形成超越光学微影制程分辨率的节距的方法技术

一种定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其是在制程中利用聚合物边衬、非感光聚合物填塞及聚合物屏蔽控制目标层被定义的节距，使得该目标层的最小节距超越光学微影制程的分辨率。应用在制造存储器时，该方法并且可以同时解决存储数组区与周边线路区多晶硅节距差异过大的制程问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种集成电路的制造方法，特别是关于一种定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程解析度的方法。
技术介绍
一般来说，集成电路产业的发展有赖于集成电路制程中光学微影制程的不断改进，随着光学微影制程的进步，集成电路不断达成高密度、小体积的目标，因此，集成电路中临界尺寸(Critical Dimension；CD)，包含最小线宽(minimum line width)与间距，也愈来愈细微，亦即需要更高的分辨率。然而，光学微影制程的分辨率基本上受到所使用的光源波长限制，因此，在现有技术中已存在许多方法想要克服此种限制。在颁给JohnN.Randall的美国专利第5,618,383号中，提出利用低温制程形成窄横向结构的方法以克服此种限制，该方法是在支撑层(supportinglayer)上沉积未硬化光阻(uncured photoresist layer)并定义图案(pattern)，然后利用低温非等向性(anisotropic)制程沉积保角层(conformal layer)在该未硬化光阻的侧壁(sidewall)和表面，该保角层材料需要对该未硬化光阻有较高的蚀刻选择比(etching selectivity)，利用低温非等向性蚀刻法去除该未硬化光阻表面的保角层，保留该未硬化光阻垂直侧壁的保角层，接着选择性地移除该未硬化光阻并保留各个独立的保角层，将光阻旋转涂布在该独立的保角层上，并回蚀(etch back)至该保角层。之后，以选择性蚀刻法移除该保角层，以形成与该保角层宽度相同的开口区(openings)，再沉积导电层至该开口区，移除多余的导电层及光阻以形成窄横向结构。但此法形成的结构具有附着性(adhesive)较差的缺点。在颁给TylerA.Lowrey的美国专利第5,328,810号中，提出利用系数2N方式缩小微影节距的方法，该方法是利用传统曝光及显影在硬缓冲层(hardbuffer layer)上以形成在光学微影制程所能形成的最小线宽F的图案，以直接或间接的方法缩减该硬缓冲层线宽，使该硬缓冲层线宽由F缩减到F/2，接着沉积与硬缓冲层、底层材料相较具有较高的选择蚀刻比的第二硬缓冲层，以非等向性蚀刻移除该第一硬缓冲层表面的该第二硬缓冲层，留下该第二硬缓冲层在该第一硬缓冲层的侧壁上。利用留下的侧壁第二硬缓冲层作为蚀刻屏蔽(mask)，此时侧壁第二硬缓冲层宽度为F/4，如此可将节距缩减为原来光罩图案节距的1/2。重复以上步骤，可缩减该最小节距至最小微影制程节距的2-N。换言之，其是利用重复的随形(conformal)沉积与非等向性蚀刻纵层以减少节距。但是，此法的缺点在于硬缓冲层不易沉积。因此，一种改良的方法，以定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率，乃为所冀。
技术实现思路
本专利技术的目的是在提供一种，以解决光学微影制程的分辨率受到所使用的光源波长限制的难题。在根据本专利技术的一实施例中，一种包括在已定义有存储数组区(memory array area)及周边线路区(periphery area)的基底(substrate)上沉积绝缘层及多晶硅，于该多晶硅上形成光阻图案使该存储数组区及该周边线路区具有不同大小的节距，在该光阻图案侧壁形成聚合物边衬(polymer spacer)，以该光阻图案及该聚合物边衬为屏蔽蚀刻该多晶硅以形成沟渠(trench)，在该沟渠中填入非感光聚合物(photo-insensitive polymer)，移除该存储数组区上的光阻图案，形成聚合物屏蔽并蚀刻该存储数组区上的该多晶硅，移除所有的聚合物，如此，最终的多晶硅节距便超越了光学微影制程的分辨率。在根据本专利技术的另一实施例中，一种包括在已定义有存储数组区及周边线路区的基底上沉积绝缘层、多晶硅及缓冲层，于该缓冲层上形成光阻图案使该存储数组区及该周边线路区具有不同大小的节距，在该光阻图案侧壁形成聚合物边衬，以该光阻图案及该聚合物边衬为屏蔽蚀刻该缓冲层及多晶硅以形成沟渠，在该沟渠中填入非感光聚合物并回蚀至该缓冲层，去除该缓冲层，在该存储数组区上形成聚合物屏蔽并蚀刻该多晶硅，移除所有的聚合物，如此，最终的多晶硅节距便超越了光学微影制程的解析度。此外，在本专利技术的方法中，可以放大光罩上存储数组区的最小多晶硅节距及缩小光罩上周边线路区最初的最小多晶硅节距，故可同时解决现有技术中存储数组区与周边线路区的多晶硅间距差过大的问题。附图说明图1A-1I是根据本专利技术的第一实施例的示意图；以及图2A-2I是根据本专利技术的第二实施例的示意图。