二次图形的形成方法技术

一种二次图形的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面形成有第一硬掩膜层，第一硬掩膜层表面形成有第二硬掩膜层；图形化所述第二硬掩膜层，在第一硬掩膜表面形成若干分立的第一图形；形成覆盖所述第一图形和第一硬掩膜层表面的光刻胶层，所述光刻胶层中包括光致产酸剂；对第一图形之间的光刻胶层进行第一曝光，被曝光的光刻胶层中的光致产酸剂产生酸；进行负显影工艺，去除未曝光的光刻胶层，在相邻的第一图形之间形成第二图形；以第二图形和第一图形为掩膜，刻蚀所述第一硬掩膜层。本发明专利技术的方法形成的第一图形和第二图形尺寸和间距较小的同时，减小了对含有光致产酸剂的光刻胶层进行曝光时所采用的光掩模板的制作难度和成本。

【技术实现步骤摘要】
二次图形的形成方法
本专利技术涉及半导体制作领域，特别涉及一种二次图形的形成方法。
技术介绍
随着集成电路设计的最小线宽和间距的不断缩小，当曝光线条的特征尺寸接近于曝光系统的理论分辨极限时，光刻成像就会发生严重的畸变，从而导致光刻图形质量的严重下降。为了减小光学邻近效应的影响，工业界提出了光刻分辨率增强技术，其中的二次图形工艺(DPT：DoublePatterningTechnology)被认为是填补浸入式光刻和极紫外光刻(EUV)之间鸿沟的有力保障。现有比较典型的二次图形工艺为两次光刻和两次刻蚀工艺(LithoEtchLithoEtch，LELE)工艺或者双重显影工艺(Dual-toneDevelopment，DDT)。LELE(LithoEtchLithoEtch)工艺是对同一待处理基底进行两次光刻和两次刻蚀，在待处理基底中形成半导体图形，使得两相邻半导体图形之间的最小间距相对于一次光刻和一次刻蚀变得更小。现有采用LELE(LithoEtchLithoEtch)工艺形成二次图形(doublepattern)的过程包括：提供基底，在所述基底上依次形成待刻蚀材料层和第一光刻胶层，曝光光线通过第一掩模板对第一光刻胶层进行曝光，在第一光刻胶层中形成第一曝光区；进行显影工艺，去除第一光刻胶层中的第一曝光区，形成具有第一开口的第一光刻胶层；以第一光刻胶层为掩膜，沿第一开口刻蚀所述待刻蚀材料层，形成第二开口；去除第一光刻胶层，在待刻蚀材料层和基底上形成第二光刻胶层，曝光光线通过第二掩模板对第二光刻胶层进行曝光，在第二光刻胶层中形成第二曝光区；进行显影工艺，去除第二光刻胶层的第二曝光区，形成具有第三开口的第二光刻胶层；以第二光刻胶层为掩膜，沿第三开口刻蚀所述待刻蚀材料层，在待刻蚀材料层中形成第四开口；去除第二光刻胶层，在待刻蚀材料层中形成二次图形。但是，前述LELE工艺形成的二次图形的尺寸和间距仍较大。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是二次图形的制作过程中，怎样可以减小二次图形的尺寸和间距，同时采用的光掩模板的线宽尺寸可以保持较大，减小量光掩模板的制作难度和制作费用。为解决上述问题，本专利技术提供一种二次图形的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面形成有第一硬掩膜层，第一硬掩膜层表面形成有第二硬掩膜层；图形化所述第二硬掩膜层，在所述第一硬掩膜层表面形成若干分立的第一图形；形成覆盖所述第一图形和第一硬掩膜层表面的光刻胶层，所述光刻胶层中包括光致产酸剂；对所述第一图形之间的光刻胶层进行第一曝光，被曝光的光刻胶层中的光致产酸剂产生酸；进行负显影工艺，去除未曝光的光刻胶层，在相邻的第一图形之间形成第二图形；以所述第二图形和第一图形为掩膜，刻蚀所述第一硬掩膜层。可选的，所述被曝光部分的光刻胶为亲水且不溶于负显影工艺时采用的显影液，未曝光的部分光刻胶为不亲水且溶于负显影工艺时采用的显影液。可选的，所述第一曝光的能量为。。所述负显影工艺采用的显影液为乙酸正丁酯、二醇醚或芳径。可选的，所述对第一图形之间的光刻胶层进行第一曝光采用第一光掩膜板，所述第一光掩膜板具有与若干第二图形对应的若干第一开口。可选的，所述通过显影去除未曝光的光刻胶层步骤之前，还包括：对所述第一图形顶部表面的光刻胶层进行第二曝光。可选的，所述对所述第一图形顶部表面的光刻胶层进行第二曝光采用第二光掩模板，所述第二光掩模板中具有与第一图形对应的若干第二开口。可选的，所述第二曝光的光刻胶层的尺寸与第一图形的尺寸对应。可选的，所述进行第一曝光和第二曝光后，通过负显影工艺去除未曝光的光刻胶层，在相邻的第一图形之间形成第二图形，在第一图形顶部表面形成第三图形。可选的，以所述第一图形、第三图形和第二图形为掩膜，刻蚀所述第一硬掩膜层。可选的，图形化所述第二硬掩膜层的过程包括：在所述第二掩膜层表面形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层中具有暴露出第二掩膜层表面若干开口；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二掩膜层，在第一掩膜层表面形成若干分立的第一图形；去除所述图形化的光刻胶层。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术二次图形的形成方法，先通过刻蚀第一硬掩膜层形成第一图形，然后在第一图形之间形成第二图形，形成的第一图形和第二图形的尺寸和之间的间距可以较小，并且在形成第二图形时采用光刻胶，所述光刻胶层中包括光致产酸剂，通过对光刻胶层进行曝光时，光致产酸剂在曝光光线照射时能产生光酸，通过负显影工艺去除未曝光的光刻胶层，从而在相邻的第一图形之间形成第二图形，形成的第二图形不会变形，使得形成第二图形的尺寸的精度较高，并且对光刻胶层进行曝光和负显影时，由于被曝光的部分的光刻胶层被保留，因而在形成同等的较小尺寸和间距的二次图形时，本专利技术在形成第二图形时对含有光致产酸剂的光刻胶进行曝光时采用的光掩模板(第一光掩模板)相对于现有的光掩膜板的不透光部分的尺寸可以较大，因而制作本专利技术用于对含有光致产酸剂的光刻胶进行曝光时采用的光掩模板的制作难度减小，成本降低(光掩膜板的不透光部分的尺寸越大，制作光掩模板时，金属层表面形成的光刻胶层中两相邻开口之间的距离会越大，因而图形化该光刻胶层的曝光工艺的难度越小)。进一步，除了对光刻胶层进行第一曝光，以在第二图形之间形成第二图形外，在进行负显影之前，还进行第二曝光，以在第一图形顶部表面形成与第二图形同材料的第三图形，从而使得第三图形和第一图形的总高度与第二图形的高度一致，在以第三图形、第一图形和第二图形为掩膜刻蚀第一硬掩膜层时，能防止只有第一图形和第二图形时，由于第一图形和第二图形的高度不一致带来的不同位置的刻蚀差异性，从而使得刻蚀第一掩膜层中形成的掩膜的精度以及形貌的均匀性更高，因而更进一步提高基底中形成的二次图形的尺寸的精度以及形貌的均匀性。附图说明图1-6是本专利技术一实施例二次图形形成过程的结构示意图；图7-10为本专利技术另一实施例二次图形的形成过程的结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
所言，现有LELE工艺形成的二次图形的尺寸和间距仍较大。为此本专利技术一实施例中提供了一种二次图形的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面形成有第一硬掩膜层，第一硬掩膜层表面形成有第二硬掩膜层；在所述第二硬掩膜层形成第一光刻胶层；对第一光刻胶层进行曝光，并进行显影，去除被曝光的第一光刻胶层，形成图形化的第一光刻胶层；以所述图形化的第一光刻胶层为掩膜刻蚀所述第二硬掩膜层，在第一硬掩膜表面形成若干分立的第一图形；形成覆盖所述第一图形和第一硬掩膜层表面的第二光刻胶层；对第二光刻胶层进行曝光，并进行显影，去除被曝光的第二光刻胶层，对第一图形之间第一硬掩膜层表面形成第二图形，第二图形为未曝光的第二光刻胶层；以第二图形和第一图形为掩膜，刻蚀所述第一硬掩膜层，形成二次图形。实施例二次图形形成方法，由于形成第一图形时，第一图形的尺寸和间距可以较小，然后通过第二次光刻工艺，在第一图形之间形成尺寸较小的第二图形，因而第一图形和第二图形的尺寸和两者之间的间距可以很小，使得以第一图形和第二图形为掩膜刻蚀第一硬掩膜层形成的二次图形的尺寸和间距都减小，但是该方案下，对第二光刻胶层进行曝光时采用的光掩模板的制作难度较大，制作成本较高。研究发现，光掩模板包括透光区域和不透光区域，光掩模板通常是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次图形的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底表面形成有第一硬掩膜层，第一硬掩膜层表面形成有第二硬掩膜层；图形化所述第二硬掩膜层，在所述第一硬掩膜层表面形成若干分立的第一图形；形成覆盖所述第一图形和第一硬掩膜层表面的光刻胶层，所述光刻胶层中包括光致产酸剂；对所述第一图形之间的光刻胶层进行第一曝光，被曝光的光刻胶层中的光致产酸剂产生酸；进行负显影工艺，去除未曝光的光刻胶层，在相邻的第一图形之间形成第二图形；以所述第二图形和第一图形为掩膜，刻蚀所述第一硬掩膜层。

