[發明專利]雙重圖形化方法

有效

• 申請號: 201010573305.3
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN102486996A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 張海洋;周俊卿
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: 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，所述基底上形成有硬掩膜層，所述壓印模具具有第一圖形；

使用所述壓印模具對所述硬掩膜層進行壓印，將所述第一圖形轉移至所述硬掩膜層，壓印后的硬掩膜層包括多個突出部；

在所述突出部的側壁上形成側墻；

去除所述壓印后的硬掩膜層，所述側墻分布構成第二圖形。

可選的，所述使用所述壓印模具對所述硬掩膜層進行壓印包括：對所述硬掩膜層進行軟化；使用所述壓印模具對所述硬掩膜層進行沖壓；對所述硬掩膜層進行凍結；移除所述壓印模具。

可選的，所述軟化包括對所述硬掩膜層進行加熱。

可選的，所述凍結包括對所述硬掩膜層進行冷卻。

可選的，所述硬掩膜層的材料選自金屬、金屬氮化物、硅的氧化物、硅的氮化物或硅的碳化物。

可選的，所述硬掩膜層的材料為鈦、氮化鈦或鉻。

可選的，所述去除所述壓印后的硬掩膜層包括：

在所述基底上形成填充層，填充相鄰側墻之間的空隙，所述填充層的表面與所述突出部的表面齊平；

對所述側墻、填充層和突出部的表面進行平坦化，至所述側墻具有平坦的表面；

去除所述填充層和突出部。

可選的，所述填充層的材料和所述硬掩膜層的材料相同。

可選的，使用濕法刻蝕去除所述填充層和突出部。

可選的，使用化學機械拋光對所述側墻、填充層和突出部的表面進行平坦化。

可選的，所述雙重圖形化方法還包括：以所述平坦化后的側墻為掩膜對所述基底進行刻蝕，將所述第二圖形轉移至所述基底。

可選的，所述壓印模具的材料為兩種或兩種以上金屬的合金，或金剛石。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：