[發明專利]半導體線路制作工藝

有效

• 申請號: 201210146562.8
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN103367259A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 王子嵩;林書正;宮脅好和
• 申請（專利權）人: 力晶科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/8247
• 分類號: H01L21/8247;H01L21/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種半導體結構及其制作工藝，特別是涉及一種存儲型閃存存儲器(NAND?flash)線路結構暨其制作工藝。

背景技術

光刻制作工藝為利用曝光顯影步驟來將光掩模上的電路圖案縮微轉印至晶片上，用于制作出特定的線路圖形。然而，隨著半導體制作工藝的微縮，傳統的光學光刻技術已面臨了實作瓶頸。以現今主流的193納米(nm)波長的氟化氬(ArF)激光光源為例，其可達到的最小晶體管半間距(half-pitch)為65納米，若再搭配業界現有的浸潤式光刻(Immersion?Lithography)技術，晶體管半間距則可以再推進至45納米，但這已是其曝光光刻的物理極限。若要實現45納米以下制作工藝半間距的要求，則需仰賴更高階的光刻技術，如浸潤式光刻搭配雙重曝光(Double?Patterning)技術、極紫外光(Extreme?Ultra?Violet,EUV)技術、無光掩模光刻(Maskless?Lithography,ML2)技術，以及納米轉印(Nano-imprint)等技術。

在上述所提的各種光刻技術中，雙重曝光技術是在商用化實作中最成熟的技術之一，其能夠使用現有的設備來達成更微細的線路制作，而無需換購極為昂貴黃光機臺或是進行大規模的資本投資。在業界雙重曝光技術與相關設備逐漸成熟的環境下，原本面臨物理極限的193納米浸潤式光刻因而得以延伸應用至32納米與22納米制作工藝節點，成為下一世代光刻制作工藝的主流技術。

所謂的雙重曝光技術，即是將原本單一綢密的半導體線路圖形分成兩個交錯或互補的圖案，并通過浸潤式光刻等的光刻技術分別轉印，再將曝光在晶片上的兩個圖案結合達到最后完整的電路圖案。將此技術應用在現今存儲型閃存存儲器(NAND?flash)制作工藝中，其可在存儲區塊(block)中制作出間距在28納米以下的字符線(word?line)或位線(bit?line)結構，有效地增進存儲器在單位面積下所能達到的存儲容量。

對于現今一般現有的自對準雙重曝光技術在存儲型閃存存儲器的制作中，特別是關于線串列區(string)中字符線與選擇柵等結構的制作中，由于線路特征的線寬及/或其間的間距已經微縮到了數十個納米的等級，在如此低的特征尺寸環境下，制作工藝中因線路特征的疏密程度所造成的微負載效應(micro?loading?effect)愈形明顯，使得線路圖形中疏區與密區所形成的圖形特征難以獲得較佳、一致的線寬(critical?dimension?uniformity，CDU)、線寬粗糙度(line?width?roughness)、以及線緣粗糙度(line?edge?roughness)等性質。對此，目前業界普遍作法為在疏密圖形的交界處，如字符線與選擇柵的交界，設置額外的虛置圖形特征(dummy?pattern)，如虛置的字符線。此虛置圖形特征作為一犧牲結構來取代原先一般制作工藝手段中所會產生的不均一線路圖形。如此，虛置圖形以外的正常圖形將可以獲得較為均一的線路性質。

上述設置虛置圖形的作法雖然為線路圖形不均的問題提供了一種解法，然設置虛置圖形需耗費額外可用的布局空間，對于現今半導體線路布局的圖形密度愈趨致密的目標實有沖突。因此，現今業界現有的雙重曝光技術仍有其相當的改進空間。

發明內容

作為現有技術的改良方案，本發明特以提出了一種新穎的半導體制作工藝。此制作工藝屬于半導體技術中正型自對準雙重曝光制作工藝(positive?self-aligned?double?patterning,P-SADP)的改良，其通過特定的制作工藝步驟而得以在存儲器線路布局的線串列區中形成輪廓性質均一的線圖形，不需如一般傳統作法般需于線路布局中設置額外的虛置圖形特征。此外，其步驟設計對于制作工藝(特別是光學光刻制作工藝)的容許度更高、更為友善。

本發明的目的之一在于提供一種用以形成特定圖形特征的半導體制作工藝，其步驟包含：依序在一基底上形成一目標層、一硬掩模層、以及多個等間隔排列的內核體，于該些內核體的側壁形成間隙壁體，去除該些內核體使得該些間隙壁體在該硬掩模層上呈間隔排列，以該些間隙壁體為掩模將該硬掩模層圖形化為多個間隔排列的硬掩模體，去除位于一第一預定區域外的該些硬掩模體。分別在該第一預定區域中最兩側的數個該硬掩模體上覆蓋第一光致抗蝕劑，以及以該第一光致抗蝕劑以及剩余的該些硬掩模體為掩模圖形化該目標層。

無疑地，本發明的這類目的與其他目的在閱者讀過下文以多種圖示與繪圖來描述的較佳實施例細節說明后將變得更為顯見。

附圖說明