在半导体器件中制造孔图案的方法技术

本发明专利技术提供一种在半导体器件中制造孔图案的方法，包括以下步骤：在刻蚀层之上形成第一有机层；在第一有机层之上形成第一无机层图案；利用第一无机层图案作为刻蚀阻挡层来刻蚀第一有机层；在第一有机层之上形成第二有机层；在第二有机层之上形成第二无机层图案，其中第二无机层图案与第一无机层图案相交叉；利用第二无机层图案作为刻蚀阻挡层来刻蚀第一有机层和第二有机层；以及利用被刻蚀的第一有机层和第二有机层作为刻蚀阻挡层来对刻蚀层进行刻蚀以形成孔图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施例涉及半导体制造技术，更具体而言，涉及。
技术介绍
随着器件集成度的提高，图案的临界尺寸(CD)降低。例如，在30nm以下的器件中， 由于曝光设备的分辨率限制的原因，导致难以使用光致抗蚀剂执行图案化。相应地，已经提出了通过光致抗蚀剂的回流(reflow)工艺或RELACS (resolutionenhancement lithography assisted by chemical shrink,化学收缩辅助的分辨率增强光亥IJ)工艺降低接触孔直径的方法。在光致抗蚀剂的回流工艺中，利用光致抗蚀剂形成接触孔图案，随后在玻璃化转变温度或更高的温度下固化。此时，接触孔的直径由于光致抗蚀剂在固化工艺期间膨胀这一特性而减小。在光致抗蚀剂的RELACS工艺中，利用光致抗蚀剂形成接触孔图案，在光致抗蚀剂图案上涂覆RELACS材料，并且光致抗蚀剂与RELACS材料通过固化过程而形成新的层，据此减小接触孔的直径。在此，虽然回流工艺或RELACS工艺具有减小孔图案的直径的效果，但是它们不能减小图案的节距(Pitch)。到目前为止，难以减小半导体芯片的尺寸。例如，虽然可以使用远紫外(EUV, extreme ultraviolet)曝光技术,但是设备昂贵并且仍然处于难以商业化的初始开发阶段。因此，一种能够克服使用光致抗蚀剂图案的物理限制并获得高集成度、以及形成精细孔图案的是有用的。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例涉及一种，所述方法能够克服光致抗蚀剂图案的限制并且形成微小的孔图案。本专利技术的另一个实施例涉及一种，所述方法能够简化图案化工艺并保证工艺余量。根据本专利技术的一个实施例，一种包括以下步骤在刻蚀层之上形成第一有机层；在第一有机层之上形成第一无机层图案；利用第一无机层图案作为刻蚀阻挡层刻蚀第一有机层；在包括第一无机层图案的的第一有机层之上形成第二有机层；在第二有机层之上形成第二无机层图案，其中，第二无机层图案与第一无机层图案相交叉；利用第二无机层图案作为刻蚀阻挡层来刻蚀第一有机层和第二有机层；以及利用被刻蚀的第一有机层和第二有机层作为刻蚀阻挡层来对刻蚀层进行刻蚀以形成孔图案。根据本专利技术的另一实施例，一种包括以下步骤通过刻蚀在刻蚀层之上的第一有机层形成第一有机层图案；在被刻蚀的第一有机层的侧壁上形成第一间隔件图案；在第一有机层和第一间隔件图案之上形成第二有机层；将第二有机层图案化以形成与第一有机层图案相交叉的第二有机层图案；在图案化的第二有机层的侧壁上形成第二间隔件图案；利用第一间隔件图案和第二间隔件图案作为刻蚀阻挡层刻蚀第二有机层和第一有机层；以及利用被刻蚀的第一有机层作为刻蚀阻挡层对刻蚀层进行刻蚀，其中被刻蚀的刻蚀层形成孔图案。附图说明图IA至图IF是说明根据本专利技术第一实施例的用于的截面图。 图2A至图2K是说明根据本专利技术第二实施例的用于的截面图。具体实施例方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。但是本专利技术可以以不同的方式实施，并不应当解释为限定为本文所列的实施例。另外，提供这些实施例是为了使本说明书充分和完整，并向本领域技术人员充分传达本专利技术的范围。在本说明书中，相同的附图标记在本专利技术的不同附图和实施例中表示相同的部分。附图并非按比例绘制并且在某些情况下为了清楚地示出实施例的特征，可能对比例做夸大处理。当提及第一层在第二层“上”或在衬底“上”时，其不仅表示第一层直接形成在第二层或衬底上的情况，还表示在第一层与第二层或衬底之间存在第三层的情况。