自对准双重图案方法技术

本发明专利技术公开一种自对准双重图案方法，其包含在掩模层上形成往第一方向延伸且彼此等距间隔的线结构、在该些线结构上形成有机介电层、进行一回蚀刻制作工艺，使得该些线结构的顶面与该有机介电层齐平、在该些线结构以及该有机介电层上形成依材质与该些线结构相同的层结构、在该层结构上形成往第二方向延伸且彼此等距间隔的第一间隔壁、以及以第一间隔壁为掩模进行蚀刻制作工艺来图形化该些线结构与该有机介电层。

Self-aligning double pattern method

【技术实现步骤摘要】
自对准双重图案方法
本专利技术涉及一种自对准双重图案(self-aligneddoublepatterning,SADP)方法，特别是涉及适用于交叉自对准双重图案(crossSADP)制作工艺中的自对准双重图案方法。
技术介绍
随着半导体元件的尺寸不断微缩，光刻技术的特征尺寸逐渐接近甚至超过了光学性光刻的物理极限，带给半导体制造技术尤其是光刻技术更加严峻的制作工艺挑战。新一代的超紫外线(EUV)光刻技术虽然具备更小光刻分辨率，但是由于种种的原因尚不能在实作和量产上实现光刻特征尺寸的缩小，其仍需要时间进一步的研发。其他的技术，例如分辨率增强技术(resolutionenhancementtechnology,RET)、相移掩模(phase-shiftmasks,PSM)技术、各种照明技术和光学临近效应修正(opticalproximitycorrection,OPC)技术等，也可以进一步扩展光刻技术的应用范围。另外，浸没式光刻技术则通过在投影物镜和光刻胶之间填充某种液体，有效地增加了光刻系统的数值孔径(NA)，从而实现了更小的光刻特征尺寸，促进了光刻技术的发展。在这些进展之中，双重图形(doublepatterning，简称DP)技术是在不改变现有光刻基础设备的前提下，作为一种有效提高光刻分辨率的技术。此技术的基本原理是将掩模图形一分为二，通过两次曝光得到单次曝光所不能获得的光刻特征尺寸极限，同时也显著地延长了现有光刻设备的使用寿命，因此在目前的半导体制作工艺中得到了广泛的应用。双重图形技术可包含LELE(Lithe-Etch-Lithe-Etch，曝光-刻蚀-曝光-刻蚀)双重图形方法、LFLE(Litho-Freeze-Litho-Etch，曝光-凝固-曝光-刻蚀)双重图形化方法及自对准双重图形(Self-AlignedDoublePatterning，简称SADP)等施作方法，其中的自对准双重图形化方法是经由在预先形成的光刻图形两侧形成间隔壁(spacer)，然后刻蚀去除之前形成的光刻图形，并将间隔壁图形转印到下层材料，从而得到特征尺寸更小的图形，如此获得的图形密度是之前光刻图形密度的两倍。自对准双重图形方法通常用来形成线图形，然而在一些制作工艺中，例如在制作存储器元件中存储节点接触垫(storagenodecontactpad)的制作工艺中，接触垫是接近点的图案而非线图案，只使用单次的自对准双重图形制作工艺是无法制作工艺这样微细的点图案的，故现阶段的作法之一是采用交叉自对准双重图形(crossSADP)方法，其经由两次自对准双重图形方法所产生的重叠图形来界定出点图案。然而现今的交叉自对准双重图形制作工艺中会遇到一些问题。首先，用来当作掩模的间隔壁在图案化步骤完成后进行蚀刻制作工艺加以移除，然而此蚀刻步骤很容易损伤到下方已形成的图形。再者，由于要进行两次自对准双重图形制作工艺之故，其图案化目标层上方会具有多层不同材质的叠层结构，例如氧化硅层与氮氧化硅层的交互叠层结构。这样的叠层结构在图案化完成后很难去除干净，容易残留在基底上造成缺陷。故此，目前业界还需要研发创新的制作工艺作法来解决这类问题。
技术实现思路
有鉴于前述交叉自对准双重图形制作工艺中容易发生的问题，本专利技术于此提出了一种新的制作工艺方法，其经由在制作工艺中加入额外的回蚀刻制作工艺以及形成额外层结构的方式来使目标层上方的叠层结构具有单一的材质，如此在后续移除步骤比较不会残留在基底上造成缺陷。本专利技术的目在于提出一种自对准双重图案方法，其步骤包含提供一基底，其上形成有一掩模层、在该掩模层上形成多条线结构，其往第一方向延伸且彼此等距间隔、在该些线结构与基底上形成有机介电层、进行一回蚀刻制作工艺，使得该些线结构的顶面与该有机介电层齐平、在该些线结构与有机介电层上形成一层结构，其材质与该些线结构相同、在该层结构上形成多条第一间隔壁，其往第二方向延伸且彼此等距间隔、以及以该些第一间隔壁为掩模进行第一蚀刻制作工艺来图形化该些层结构、线结构、以及有机介电层。本专利技术的这类目的与其他目的在阅者读过下文以多种图示与绘图来描述的优选实施例细节说明后必然可变得更为明了显见。附图说明本说明书含有附图并于文中构成了本说明书的一部分，使阅者对本专利技术实施例有进一步的了解。该些图示描绘了本专利技术一些实施例并连同本文描述一起说明了其原理。在该些图示中：图1至图6a、图7、以及图8绘示出本专利技术实施例的自对准双重图案方法在各个步骤时的截面示意图；图6b、图6c、以及图6d绘示出本专利技术自对准双重图案方法中与图6a所示截面不同的截面示意图；以及图9与图10绘示出本专利技术实施例中掩模图形在交叉自对准双重图案方法完成前与完成后的顶视示意图。需注意本说明书中的所有图示都为图例性质，为了清楚与方便图示说明之故，图示中的各部件在尺寸与比例上可能会被夸大或缩小地呈现，一般而言，图中相同的参考符号会用来标示修改后或不同实施例中对应或类似的元件特征。主要元件符号说明100基底102蚀刻目标层102a蚀刻目标层104蚀刻掩模层106图形掩模层106a图形掩模层108复合掩模结构108a有机介电层108b介电抗反射层108c光致抗蚀剂110间隔层110a第一间隔壁111沟槽112有机介电层112a有机介电层112b有机介电层114层结构116第二间隔壁D1第一方向D2第二方向E1,E2,E3,E4蚀刻制作工艺具体实施方式在下文的本专利技术细节描述中，元件符号会标示在随附的图示中成为其中的一部分，并且以可实行该实施例的特例描述方式来表示。这类的实施例会说明足够的细节使该领域的一般技术人士得以具以实施。为了图例清楚之故，图示中可能有部分元件的厚度会加以夸大。阅者需了解到本专利技术中也可利用其他的实施例或是在不悖离所述实施例的前提下作出结构性、逻辑性、及电性上的改变。因此，下文的细节描述将不欲被视为是一种限定，反之，其中所包含的实施例将由随附的权利要求来加以界定。在说明优选实施例之前，通篇说明书中会使用特定的词汇来进行描述。例如文中所使用的「蚀刻」一词一般是用来描述图形化一材料的制作工艺，如此制作工艺完成后至少会有部分的该材料余留下来。需了解蚀刻硅材料的制作工艺都会牵涉到在硅材料上图形化一光致抗蚀剂层的步骤，并在之后移除未被光致抗蚀剂层保护的硅区域。如此，被光致抗蚀剂层保护的硅区域会在蚀刻制作工艺完成后保留下来。然而在其他例子中，蚀刻动作也可能指的是不使用光致抗蚀剂层的制作工艺，但其在蚀刻制作工艺完成后仍然会余留下来至少部分的目标材料层。上述说明的用意在于区别「蚀刻」与「移除」两词。当蚀刻某材料时，制作工艺完成后至少会有部分的该材料于留下来。相较之下，当移除某材料时，基本上所有的该材料在该制作工艺中都会被移除。然而在某些实施例中，「移除」一词也可能会有含括蚀刻意涵的广义解释。文中所说明的「基底」、「半导体基底」或「晶片」等词通常大多为硅基底或是硅晶片。然而，「基底」、或「晶片」等词也可能指的是任何半导体材质，诸如锗、砷化锗、磷化铟等种类的材料。在其他实施例中，「基底」、或「晶片」等词也可能指的是非导体类的玻璃或是蓝宝石基板等材料。在本专利技术图示中，图1至图6a、图7、以及图8依序绘示出根据本专利技术实施例的自对准双重图案方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自对准双重图案方法，其特征在于，包含：提供一基底，该基底上形成有一掩模层；在该掩模层上形成多条线结构，其中该些线结构往第一方向延伸且彼此等距间隔；在该些线结构以及该基底上形成有机介电层；进行一回蚀刻制作工艺，使得该些线结构的顶面与该有机介电层齐平；在该些线结构以及该有机介电层上形成一层结构，该层结构的材质与该些线结构相同；在该层结构上形成多条第一间隔壁，其中该些第一间隔壁往第二方向延伸且彼此等距间隔；以及以该些第一间隔壁为掩模进行第一蚀刻制作工艺来图形化该些层结构、该些线结构、以及该有机介电层。

