减小半导体装置的临界尺寸的方法和具有减小的临界尺寸的部分制造的半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在目标层上形成特征的方法。所述特征具有与用作掩模的抗蚀剂层的部分的临界尺寸相比减小三倍或四倍的临界尺寸。在目标层上沉积中间层，且在所述中间层上形成所述抗蚀剂层。在图案化所述抗蚀剂层之后，在所述抗蚀剂层的剩余部分的侧壁上形成第一间隔物，从而掩蔽所述中间层的部分。在所述中间层的所述部分的侧壁上形成第二间隔物。在移除所述中间层的所述部分之后，将所述第二间隔物用作掩模以在所述目标层上形成所述特征。还揭示一种部分制造的集成电路装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例大体上涉及半导体装置制造，且更具体来说涉及减小半导体装置的 临界尺寸(CD)的方法及具有减小的临界尺寸的部分制造的半导体装置。
技术介绍
集成电路(IC)设计人员想要通过减小个别特征的大小且减小半导体衬底上的相邻 特征之间的间隔距离来提高ic内的特征的集成度或密度。特征大小的不断减小对形成所述特征所用的技术(例如光刻)提出了更高要求。这些特征通常是通过材料(例如绝 缘体或导体)中的开口来界定的且通过所述材料彼此隔开。相邻特征中的相同点之间的 距离在此项产业中称为"间距"。举例来说，间距通常测量为特征之间的中心到中心的 距离。因此，间距大约等于特征的宽度与使所述特征与相邻特征分隔的间隔的宽度的总和。特征的宽度也称为线的CD或最小特征大小("F")。 CD通常是在IC制造期间使用 给定技术(例如光刻)形成的最小几何特征，例如互连线、触点或沟槽的宽度。因为邻 近于特征的间隔的宽度通常等于特征的宽度，所以特征的间距通常是特征大小的两倍 (2F)。常规248 nm光刻能形成100 nm到200 nm的最小线宽度。然而，由于减小特征大 小及间距的压力存在，所以已研发出间距加倍技术。第5,328,810号美国专利揭示了一 种使用间隔物或心轴在半导体衬底中形成均匀隔开的沟槽的间距加倍方法。沟槽具有相 等的深度。可扩展层形成于半导体衬底上且被图案化，从而形成宽度为F的条带。将条带蚀刻，从而产生具有减小的宽度F/2的心轴条带。部分可扩展的纵梁层以共形方式沉 积在心轴条带上，且被蚀刻而在心轴条带的侧壁上形成具有F/2厚度的纵梁条带。心轴 条带被蚀刻，而纵梁条带保留于半导体衬底上。纵梁条带充当一掩模，用以在半导体衬 底中蚀刻具有F/2宽度的沟槽。虽然以上提到的专利中的间距实际上减半，但此间距减 小在此项产业中称为"间距加倍"或"间距倍增"。换言之，间距"倍增"某一因数涉 及将间距减小所述因数。本文中保留此常规术语。第6,239,008号美国专利揭示了一种间距加倍方法。将光致抗蚀剂图案化在半导体 材料层上。 一个光致抗蚀剂结构与一个邻接间隔的尺寸定义为x。将光致抗蚀剂结构修 整为1/2 x。将结构之间的间隔增加到3/4x。半导体材料层的暴露部分被蚀刻，从而在 半导体材料层中形成结构。移除光致抗蚀剂结构。将毯覆层沉积在半导体材料层结构上。 蚀刻所述毯覆层以在半导体材料层结构的侧壁上形成间隔物。将第二毯覆层沉积在半导 体材料层结构、间隔物和间隔上，从而在间隔中形成第二组结构。第二毯覆层是与制作 半导体材料层结构所用的材料相似或相同的材料。将半导体材料层结构、间隔物及第二 组结构平坦化。移除间隔物。半导体材料层结构及第二组结构及其之间的间隔具有1/4 x 的尺寸。第6,638,441号美国专利揭示了一种间距三倍方法。将光致抗蚀剂层图案化在衬底 上。在图案上形成一层。蚀刻第一层以使衬底暴露。在图案上形成第二层。蚀刻第二层 以使衬底暴露。移除被图案化的光致抗蚀剂。在第--层及第二层以及衬底上形成第三层。 蚀刻第三层以使衬底暴露。在第一层、第二层及第三层以及衬底上形成第四层。第四层 的材料与第一层的材料相同。蚀刻第四层以使第一层、第二层及第三层暴露。移除第二 层及第三层。第一层及第四层形成一图案，其具有三倍的间距。193 nm光刻能够形成比248 nm光刻更小的特征。然而，193 nm光致抗蚀剂材料与 248 nm光致抗蚀剂材料相比具有增加的线边缘粗糙度(LER)。此外，248 nm光致抗蚀 剂材料比193 nm光致抗蚀剂材料强硬。因此，此项技术中需要一种间距减小方法，其能够利用248 nm光致抗蚀剂来减小 特征的CD。