【技术特征摘要】
1.一种二次图形的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底表面形成有第一硬掩膜层，第一硬掩膜层表面形成有第二硬掩膜层；图形化所述第二硬掩膜层，在所述第一硬掩膜层表面形成若干分立的第一图形；形成覆盖所述第一图形和第一硬掩膜层表面的光刻胶层，所述光刻胶层中包括光致产酸剂；对所述第一图形之间的光刻胶层进行第一曝光，被曝光的光刻胶层中的光致产酸剂产生酸；进行负显影工艺，去除未曝光的光刻胶层，在相邻的第一图形之间形成第二图形；以所述第二图形和第一图形为掩膜，刻蚀所述第一硬掩膜层。2.如权利要求1所述的二次图形的形成方法，其特征在于，所述被曝光部分的光刻胶为亲水且不溶于负显影工艺时采用的显影液，未曝光的部分光刻胶为不亲水且溶于负显影工艺时采用的显影液。3.如权利要求2所述的二次图形的形成方法，其特征在于，所述第一曝光的能量为10～20mj/cm2，所述负显影工艺采用的显影液为乙酸正丁酯、二醇醚或芳径。4.如权利要求1所述的二次图形的形成方法，其特征在于，所述对第一图形之间的光刻胶层进行第一曝光采用第一光掩膜板，所述第一光掩膜板具有与若干第二图形对应的若干第一开口。5.如权利要求1所述的二次图形...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天慧，龙海凤，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32