本发明专利技术公开一种用于形成半导体器件的细微图案的方法，所述方法包括：在底层上形成硬掩模图案。在所述硬掩模图案上形成第一有机膜。在所述第一有机膜上形成第二有机膜。平面化所述第二有机膜直到所述第一有机膜露出。在所述第一有机膜上执行回蚀工序直到所述底层露出。蚀刻所述第一有机膜和所述第二有机膜以形成有机掩模图案，所述有机掩模图案包括所述第一有机膜和所述第二有机膜。每个有机掩模图案形成于相邻的所述硬掩模图案之间。使用所述硬掩模图案和所述有机掩模图案作为蚀刻掩模蚀刻所述底层以形成底层图案。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总的来说涉及一种。
技术介绍
随着对于小型半导体器件的需求增加，图案更紧密地形成于半导体基板上。阻剂和曝光器已经开发出来以获得半导体基板上的细微图案。在光刻中，曝光工序使用KrF(248nm)或ArF(193nm)作为光源。常规的曝光工序使用短波长光源诸如F2(157nm)或EUV(13nm)等。然而，当应用新的光源时，需要另外的曝光工序。结果，制造成本增加并且聚焦深度范围(focus depth width)降低。此外，由于采用短波长光源曝光的分辨率限于0.1μm，难以形成高度集成的半导体器件所需的细微图案。
技术实现思路
一种包括双蚀刻工序。具体而言，一种包括在形成于基板之上的底层上形成硬掩模图案。在所述硬掩模图案上形成第一有机膜。所述第一有机膜符合所述硬掩模图案和所述底层的外形。在所述第一有机膜上形成第二有机膜。将所述第二有机膜平面化，直到所述第一有机膜透过所述第二有机膜的表面露出。蚀刻所述第一有机膜直到所述底层暴露出来。在所述第一有机膜和所述第二有机膜上执行另一蚀刻工序以形成有机掩模图案。每个有机掩模图案具有包括所述第一有机膜和所述第二有机膜的叠层结构。所述有机掩模图案形成于相邻的硬掩模图案之间。使用所述硬掩模图案和所述有机掩模图案作为蚀刻掩模蚀刻所述底层以形成底层图案。附图说明图1a至1h为横截面图，示出根据本专利技术实施例的。具体实施例方式一种使用双蚀刻工序。该方法对于确保重叠和排列限度(arranging margin)是有用的。因此，本专利技术所公开的方法降低制造成本并且减少处理时间。下面将参照附图详细说明，而并不意图限制所要求保护的专利技术。图1a至1h为横截面图，其示出根据本专利技术实施例的。图1a显示顺序形成于半导体基板101上的第一底层103和第二底层105。该第一底层103和第二底层105由适合用作字线、位线或金属线的材料形成。硬掩模图案107以光刻工序可获得的最小间隔形成于第二底层105上。每个硬掩模图案通过在第二底层105上形成硬掩模薄膜而形成。将光阻膜涂覆在产生的结构上。采用置于光阻膜上的曝光掩模执行曝光工序。执行显影工序以形成光阻图案。使用光阻图案作为蚀刻掩模蚀刻硬掩模薄膜。然后移除该光阻图案。在一个实施例中，硬掩模图案由多晶硅、氧化物膜、氮化物膜、金属或其组合所形成。图1b显示第一有机膜109形成于硬掩模图案107上，使得该第一有机膜109符合该硬掩模图案107和第二底层105的外形。第一有机膜109可以为通过旋涂工序或沉积工序所形成的任何有机膜。例如，第一有机膜109可以包括有机聚合物诸如光阻膜或抗反射膜等。具体而言，第一有机膜109包含聚合物，该聚合物包括脂族聚酯化合物、聚酰胺酸化合物或其组合作为主要成分。脂族聚酯化合物可以包括聚己二酸亚乙基酯、聚己二酸亚丁基酯、聚己二酸亚异丙基酯或其组合。聚酰胺酸化合物可以包括六亚甲二胺和均苯四甲酸二酐的聚酰胺酸化合物、丙二胺和均苯四甲酸二酐的聚酰胺酸化合物、N，N’-二甲基-1，3-丙二胺和均苯四甲酸二酐的聚酰胺酸化合物或其组合。图1c显示形成于第一有机膜109上的第二有机膜111。该第二有机膜111采用如下材料形成，即其蚀刻选择性与第一有机膜109及硬掩模图案107的蚀刻选择性不同。