【技术特征摘要】
1.一种自对准双重图案方法，其特征在于，包含：提供一基底，该基底上形成有一掩模层；在该掩模层上形成多条线结构，其中该些线结构往第一方向延伸且彼此等距间隔；在该些线结构以及该基底上形成有机介电层；进行一回蚀刻制作工艺，使得该些线结构的顶面与该有机介电层齐平；在该些线结构以及该有机介电层上形成一层结构，该层结构的材质与该些线结构相同；在该层结构上形成多条第一间隔壁，其中该些第一间隔壁往第二方向延伸且彼此等距间隔；以及以该些第一间隔壁为掩模进行第一蚀刻制作工艺来图形化该些层结构、该些线结构、以及该有机介电层。2.如权利要求1所述的自对准双重图案方法，其中形成该些第一间隔壁的步骤包含：在该层结构上形成多条芯线，其中该些芯线往该第二方向延伸且彼此等距间隔；在该些芯线以及该层结构上成一共形的间隔壁层；以及对该间隔壁层进行一各向异性蚀刻制作工艺，以形成该些第一间隔壁，其中该些第一间隔壁往该第二方向延伸且彼此等距间隔。3.如权利要求1所述的自对准双重图案方法，其中形成该些线结构的步骤包含：在一材料层上形成多条芯线以及位于每一该芯线两侧的第二间隔壁，其中该些第二间隔壁往该第一方向延伸且彼此等距间隔；以该...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰溢，李甫哲，林盈志，林刚毅，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，福建省晋华集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71