一种形成半导体器件金属线的方法技术

一种形成半导体器件金属线的方法包括：在半导体衬底上形成介电膜；在包括介电膜的整个结构上形成多个平行的光刻胶图案；在所述光刻胶图案的侧壁上形成间隔物；通过除去光刻胶图案暴露介电膜；通过蚀刻所述暴露的介电膜形成镶嵌图案；除去所述间隔物；在包括镶嵌图案的整个结构上形成金属材料，并且该抛光金属材料，由此形成金属线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更具体地涉及一种形 成具有微小金属线间距的半导体器件金属线的方法。
技术介绍
通常，在半导体器件制造期间形成金属线的方法可以被区分为镶嵌方 案或钨(W)蚀刻方案。特别地，随着半导体器件集成度的提高，线宽降低。为形成具有微小线宽的金属线，必须形成微镶嵌图案。然而，在制造 半导体器件期间通过光刻工艺形成的图案的最小间距是由来自曝光设备的用于曝光的光波长决定的。当半导体器件集成度提高时，为形成具有更 小间多巨的图案，必须4吏用比传统用于啄光的光的波长更短的光。X-射线或 电子束可用来提供更短的波长，然而使用X-射线或电子束仍在试验阶段以 解决涉及技术问题、生产能力等的问题。
技术实现思路
本专利技术涉及，其中在光刻胶图案的 侧壁上形成间隔物膜，使用所述间隔物作为蚀刻^^模形成微细金属图案， 并且其中金属线不连接的部分使得光刻胶图案之间的距离变窄，由此导致 间隔物彼此接触并且防止微细金属图案在间隔物彼此接触的地方形成。根据本专利技术一方面，形成半导体器件金属线的方法包括在半导体衬 底上形成介电膜；在包括介电膜的整个结构上形成多个平行的光刻胶图 案；在光刻胶图案的侧壁上形成间隔物；通过除去光刻胶图案暴露介电膜; 通过蚀刻所述暴露的介电膜形成镶嵌图案；除去所述间隔物；在包括镶嵌图案的整个结构上形成金属材料；然后抛光所述金属材料，由此形成金属 线。在金属线不连接的区域上形成的光刻胶图案在其端部沿相反的方向向 外延伸，使得在光刻胶图案的各端部之间限定间隔。所述端部之间的距离小于间隔物的宽度的两倍。光刻胶图案的间距是金属线的间距的两倍。形成介电膜之后，在所述介电膜上形成第一和第二硬掩模膜以及抗反射涂层(ARC)。第一硬掩模膜和第二硬掩模膜分别是由旋涂碳(SOC)膜和多功能硬 掩模(MFHM)膜形成。MFHM可以是包含Si的BARC(底部ARC)。根据本专利技术另一方面，形成半导体器件金属线的方法包括在半导体 衬底上形成介电膜；在包括介电膜的整个结构上形成多个平行的光刻胶图 案，邻近金属线不连接的区域的光刻胶图案在所述金属线不连接的区域的 方向上具有凸出的部分；在光刻胶图案的侧壁上形成间隔物；通过除去光 刻胶图案暴露介电膜；通过蚀刻所述暴露的介电膜形成镶嵌图案；除去所 述间隔物；在包括镶嵌图案的整个结构上形成金属材料；然后抛光所述金 属材料，由此形成金属线。邻近金属线不连接的区域的光刻胶图案的各凸出部分之间的距离小于 间隔物宽度的两倍。光刻胶图案的间距是金属线的间距的两倍。在形成介电膜之后，在所述介电膜上形成第一和第二硬掩模膜以及 ARC层。第一硬掩模膜和第二硬掩模膜分别包括SOC膜和MFHM膜。 附图说明图1A至5B是说明根据本专利技术一个实施方案的形成半导体器件金属线 的方法的截面图和平面图；和5图6 A至10B是说明根据本专利技术另一个实施方案的形成半导体器件金 属线的方法的截面图和平面图。具体实施例方式将参考附图描述根据本专利技术的具体的实施方案。本专利技术不局限于所述 公开的实施方案，而是可以各种方式实施。提供所述实施方案以完成本发 明的公开并使得本领域技术人员理解本专利技术。本专利技术由权利要求的范围所 限定。图1A至5B是说明根据本专利技术一个实施方案的形成半导体器件金属线 的方法的截面图和平面图。参考图1A,在半导体衬底100上顺序形成介电膜101、第一硬掩員 102、第二硬掩;^103和ARC层104。介电膜101可由氧化物膜形成。第一硬掩模膜102可由SOC膜形成。 第二硬掩^Ml03可由MFHM膜形成。MFHM膜含有Si,并因此在后续 的蚀刻工艺中产生与由SOC膜形成的第一>^掩模度102相比的蚀刻速率 差异。另外，MFHM膜是透明的，当形成后续的光刻胶图案时，可省略 另外的用于图案对准的标记打开(keyopen)工艺。在包括ARC层104的整个结构上涂敷光刻皿。然后实施曝光和显影 工艺，由此形成光刻胶图案105、 105A和105B。光刻胶图案105的间距 是最终将形成的金属线的间距的约两倍。在光刻胶图案的形成工艺中，在金属线不连接的部分处，光刻胶图案 105A、 105B之间的距离X可以小于随后将形成的间隔物膜的厚度的两倍。参考图1B，平行地形成多个光刻胶图案105、 105A、 105B。然而，光 刻胶图案105A、 105B均在不连接部分处朝向一个相邻的光刻胶图案105 向外斜向延伸。然后每个光刻胶图案105A、 105B的端部平行于光刻胶图 案105延伸，使得在光刻胶图案105A、 105B的端部之间形成间隔。参考图2A和2B，在光刻胶图案105、 105A、 105B的侧壁上形成间隔 物106。