第二有机膜111可以包括用于I线的光阻、酚醛化合物或奎宁重氮(quinine diazide)/酯化合物，其可以借助旋涂工序形成。例如，在如下文献中公开了用于I线的光阻，即，美国专利No.3,666,473、美国专利No.4,115,128、日本公开No.S55-73045、日本公开No.S61-205933、日本公开No.H2-109051、日本公开No.H5-88364、日本公开No.H8-82926、日本公开No.H9-15853、日本公开No.H10-20503和日本公开No.2000-137324。图1d显示在第二有机膜111上执行平面化工序直到第一有机膜109露出。第二有机膜111保持在露出的第一有机膜109的相邻部分之间。该平面化工序可以借助化学-机械平面化工序或借助使用如下蚀刻气体的回蚀工序来执行，即，氮气、氧气、氩气、氢气、氯气或其组合。图1e和1f显示借助双蚀刻工序使有机掩模图案113在相邻硬掩模图案107之间形成。图1e显示在借助图1d的工序露出的第一有机膜109上执行回蚀工序，以移除相邻硬掩模图案107之间的第一有机膜109。执行回蚀工序以使第一有机膜109比第二有机膜111或硬掩模图案107蚀刻得更快，直到底层105的上表面露出。在一个实施例中，第一有机膜109的蚀刻速度比第二有机膜111或硬掩模图案107的蚀刻速度快约二到三倍。采用蚀刻气体执行回蚀工序，其中蚀刻气体含有体积百分比为约5-10％的氧气含量以及氮气、氟气和氩气中的至少一者。在一个实施例中，蚀刻气体含有7sccm的O2、30sccm的CF4以及130sccm的Ar。结果，可以在第二有机膜111或硬掩模图案107受到损害之前从底层105移除第一有机膜109。若氧气含量按体积百分比计少于约5％或多于约10％，则不容易实现在不损害第二有机膜111或硬掩模图案107的情况下蚀刻第一有机膜109。图1f显示借助等向蚀刻工序形成于底层105上的有机掩模图案113。每个有机掩模图案113形成于相邻的硬掩模图案107之间。每个有机掩模图案113具有包括第一有机膜109和第二有机膜111的叠层结构。执行等向蚀刻工序以使第二有机膜111比掩模图案107蚀刻得更快，并且第一有机膜109比第二有机膜111蚀刻得更快。在一个实施例中，第二有机膜的蚀刻速度比硬掩模图案的蚀刻速度快约九到十倍。在另一个实施例中，第一有机膜的蚀刻速度比第二有机膜的蚀刻速度快约二到三倍。结果，在不使用任何蚀刻掩模的情况下，有机掩模图案113形成于相邻的硬掩模图案107之间。在一个实施例中，有机掩模图案113具有和硬掩模图案107基本相同的宽度。采用蚀刻气体执行等向蚀刻工序，蚀刻气体含有体积百分比为约1-2％的氧气含量以及氮气、氩气和氢气中的至少一者。在一个实施例中，蚀刻气体含有3sccm的O2、90sccm的CF4以及40sccm的Ar。优选的是，调整蚀刻气体压力的源动力的电压以及可以有效控制蚀刻气体方向的偏压动力，使得有机掩模图案113形成为具有和硬掩模图案107基本相同的线宽。如果氧气含量按体积百分比计少于约1％或多于约2％，则不容易实现在不损害硬掩模图案107的情况下蚀刻有机掩模图案113。图1g显示第二基底图案105-1借助蚀刻第二底层105而形成。在该蚀刻工序中，硬掩模图案107和有机掩模图案113用作蚀刻掩模。图1h显示执行清洗工序之后的第二基底图案105-1。执行双蚀刻工序以获得有机掩模图案，其具有比借助常规光刻装置所获得的间距还小的间距。当采用形成于相邻硬掩模图案之间的有机掩模图案蚀刻底层时，可以获得借助常规光刻装置所无法获得的细微图案。本专利技术的上述实施例是示例性的而非限制性的。各种替代形式及等同实施例都是可行的。本专利技术并不限于在此所述的光刻步骤。本专利技术也不限于任何特定类型的半导体器件。例如，本专利技术可以应用于动态随机存取存储器(DRAM)或非易失存储器中。