符号说明10基底10a存储数组区10b周边线路区12氧化物14多晶硅16抗反射层18光阻图案20聚合物边衬22、24沟渠26非感光聚合物28光阻30聚合物屏蔽32聚合物屏蔽34、36、38间隙50基底50a存储数组区50b周边线路区52氧化物 54多晶硅56缓冲层58抗反射层60光阻图案62聚合物边衬64、66沟渠68非感光聚合物70光阻72聚合物74聚合物屏蔽76、78、80间隙具体实施方式第一实施例图1A-1I是根据本专利技术的第一实施例制程，如图1A所示，在已定义有存储数组区10a和周边线路区10b的基底10上沉积氧化物(oxide)12及多晶硅14，该多晶硅14是在接下来的制程中要形成超越光学微影制程分辨率的节距的目标层。在多晶硅14上涂布抗反射层(Anti-Reflection Coating；ARC)16及光阻18，并对光阻18曝光及显影以定义出光阻图案18，该光阻图案18在存储数组区10a中的最小节距为A，在周边线路区10b中的最小节距为B，其中，该节距的定义为线宽及间隙(line space)的和，较佳者，在存储数组区10a中该线宽和该间隙皆为A/2，如图1B所示。在光阻图案18的侧壁形成聚合物边衬20，如图1C所示，该聚合物20只沉积于光阻图案18的侧壁，若该聚合物20沉积在光阻图案18的上方表面时，则利用回蚀刻加以移除，较佳者，在存储数组区10a中的聚合物边衬20彼此的间隙C为A/4，同时，在周边线路区10b中的聚合物边衬20彼此的间隙则为D。接下来，利用光阻图案18与聚合物边衬20做为屏蔽蚀刻多晶硅14与抗反射层16，在存储数组区10a形成具有宽度C的沟渠22，其中，C＝A/4，在周边线路区10b形成具有宽度D的沟渠24，如图1D所示。然后，在沟渠22与24中填入非感光聚合物26并对其回蚀刻，如图1E所示。接着涂布另一层光阻28，并对存储数组区10a进行曝光及显影制程，只留下光阻28在周边线路区10b上，如图1F所示。然后分别在周边线路区10b及存储数组区10a上沉积聚合物屏蔽30及32，沉积该聚合物屏蔽30及32的方法可为化学气相沉积法(Chemical VaporDeposition；CVD)或其它方法，在存储数组区10a上的聚合物屏蔽32具有间隙E，较佳者，E＝C＝A/4，如图1G所示。接着以聚合物屏蔽32为遮罩蚀刻存储数组区10a上的抗反射层16及多晶硅14，形成宽度为E的沟渠34，如图1H所示。最后移除聚合物屏蔽30及32、光阻28及18、聚合物边衬20及非感光聚合物26，如图1I所示，在存储数组区10a中，间隙34及36的宽度分别为E及C且E＝C＝A/4，最终的节距F本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，包括下列步骤：形成一想要定义该最小节距的目标层；形成具有一节距的图案层于该目标层上；为该图案层形成第一边衬；蚀刻该目标层形成第一沟渠；在该第一 沟渠中填入绝缘物；移除该图案层；为该第一边衬形成第二边衬；蚀刻该目标层形成第二沟渠；以及移除该绝缘物、第一及第二边衬。

【技术特征摘要】
1.一种定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，包括下列步骤形成一想要定义该最小节距的目标层；形成具有一节距的图案层于该目标层上；为该图案层形成第一边衬；蚀刻该目标层形成第一沟渠；在该第一沟渠中填入绝缘物；移除该图案层；为该第一边衬形成第二边衬；蚀刻该目标层形成第二沟渠；以及移除该绝缘物、第一及第二边衬。2.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该形成目标层的步骤包括下列步骤形成氧化物在一基底上；以及于该氧化物上沉积多晶硅作为该目标层。3.根据权利要求2所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，更包括沉积抗反射层于该多晶硅上。4.根据权利要求3所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该抗反射层包括有机材料。5.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该形成图案层的步骤包括下列步骤涂布一光阻在该目标层上；以及对该光阻曝光及显影以形成该图案层。6.根据权利要求5所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，更包括沉积抗反射层于该光阻上。7.根据权利要求6所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该抗反射层包括有机材料。8.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该节距达到或趋近形成该图案层的光学微影制程的最小分辨率。9.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该形成第一边衬的步骤包括下列步骤沉积一聚合物于该图案层的上方及侧壁上；以及回蚀该聚合物至仅留下该图案层侧壁上的部分以形成该第一边衬。10.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该第一沟渠具有一宽度为该节距的四分之一。