[發明專利]用于雙重圖案化設計的掩模處理

在審

• 申請號: 201210270656.6
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN103367119A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 楊景峰;陳啟平;陳殿豪
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/02
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

一般來說，本發明涉及半導體制造方法，具體而言，涉及圖案化中的掩模處理。

背景技術

雙重圖案化是開發用于光刻以提高部件密度的技術。通常，為了在晶圓上形成集成電路的部件，采用光刻技術，其涉及涂覆光刻膠并且在光刻膠上限定圖案。首先在光刻掩模中限定經圖案化的光刻膠中的圖案，并且在光刻掩模中通過透明部分或者通過不透明部分來限定。然后將經圖案化的光刻膠中的圖案轉印到下面的部件。

隨著集成電路不斷按比例縮小，光學鄰近效應造成越來越嚴重的問題。當兩個分開的部件相互之間太接近時，光學接近效應可能導致部件相互之間短路。為了解決這種問題，引入了雙重圖案化技術。將位置接近的部件分成兩個掩模，這兩個掩模用于使相同的光刻膠曝光。在每一個掩模中，部件之間的距離相對于其他單掩模中的部件之間的距離增大了，并因此降低或基本上消除光學鄰近效應。

發明內容

一方面，本發明提供了一種形成半導體器件的方法，所述方法包括：在第一掩模層中形成第一圖案；對所述第一掩模層實施平滑工藝，所述平滑工藝圓化所述第一掩模層的邊角；以及采用所述第一掩模層作為掩模圖案化下層。

在所述的方法中，形成所述第一掩模層包括：在第二掩模中形成第二圖案；將所述第二圖案轉印到所述第一掩模層；在第三掩模中形成第三圖案；以及將所述第三圖案轉印到所述第一掩模層，所述第一圖案是所述第二圖案與所述第三圖案的組合。

在所述的方法中，所述平滑工藝包括各向同性干法等離子體蝕刻。

在所述的方法中，所述平滑工藝包括各向同性干法等離子體蝕刻，其中，所述各向同性干法等離子體蝕刻采用一種或多種惰性氣體。

在所述的方法中，所述平滑工藝包括各向同性干法等離子體蝕刻，其中，所述各向同性干法等離子體蝕刻包括O₂等離子體蝕刻、N₂等離子體蝕刻、CO等離子體蝕刻、CO₂等離子體蝕刻、N₂/H₂等離子體蝕刻或氬氣等離子體蝕刻。

在所述的方法中，所述平滑工藝包括各向同性濕蝕刻。

在所述的方法中，所述平滑工藝包括沉積共形膜以及對所述共形膜實施各向異性蝕刻工藝。

另一方面，本發明提供了一種形成半導體器件的方法，所述方法包括：在掩模層中形成第一圖案；在所述掩模層中形成第二圖案，所述第一圖案和所述第二圖案的組合圖案包括部分所述第一圖案和部分所述第二圖案之間的一個或多個邊角；圓化所述一個或多個邊角，從而產生圓化圖案；以及將所述圓化圖案轉印到下層。

在所述的方法中，所述圓化包括各向同性干法等離子體蝕刻。

在所述的方法中，所述各向同性干法等離子體蝕刻采用一種或多種惰性氣體。

在所述的方法中，所述圓化包括實施O₂等離子體工藝、N₂等離子體工藝、CO等離子體蝕刻、CO₂等離子體蝕刻、N₂/H₂等離子體蝕刻或氬氣等離子體工藝。

在所述的方法中，所述圓化包括各向同性濕蝕刻。

在所述的方法中，所述圓化包括各向同性濕蝕刻，其中，所述各向同性濕蝕刻包括稀氫氟酸。

在所述的方法中，所述圓化包括在所述組合圖案上方沉積共形膜以及在所述沉積之后以各向異性方式蝕刻所述共形膜。

又一方面，本發明提供了一種形成半導體器件的方法，所述方法包括：提供具有上覆的第一掩模層的襯底；采用多次曝光在所述第一掩模層中形成圖案，所述圖案具有一個或多個尖邊角；處理所述圖案以圓化所述一個或多個尖邊角，從而形成圓化圖案；以及采用所述圓化圖案作為掩模蝕刻所述襯底，所述圓化圖案包括所述第一掩模層的剩余部分。

在所述的方法中，所述處理包括采用O₂等離子體、N₂等離子體、CO等離子體蝕刻、CO₂等離子體蝕刻、N₂/H₂等離子體蝕刻或氬氣等離子體的各向同性干法等離子體蝕刻。

在所述的方法中，所述處理包括濕蝕刻。

在所述的方法中，所述處理包括在所述圖案旁邊形成間隔件。

在所述的方法中，所述襯底包括第二掩模層和下面的材料層，所述蝕刻圖案化所述第二掩模層，并且還包括采用所述第二掩模層的剩余部分作為掩模蝕刻所述下面的材料層。