[發明專利]利用多個關鍵尺寸的側壁圖像轉移

有效

• 申請號: 201280048968.0
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN103843114A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: S·拉古納塔安;S·卡納卡薩巴帕特伊;R·O·尤恩格;A·H·加伯爾;S·D·伯恩斯;E·C·邁克萊拉恩
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李曉芳

對相關申請的交叉引用

本申請要求2011年10月6日提交的題為“Sidewall?Image?Transfer?Process?with?Multiple?Critical?Dimensions”的美國專利申請S/N:13/267,198的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明涉及半導體器件制造的領域。具體地，涉及適合于形成半導體器件的多個關鍵尺寸的改進的側壁圖像轉移過程。

背景技術

半導體器件制造包括器件圖案化過程的各種步驟。例如，半導體芯片的制造可以從例如多個CAD（計算機輔助設計）產生的器件圖案開始，其后繼之以努力在基板中復制這些器件圖案。復制過程可以涉及曝光技術，和各種減去（蝕刻）和/或添加（沉積）材料過程工序的使用。例如，在光刻過程中，光致抗蝕劑材料層可以首先被施加在基板的頂部，并且然后根據預定器件圖案或多個圖案選擇性地曝光。暴露于光或其它電離輻射（例如，紫外線、電子束、X射線，等等)的光致抗蝕劑部分可以在它們到某些溶液的溶解度方面經歷一些變化。光致抗蝕劑然后可以在顯影劑溶液中顯影，從而移除抗蝕劑層的未被照射的（在負抗蝕劑中）或照射的（在正抗蝕劑中）部分，以產生光致抗蝕劑圖案或光掩模。光致抗蝕劑圖案或光掩模隨后可以被復制或轉移到在光致抗蝕劑圖案下面的基板。

隨著在可用于單個半導體器件的半導體晶片中不動產的連續縮小和收縮，工程師經常面對如何迎接市場對日益提高的器件密度的需求的挑戰。對于低于80nm間距的圖案化，一個技術是通過叫做側壁圖像轉移（SIT），其也稱為側壁間隔圖像轉移的技術實現兩倍的圖案密度。在傳統的SIT過程中，通常在芯棒光刻顯影之后執行諸如介電材料之類的間隔制作材料的墊層沉積并且然后通過定向蝕刻過程用間隔制作材料的墊層制作出間隔。但是，此過程一般僅僅產生具有沿著基板表面測量的相同寬度的一種類型的間隔，導致器件圖案的僅僅一個關鍵尺寸被轉移到基板下面。實際上，通常更期望器件的多個關鍵尺寸。

發明內容

本發明的實施例提供執行產生器件圖案的多個關鍵尺寸的側壁圖像轉移的方法。更具體地，該方法包括在多個芯棒上方形成多級介電層，多級介電層具有覆蓋多個芯棒的多個區域，多級介電層的多個區域具有不同的厚度；通過施加定向蝕刻過程將多級介電層的多個區域蝕刻成為間隔，所述間隔緊挨著多個芯棒的側壁形式并且具有與多級介電層的多個區域的不同厚度對應的不同寬度；移除在間隔中間的多個芯棒；以及將間隔的底部圖像轉移到間隔下面的一個或多個層中。

根據一個實施例，形成多級介電層包括在多個芯棒上方形成基本上共形的介電層；利用掩模覆蓋基本上共形的介電層的第一部分，掩?？梢允擒浀幕蛴驳难谀?；在蝕刻過程中蝕刻基本上共形的介電層的其余部分，所述其余部分是它的第二部分并且不被軟的或硬的掩模覆蓋，從而使得基本上共形的介電層的其余部分的厚度小于基本上共形的介電層的第一部分的厚度；以及移除軟的或硬的掩模。

根據另一個實施例，基本上共形的介電層包括至少第一和第二連續地沉積的介電材料層，并且其中蝕刻基本上共形的介電層的第二部分包括移除不被軟的或硬的掩模覆蓋的第二介電材料層以暴露它下面的第一介電材料層。

在一個實施例中，第二層的介電材料不同于第一層的介電材料，并且通過對第一介電材料層選擇性的蝕刻過程執行第二介電材料層的移除。

根據另一個實施例，該方法還包括，在移除作為第一掩模的軟的或硬的掩模之后，形成第二軟的或硬的掩模以覆蓋基本上共形的介電層的第三部分；在全向蝕刻過程中蝕刻基本上共形的介電層的其余部分，所述其余部分是它的第四部分并且不被第二軟的或硬的掩模覆蓋；以及移除第二軟的或硬的掩模。

在一個方面中，基本上共形的介電層的第三部分是先前被第一軟的或硬的掩模覆蓋的基本上共形的介電層的第一部分的一部分，并且其中基本上共形的介電層的第四部分的蝕刻在基本上共形的介電層的三個不同的區域中產生三個不同的厚度。

在另一方面，基本上共形的介電層的第三部分是基本上共形的介電層的第一部分的一段和第二部分的一段的組合，并且其中基本上共形的介電層的第四部分的蝕刻在基本上共形的介電層的四個不同的區域中產生四個不同的厚度。

根據一個實施例，在不同厚度的多個區域的每一個之內，多級介電層是基本上共形的介電層。

根據另一個實施例，轉移間隔的底部圖像包括施加定向蝕刻過程以蝕刻掉所述一個或多個層的部分，由此間隔通過將間隔作為保護掩模施加而形成。

附圖說明