11.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该第一边衬具有一宽度为该节距的八分之一。12.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该蚀刻出第一沟渠的步骤包括以该图案层及该第一边衬为屏蔽的电浆蚀刻该目标层。13.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该填入绝缘物的步骤包括下列步骤形成一聚合物填入该第一沟渠；以及回蚀该聚合物至仅留下该第一沟渠中的部分。14.根据权利要求13所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该聚合物包括非感光材料。15.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该形成第二边衬的步骤包括形成一聚合物于该第一边衬及该填塞的上方，以及该第一边衬的侧壁上。16.根据权利要求15所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该聚合物是作为蚀刻出该第二沟渠的屏蔽。17.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该第二沟渠具有一宽度为该节距的四分之一。18.根据权利要求1所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该第二边衬具有一宽度为该节距的八分之一。19.一种定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，包括下列步骤形成一想要定义该最小节距的目标层；形成一缓冲层于该目标层上；形成具有一节距的图案层于该缓冲层上；为该图案层形成第一边衬；蚀刻该缓冲层及目标层形成第一沟渠；在该第一沟渠中填入绝缘物；移除该目标层上的所有材料；为该绝缘物形成第二边衬；蚀刻该目标层形成第二沟渠；以及去除该绝缘物及第二边衬。20.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该形成目标层的步骤包括下列步骤形成氧化物在一基底上；以及于该氧化物上沉积多晶硅作为该目标层。21.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该缓冲层对该目标层具有较高的蚀刻选择比。22.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该缓冲层包括氧化物或氮化硅。23.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，更包括沉积抗反射层于该缓冲层上。24.根据权利要求23所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该抗反射层包括有机材料。25.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该形成图案层的步骤包括下列步骤涂布一光阻在该缓冲层上；以及对该光阻曝光及显影以形成该图案层。26.根据权利要求25所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，更包括沉积抗反射层于该光阻上。27.根据权利要求26所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该抗反射层包括有机材料。28.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该节距达到或趋近形成该图案层的光学微影制程的最小分辨率。29.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该形成第一边衬的步骤包括下列步骤沉积一聚合物于该图案层的上方及侧壁上；以及回蚀该聚合物至仅留下在该图案层侧壁上的部分以形成该第一边衬。30.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该第一沟渠具有一宽度为该节距的四分之一。31.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该第一边衬具有一宽度为该节距的八分之一。32.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该蚀刻出第一沟渠的步骤包括以该图案层及该第一边衬为屏蔽的电浆蚀刻该缓冲层及该目标层。33.根据权利要求19所述的定义集成电路中最小节距使超越光学微影制程分辨率的方法，其中该填入绝缘物的步骤包括形成一聚合物填入该第一沟渠。34.根据权利要求33所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟维民，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]