考虑到本专利技术所公开的内容，其它的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于形成半导体器件的图案的方法，所述方法包括：在形成于基板之上的底层上形成硬掩模图案；在所述硬掩模图案上形成第一有机膜，其中所述第一有机膜符合所述底层和所述硬掩模图案的外形；在所述第一有机膜上形成第二有机膜； 平面化所述第二有机膜，直到所述第一有机膜露出；蚀刻所述第一有机膜，直到所述底层露出；蚀刻所述第一有机膜和所述第二有机膜以形成有机掩模图案，每个有机掩模图案具有包括所述第一有机膜和所述第二有机膜的叠层结构，其中每个有机掩模 图案形成于相邻的所述硬掩模图案之间；以及使用所述硬掩模图案和所述有机掩模图案作为蚀刻掩模蚀刻所述底层以形成底层图案。
【技术特征摘要】
KR 2006-5-9 10-2006-0041513;KR 2006-12-20 10-2006-1.一种用于形成半导体器件的图案的方法，所述方法包括在形成于基板之上的底层上形成硬掩模图案；在所述硬掩模图案上形成第一有机膜，其中所述第一有机膜符合所述底层和所述硬掩模图案的外形；在所述第一有机膜上形成第二有机膜；平面化所述第二有机膜，直到所述第一有机膜露出；蚀刻所述第一有机膜，直到所述底层露出；蚀刻所述第一有机膜和所述第二有机膜以形成有机掩模图案，每个有机掩模图案具有包括所述第一有机膜和所述第二有机膜的叠层结构，其中每个有机掩模图案形成于相邻的所述硬掩模图案之间；以及使用所述硬掩模图案和所述有机掩模图案作为蚀刻掩模蚀刻所述底层以形成底层图案。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述底层由用于字线、位线或金属线的材料形成。3.根据权利要求1所述的方法，其中，每个硬掩模图案由多晶硅、氧化物膜、氮化物膜、金属或其组合中之一所形成。4.根据权利要求1所述的方法，其中，用于形成所述硬掩模图案的方法包括在所述底层上形成硬掩模薄膜；在所述硬掩模薄膜上涂覆光阻膜；曝光并且显影所述光阻膜以形成光阻图案；使用所述光组膜作为蚀刻掩模图案化所述硬掩模薄膜；以及移除所述光阻图案。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一有机膜包含采用旋涂工序和沉积工序中之一所形成的有机聚合物膜。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一有机膜包含聚合物，所述聚合物包括脂族聚酯化合物和聚酰胺酸化合物中之一作为主要成分。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述脂族聚酯化合物选自由聚己二酸亚乙基酯、聚己二酸亚丁基酯、聚己二酸亚异丙基酯及其组合构成的群组。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述聚酰胺酸化合物选自由下列成分构成的群组六亚甲二胺和均苯四甲酸二酐的聚酰胺酸化合物、丙二胺和均苯四甲酸二酐的聚酰胺酸化合物、N，N’-二甲基-1，3-丙二胺和均苯四甲酸二酐的聚酰胺酸化合物及其组合。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二有机膜具有与所述第一有机膜及所述硬掩模图案的蚀刻选择性不同的蚀刻选择性。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二有机膜包括用于I线的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑载昌，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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