，所述第一光刻膠層位于所述防反射層上。

可選的，所述半導體基底上形成有硬掩膜層，所述防反射層位于所述硬掩膜層上。

可選的，所述雙重圖形化方法還包括：以所述壓印后的第一光刻膠層和圖形化后的第二光刻膠層為掩膜，對所述硬掩膜層進行刻蝕；以所述硬掩膜層為掩膜，對所述基底進行刻蝕。

可選的，所述硬掩膜層的材料為多晶硅、氧化硅、氮化硅、碳化硅或金屬。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本技術方案首先使用壓印模具對第一光刻膠層進行壓印，將第一圖形轉移至第一光刻膠層上，之后再在第一光刻膠層上形成第二光刻膠層，并對第二光刻膠層進行圖形化，在第二光刻膠上定義出第二圖形，由于使用壓印模具進行壓印，從而擺脫了光刻時曝光工藝的限制，有利于提高圖形化的精度，減小圖形線寬，提高集成度。

附圖說明

圖1至圖4是現有技術雙重圖形化方法的中間結構的剖面圖；

圖5是本發明實施例的雙重圖形化方法的流程示意圖；