[發明專利]用于形成具有筆直輪廓的通孔的多重圖案化

有效

• 申請號: 201611091047.9
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN107665857B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 陳濬凱;許仲豪;周家政;柯忠祁;李資良;陳志壕;潘興強
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 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;李偉

一種方法包括在第一硬掩模層上方形成含碳層，含碳層具有大于約25％的碳原子百分比；在含碳層上方形成覆蓋層；在覆蓋層上方形成第一光刻膠；和將第一光刻膠用作第一蝕刻掩模，蝕刻覆蓋層和含碳層。然后，去除第一光刻膠。在覆蓋層上方形成第二光刻膠。將第二光刻膠用作第二蝕刻掩模，蝕刻覆蓋層和含碳層。去除第二光刻膠。將含碳層用作蝕刻掩模，蝕刻位于含碳層下方的第三光刻膠。將第三光刻膠用作蝕刻掩模蝕刻位于第三光刻膠下面的介電層以形成通孔開口。用導電材料填充通孔開口。本發明實施例涉及用于形成具有筆直輪廓的通孔的多重圖案化。

技術領域

本發明實施例涉及用于形成具有筆直輪廓的通孔的多重圖案化。

背景技術

為了在晶圓上形成集成電路，采用光刻工藝。典型的光刻工藝包括應用光刻膠，并且在光刻膠上限定圖案。在光刻掩模中限定圖案化的光刻膠中的圖案，或者光刻掩模中的透明部分或不透明部分限定圖案化的光刻膠中的圖案。然后通過蝕刻步驟將圖案化的光刻膠中的圖案轉印至下面的部件，其中，圖案化的光刻膠用作蝕刻掩模。在蝕刻步驟后，去除圖案化的光刻膠。

隨著集成電路的日益增加的按比例縮放，對于將圖案從光刻掩模轉印到晶圓，光學鄰近效應帶來了越來越大的問題。當兩個分離的部件彼此太靠近時，光學鄰近效應可能會導致所產生的部件彼此短路。為了解決這樣的問題，引入了雙重圖案化技術，以提高部件密度，而不會產生光學鄰近效應。雙重圖案化技術中的一種使用兩次圖案化兩次蝕刻(2P2E)。將彼此鄰近的部件分成兩個光刻掩模，其中，兩個光刻掩模均用于暴露相同的光刻膠或兩個光刻膠，從而使得位置鄰近的圖案可以被轉印至相同的層，諸如低k介電層。在每個雙重圖案化光刻掩模中，與單一圖案化掩模中的部件之間的距離相比，在雙重圖案化光刻掩模的每個中，部件之間的距離增大，并且在必要時可以實際上加倍。雙圖案化光刻掩模的距離大于光學鄰近效應的閾值距離，因此，光學鄰近效應至少減少或基本上被消除。

發明內容

根據本發明的一些實施例，提供了一種制造半導體器件的方法，包括：在第一硬掩模層上方形成含碳層，所述含碳層具有大于25％的碳原子百分比；在所述含碳層上方形成覆蓋層；在所述覆蓋層上方形成并且圖案化第一光刻膠；將所述第一光刻膠用作第一蝕刻掩模的部分，蝕刻所述覆蓋層和所述含碳層；去除所述第一光刻膠；在所述覆蓋層上方形成并且圖案化第二光刻膠；將所述第二光刻膠用作第二蝕刻掩模的部分，蝕刻所述覆蓋層和所述含碳層；去除所述第二光刻膠；將所述含碳層用作第三蝕刻掩模，蝕刻位于所述含碳層下方的第三光刻膠；蝕刻位于所述第三光刻膠下面的介電層以形成通孔開口，其中，所述第三光刻膠用作第三蝕刻掩模的部分；以及用導電材料填充所述通孔開口。

根據本發明的另一些實施例，還提供了一種制造半導體器件的方法，包括：在第一硬掩模層上方形成含碳層；在所述含碳層上方形成覆蓋層；在所述覆蓋層上方形成并且圖案化第一光刻膠；將所述第一光刻膠用作第一蝕刻掩模的部分，蝕刻所述覆蓋層和所述含碳層；灰化所述第一光刻膠，其中，在灰化所述第一光刻膠之后，所述覆蓋層保留；蝕刻光刻膠層以使所述含碳層中的開口延伸至所述光刻膠層內，其中，在蝕刻所述光刻膠層期間，去除所述覆蓋層；使所述光刻膠中的開口延伸至所述低k介電層內以形成通孔開口，其中，所述通孔開口停止于所述低k介電層的中間層級；將位于所述低k介電層上方的第二硬掩模層用作蝕刻掩模，蝕刻所述低k介電層以形成溝槽，其中，當形成所述溝槽時，所述通孔開口延伸至所述低k介電層的底部；以及用導電材料填充所述溝槽和所述通孔開口以分別形成金屬線和通孔。

根據本發明的又一些實施例，還提供了一種制造半導體器件的方法，包括：形成第一氧化硅層；在所述第一氧化硅層上方形成含碳有機層；在所述含碳有機層上方形成第二氧化硅層；在所述第二氧化硅層和所述含碳有機層中實施第一圖案化以形成第一開口；在所述第二氧化硅層和所述含碳有機層中實施第二圖案化以形成第二開口；將所述第二氧化硅層和所述含碳有機層用作第一蝕刻掩模以使所述第一開口和所述第二開口延伸至所述第一氧化硅層內；以及將所述第一氧化硅層用作第二蝕刻掩模，以使所述第一開口和所述第二開口延伸至所述第一氧化硅層下面的光刻膠內。

附圖說明