[發明專利]半導體裝置

有效

• 申請號: 201410270158.0
• 申請日: 2007-07-09
• 公開（公告）號: CN104064457B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 周葆所;米爾扎菲爾·K·阿巴切夫;阿爾達萬·尼魯曼德;保羅·A·摩根;孟雙;約瑟夫·格里利;布里安·J·科帕
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L21/308
• 分類號: H01L21/308;H01L21/311
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 王允方

分案申請的相關信息

本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2006年7月10日、申請號為200780026005.X、發明名稱為“在半導體裝置及包含半導體裝置的系統形成期間使用交替間隔物沉積的間距減小技術”的發明專利申請案。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，且更特定來說涉及一種用于通過使用各種保形層及選擇性蝕刻借助光刻掩模在起始特征密度下形成特征并形成是所述第一密度的n倍的最終密度的方法，其中n為大于1的整數。

背景技術

在半導體裝置形成期間，通常在半導體晶片上方形成許多特征，例如，字線、數字線、觸點及其它特征。半導體裝置工程師的一個目標是在既定區域中形成盡可能多的這些特征以增大產率、減少制造成本并使裝置小型化。在半導體晶片上形成這些結構通常需要使用光刻。光學光刻是前沿晶片處理中使用最多的方法，其包括從照明源(照明器)投射既定波長(通常為248納米(nm)或193納米)的相干光，透過具有表示待形成的特征的鉻圖案的石英光掩模或光罩，并使所述圖案成像到涂布有光致抗蝕劑的晶片上。所述光以化學方式改變光致抗蝕劑并使得暴露的光致抗蝕劑(在使用正性抗蝕劑的情況下)或未暴露的光致抗蝕劑(在使用負性抗蝕劑的情況下)能夠使用顯影劑被漂洗掉。

隨著特征大小減少，持續地測試光學光刻的限度。可通過工藝推進、增強的光刻方法(稱為分辨率增強技術)及改善的設備及材料來做出對特征密度的改善。

如圖1-6中所示的一種此工藝推進使用掩模，所述掩模具有既定間距(即，從一個重復特征的開始到下一特征的開始的既定距離)的重復特征連同各種層的形成以及選擇性蝕刻以使得從光刻掩模形成的特征的密度加倍。圖1描繪半導體晶片襯底組合件10，其包括：半導體晶片、待蝕刻層12(例如氮化硅層)、支撐層14(例如使用化學氣相沉積(CVD)或旋涂技術由碳形成)及經圖案化遮蔽層16(例如使用光學光刻工藝形成的光致抗蝕劑層及使用光學光刻及蝕刻工藝形成的硬掩模層)。經圖案化遮蔽層16可在光刻工藝允許的特征大小限度下形成，且包括相距既定距離18而形成的三個個別特征(三個周期/間距)。

在形成圖1的結構之后，通過將掩模16用作圖案來執行對支撐層14的蝕刻。此蝕刻通常是一種選擇性地針對待蝕刻層12蝕刻支撐層14的各向異性干蝕刻(即，其移除支撐層14而幾乎不或不蝕刻待蝕刻層12)。在蝕刻支撐層14之后，移除經圖案化遮蔽層16并形成保形硬掩模層20(例如二氧化硅)以形成圖2的結構。

隨后，執行對圖2結構的間隔物蝕刻以形成具有來自所述硬掩模層沿支撐層14側壁的間隔物20′的圖3的結構。隨后，蝕刻支撐層14以形成圖4的結構。

接下來，將從硬掩模層形成的間隔物20′用作圖案以蝕刻待蝕刻層12，從而形成圖5的結構。最后，選擇性地針對待蝕刻層12蝕刻間隔物20′以形成圖6的結構。

圖1-6的工藝具有以下優點：使用光學光刻來形成具有相距既定距離18的三個特征的遮蔽層16，而圖6中所描繪的完成后結構具有相距原始距離18的六個特征12(六個周期/間距)。因此，在不需要額外光刻掩模的情況下使所述距離內特征的數目近似加倍。

增大特征密度的各種技術描述于泰勒A勞瑞(Tyler A.Lowrey)等人所著的美國專利第5,328,810號及塞瑞狄羅伯茨(Ceredig Roberts)等人所著的美國專利第5,254,218號中，此兩個專利均受讓于美光科技有限公司(Micron Technology，Inc)且如同整體闡述并入本文中。

一種用于使用具有第一間距的光學光刻掩模形成半導體裝置并形成具有等于1/n的第二間距的特征的方法可是需要的，其中n為大于1的整數且不將特征大小的減小或間隔限定為使用光刻可達到的一半。

發明內容

根據本發明的一個方面，一種半導體裝置，其包括：待蝕刻層；及蝕刻掩模，其包括多個經平坦化間隔物，所述多個經平坦化間隔物中的至少兩個所述間隔物包括不同材料，所述多個經平坦化間隔物中的所述間隔物具有上覆于所述待蝕刻層的共面上表面。

根據本發明的另一方面，一種半導體裝置，其包括：經蝕刻特征，其包括為光刻臨界尺寸的1/n倍的尺寸，其中“n”為大于2的整數。