附图说明虽然说明书的结尾是特别指出并清楚地主张被视为本专利技术的内容的权利要求书，但在结合附图阅读时，可通过以下对本专利技术的说明更容易地理解本专利技术的实施例，图中 图1说明形成在部分制造的集成电路装置上的目标层上的中间层、抗反射层及抗蚀图2说明用所要的CD图案化的图1的抗蚀剂层的实施例； 图3说明形成在图2的特征上的第一间隔物层的实施例； 图4说明从图3的第一间隔物层形成的第一间隔物的实施例； 图5说明已移除图2的特征后图4的部分制造的集成电路装置的实施例； 图6说明已移除中间层及抗反射层的若干部分后图5的部分制造的集成电路装置的 实施例；图7说明已移除第一间隔物及抗反射层后图6的部分制造的集成电路装置的实施例；图8说明形成在图7的部分制造的集成电路装置上的第二间隔物层的实施例； 图9说明移除第二间隔物层的若干部分以形成第二间隔物后图8的部分制造的集成 电路装置的实施例；图IO说明已移除中间层的剩余部分后图9的部分制造的集成电路装置的实施例； 图11说明已修整特征后图2的特征的实施例； 图12说明形成在图11的特征上的第一间隔物层的实施例； 图13说明从图12的第一间隔物层形成的第一间隔物的实施例； 图14说明已移除图11的特征后图13的部分制造的集成电路装置的实施例； 图15说明已移除中间层及抗反射层的若干部分后图14的部分制造的集成电路装置 的实施例；图16说明已移除第一间隔物及抗反射层后图15的部分制造的集成电路装置的实施例；图17说明形成在图16的部分制造的集成电路装置上的第二间隔物层的实施例； 图18说明移除第二间隔物层的若干部分以形成第二间隔物后图17的部分制造的集 成电路装置的实施例；及图19说明已移除中间层的剩余部分后图18的部分制造的集成电路装置的实施例。具体实施例方式本专利技术的实施例大体上涉及制造半导体装置。更确切地说，本专利技术的实施例涉及减 小特征的CD的方法及具有此类减小的部分制造的集成电路装置。在一个实施例中， 一种减小半导体装置特征的CD的方法包含形成目标层，所述目 标层带有具有减小的CD的特征。在目标层上形成中间层。在覆盖于中间层上的抗蚀剂层中形成图案，所述图案具有可通过常规平版印刷技术印刷的CD。图案的CD可通过 最终形成在目标层中的特征的大小来确定。邻近于抗蚀剂层的剩余部分形成第一间隔物 材料垂直区(第一间隔物)。目标层在第一间隔物之间暴露，且中间层垂直区通过中间 层的剩余部分而形成。第二间隔物材料垂直区(第二间隔物)形成在中间层垂直区旁边。 移除中间层垂直区。形成在目标层上的特征的CD随第一间隔物及第二间隔物的厚度而 变。本文中描述的方法及部分制造的集成电路装置并不形成制造集成电路的完整工艺 流程。所述工艺流程的剩余部分是所属领域的技术人员已知的。因此，本文中只描述对 于理解本专利技术的实施例必要的方法及部分制造的集成电路装置。本文中描述的材料层可通过合适的沉积技术形成，其中包含但不限于旋涂、毯覆式 涂覆、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、等离子增强ALD或物理气相沉积 (PVD)。所属领域的技术人员可依据将使用的材料来选择沉积技术。现在将参照图式，其中全文中相同数字指代相同部分。图式未必是按比例绘制。在本专利技术的一个实施例中，可在目标层上形成具有减小的CD且因此具有减小的间 距的特征。特征的CD可为覆盖层(例如抗蚀剂层)上形成的初始图案的CD的三分之 一。图1到图10中说明三倍间距减小方法的实施例。如图1中所说明，部分制造的集成电路装置IOO可包含目标层11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在目标层上形成特征的方法，其包括：　在目标层上形成中间层；　在位于所述中间层上方的抗蚀剂层中形成开口；　在所述抗蚀剂层的部分的侧壁上形成第一组间隔物；　使所述目标层的除被所述第一组间隔物掩蔽的部分以外的部分暴露； 　使所述中间层的部分暴露；　在所述中间层的所述部分上形成第二组间隔物；　移除所述中间层的所述部分；以及　在所述目标层的暴露的部分中形成特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：周葆所，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]