光刻胶图案105A、 105B的端部之间形成的间隔小于间隔物106 的厚度的两倍。因此，间隔物106在金属线的不连接部分处填充光刻胶图 案105A、 105B之间的间隔。6通过在包括光刻胶图案105、 105A、 105B的整个结构上沉积氧化物膜， 然后实施蚀刻工艺，使得氧化物膜保留在光刻胶图案105、 105A、 105B的 侧壁上，可以形成间隔物106。参考图3A和3B,通过实施剥离工艺除去光刻胶图案。然后除去暴露 的ARC层。形成其中层叠间隔物106和ARC层104的蚀刻图案104、 106。 蚀刻图案104、 106的间距是光刻胶图案的间距的约一半。参考图4A和4B,通过使用蚀刻图案作为蚀刻^^模的蚀刻工艺，顺序 地蚀刻第一和第二硬掩模度102、 103，由此形成硬掩模图案。之后，使用 采用硬掩模图案的蚀刻工艺，图案化介电膜IOI以形成用于金属线的镶嵌 图案。参考图5 A和5B,在包括其中形成镶嵌图案的介电膜101的整个结构 上形成金属材料。然后实施抛光工艺使得暴露介电膜IOI的上表面。因此， 金属材*留在镶嵌图案内部，并因此形成金属线107。图6 A至10B是说明根据本专利技术另 一个实施方案的形成半导体器件金 属线的方法的截面图和平面图。参考图6A，在半导体衬底200上顺序地形成介电膜201、第一硬掩模 膜202、第二硬掩:^203和ARC层204。所述介电膜201可由氧化物膜形成。第一硬掩模膜202可由SOC膜形 成。第二硬掩模膜203可由MFHM膜形成。MFHM膜含有Si，并因此在 后续的蚀刻工艺中产生与由SOC膜形成的第一硬4^模溪202相比的蚀刻 速率差异。另外，MFHM膜是透明的，当形成后续的光刻胶图案时，可 省略另外的用于图案对准的标记打开工艺。在包括ARC层204的整个结构上涂敷光刻J!m。然后实施爆光和显影 工艺，由此形成光刻胶图案205、 205A、和205B。光刻胶图案205的间距 是最终将形成的金属线的约两倍。在光刻胶图案的形成工艺中，在邻近金属线不连接的部分的光刻胶图 案205A、 205B之间的距离X可以小于随后将形成的间隔物膜的厚度的两 倍。参考图6B，平行地形成多个光刻胶205、 205A、 205B。邻近金属线不 连接部分的光刻胶图案205A、 205B彼此相对地向内凸出。参考图7A和7B，在光刻胶图案205、 205A、 205B的侧壁上形成间隔 物206。光刻胶图案205A、 205B的突出部分之间的间隔小于间隔物206 的厚度的两倍。因此，间隔物206填充光刻胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成半导体器件的金属线的方法，所述方法包括：　在半导体衬底上形成介电膜；　在所述介电膜上形成多个平行的光刻胶图案；　在所述光刻胶图案的侧壁上形成间隔物；　除去所述光刻胶图案以暴露所述介电膜；　蚀刻所述暴露的 介电膜以形成镶嵌图案；　除去所述间隔物；　在所述镶嵌图案上形成金属材料；和　抛光所述金属材料，由此形成金属线。

【技术特征摘要】
KR 2007-12-27 10-2007-01387691. 一种形成半导体器件的金属线的方法，所述方法包括在半导体衬底上形成介电膜；在所述介电膜上形成多个平行的光刻胶图案；在所述光刻胶图案的侧壁上形成间隔物；除去所述光刻胶图案以暴露所述介电膜；蚀刻所述暴露的介电膜以形成镶嵌图案；除去所述间隔物；在所述镶嵌图案上形成金属材料；和抛光所述金属材料，由此形成金属线。2. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述金属线不连接的区域上形成 的光刻胶图案在其端部处沿相反方向向外延伸，使得在所述光刻胶图案的 各端部之间限定间隔。3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述光刻胶图案的各端部之间的距 离小于所述间隔物的宽度的两倍。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述光刻胶图案的间距是所述金属 线的间距的约两倍。5. 据权利要求1所述的方法，还包括在形成所述介电膜之后，在所述介 电膜上形成第一和第二硬掩 以及抗反射涂层(ARC)。6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述第一硬掩模膜和所述第二硬掩 ;^分别由旋涂碳(SOC)膜和多功能硬掩模(MFHM)膜形成，所述MFHM 包括含Si的BARC(底部ARC)。7. —种形成半导体器件金属线的方法，所述方法包括 在半导体衬底上提供的介电膜上形成多个平行的光刻胶图案，其中邻近所述金属线不连接的区域的光刻胶图案在所述金属线不连接的区域的 方向上具有凸出的部分；在所述光刻胶图案的侧壁上形成间隔物；除去所述光刻胶图案以暴...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宇荣，
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]