[發(fā)明專(zhuān)利]一種自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010446514.5
• 申請(qǐng)日: 2020-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111599675A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭曉波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/308
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/308;H01L21/311;H01L21/3213
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

本發(fā)明提供一種自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化的方法，在待刻蝕層上形成含硅填充材料層、抗反射層和光刻膠圖形；以光刻膠圖形為掩膜，刻蝕含硅填充材料層并對(duì)其進(jìn)行熱處理，使含硅填充材料圖形收縮，形成二氧化硅圖形；淀積刻蝕掩膜層并回刻，在二氧化硅圖形側(cè)壁形成側(cè)墻；去除二氧化硅圖形；刻蝕待刻蝕層形成目標(biāo)圖形。本發(fā)明利用含硅填充材料在高溫?zé)崽幚碇蟀l(fā)生收縮的特性，獲得較傳統(tǒng)自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化工藝中更小的圖形間距，有利于半導(dǎo)體器件的小型化；并利用含硅填充材料在高溫?zé)崽幚碇笊啥趸璧奶匦裕梢猿洚?dāng)自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化方法中的犧牲層，從而省去了傳統(tǒng)工藝中生長(zhǎng)、刻蝕以及去除犧牲層的步驟，簡(jiǎn)化了工藝流程，節(jié)省了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化的方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件越來(lái)越高的集成度，推動(dòng)著半導(dǎo)體制造工藝的技術(shù)節(jié)點(diǎn)不斷向前發(fā)展，對(duì)于14納米及以下的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，采用深紫外(DUV)光刻工藝的單次圖形技術(shù)已滿(mǎn)足不了要求，而必須使用極紫外(EUV)光刻工藝或雙重圖形(Double Patterning)技術(shù)，而作為雙重圖形技術(shù)的一種，自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化(Self-aligned Double Patterning，SADP)技術(shù)只使用一次光刻工藝，較傳統(tǒng)雙重圖形技術(shù)少使用一次光刻工藝，具有一定的成本優(yōu)勢(shì)，因此自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化技術(shù)正逐漸被業(yè)界所采用。

由上述自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化工藝流程中，目標(biāo)圖形之間的間距取決于之前所形成的光刻膠圖形的尺寸，因此隨著半導(dǎo)體器件圖形小型化的要求越來(lái)越高，目標(biāo)圖形之間的間距也要求越來(lái)越小，相應(yīng)地，光刻膠圖形的尺寸也要求越來(lái)越小，這就對(duì)光刻工藝提出了很高的挑戰(zhàn)，增加了光刻工藝的難度。另外，上述自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化工藝雖然其只使用了一次光刻工藝，但是卻使用多次薄膜淀積和刻蝕工藝，流程依然復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中圖形小型化時(shí)對(duì)光刻工藝要求高，以及工藝復(fù)雜的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化的方法，該方法至少包括以下步驟：

步驟一、在硅片上生長(zhǎng)待刻蝕層；

步驟二、在所述待刻蝕層上依次形成含硅填充材料層、抗反射層和光刻膠，并對(duì)所述光刻膠進(jìn)行曝光顯影，形成光刻膠圖形；

步驟三、以所述光刻膠圖形為掩膜，對(duì)所述含硅填充材料層進(jìn)行刻蝕，形成含硅填充材料圖形；

步驟四、對(duì)所述含硅填充材料圖形進(jìn)行熱處理，使所述含硅填充材料圖形收縮，形成二氧化硅圖形；

步驟五、在所述待刻蝕層上淀積覆蓋所述二氧化硅圖形和所述待刻蝕層的刻蝕掩膜層；

步驟六、回刻所述刻蝕掩膜層至露出所述二氧化硅圖形頂部以及所述待刻蝕層表面為止，在所述二氧化硅圖形側(cè)壁形成刻蝕掩膜層側(cè)墻；

步驟七、刻蝕去除所述二氧化硅圖形；

步驟八、以所述刻蝕掩膜層側(cè)墻為掩膜，刻蝕所述待刻蝕層，形成目標(biāo)圖形。

優(yōu)選地，所述待刻蝕層為介質(zhì)層。

優(yōu)選地，所述待刻蝕層的材料為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、單晶硅、多晶硅的至少一種。

優(yōu)選地，所述待刻蝕層為非介質(zhì)層。

優(yōu)選地，所述待刻蝕層的材料為金屬氮化物、金屬氧化物、金屬中的至少一種。

優(yōu)選地，步驟二中在所述待刻蝕層上形成所述含硅填充材料層的方法為：在所述待刻蝕層上旋涂含硅填充材料，之后對(duì)所述含硅填充材料進(jìn)行烘烤，形成所述含硅填充材料層。

優(yōu)選地，步驟二中形成的所述含硅填充材料層的含硅量為30-97％。