[第一实施例]图IA至图IF是说明根据本专利技术第一实施例的用于的截面图。参照图1A，在要刻蚀的层11(下文称刻蚀层11)之上层叠硬掩模层12、第一有机层13和第一无机层14。刻蚀层11可以包括用于形成储存节点的模层(mold layer)并且可以由氧化物或多晶硅形成。硬掩模层12用作对刻蚀层11进行刻蚀的刻蚀阻挡层。当刻蚀层11由氧化物形成时，硬掩模层12可以由多晶硅形成，而当刻蚀层11由多晶硅形成时，硬掩模层12可以由氧化物形成。第一有机层13由碳形成并且可以包括非晶碳层。第一无机层14用作第一有机层13的刻蚀阻挡层，并且用于在形成光致抗蚀剂图案时防止反射。第一无机层14包括氮氧化娃(silicon oxynitride)。在第一无机层14之上形成第一光致抗蚀剂图案15。在形成第一光致抗蚀剂图案15之前，可以在第一无机层14之上另外形成防反射层。第一光致抗蚀剂图案15被形成为沿着第一方向延伸的线。参照图1B，利用第一光致抗蚀剂图案15作为刻蚀阻挡层来刻蚀第一无机层14。将第一有机层13部分地刻蚀至期望的厚度。在本专利技术的这一实施例中，描述的是将第一有机层13部分地刻蚀至期望的厚度。但是，第一有机层13可以被完全地刻蚀直到暴露出硬掩模层12为止。当刻蚀第一有机层13时，第一光致刻蚀剂图案15也被完全地去除。第一有机层13通过干法刻蚀来刻蚀，并且可以利用包括氧的气体来执行等离子体刻蚀。参照图1C,在第一无机层14和第一有机层13之上形成第二有机层16。第二有机层16由碳形成并且包括旋涂碳(SOC)层。在第二有机层16之上形成第二无机层17。第二无机层17用作第二有机层16的刻蚀阻挡层，并且用于在形成光致抗蚀剂图案时防止反射。第二无机层17包括氮氧化硅。在第二无机层17之上形成第二光致抗蚀剂图案18。在形成第二光致抗蚀剂图案 18之前，可以在第二无机层17之上另外形成防反射层。第二光致抗蚀剂图案18被形成为沿着与第一方向垂直的第二方向延伸的线。参照图1D，利用第二光致刻蚀剂图案18作为刻蚀阻挡层来刻蚀第二无机层17。然后，利用第二无机层17作为刻蚀阻挡层来刻蚀第二有机层16。通过第二无机层17将第二有机层16刻蚀成沿着第二方向延伸的线。在刻蚀第二有机层16之后，继续刻蚀位于第二有机层16之下并且通过刻蚀被暴露出来的第一有机层13。更具体而言，在刻蚀第二有机层16之后，形成为沿着第一方向延伸的线的第一无机层14被用作刻蚀第一有机层13的刻蚀图案。因此，以通过沿着第一方向延伸的第一无机层14和沿着与第一方向垂直的第二方向延伸的第二无机层17开放出网型孔图案的方式，来刻蚀第一有机层13。第二有机层16和第一有机层13通过干法刻蚀来刻蚀，并且可以利用包括氧的气体来执行等离子体刻蚀。当第二有机层16和第一有机层13被刻蚀时，第二光致抗蚀剂图案18也被完全地去除。参照图1E，利用第二有机层16和第一有机层13作为刻蚀阻挡层来刻蚀硬掩模图案12，以形成网型硬掩模图案12。参照图1F，利用硬掩模图案12作为刻蚀阻挡层来对刻蚀层11进行刻蚀，以形成孔图案。硬掩模图案12被形成为具有矩形形状的网型。但是，在刻蚀下方的层期间，掩模图案12的角部由于刻蚀特性的原因而被倒圆，由此形成圆孔图案。在对刻蚀层11进行刻蚀之前，可以通过氧剥离工艺预先去除硬掩模图案12之上的有机层。由于第一有机层13和第二有机层16同时被刻蚀以形成网型孔图案、并且叠层的数量被最小化/降低，因此可以减小工艺的次数以保证工艺余量。此外，由于叠层的数量被最小化/降低，因此还可以防止出现可能由若干次沉积工艺和刻蚀工艺所导致的缺陷。因此，可以可靠地形成孔图案。[第二实施例]图2A至图2K是说明根据本专利技术第二实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在半导体器件中制造孔图案的方法，包括以下步骤：在刻蚀层之上形成第一有机层；在所述第一有机层之上形成第一无机层图案；利用所述第一无机层图案作为刻蚀阻挡层来刻蚀所述第一有机层；在包括所述第一无机层图案的所述第一有机层之上形成第二有机层；在所述第二有机层之上形成第二无机层图案，其中，所述第二无机层图案与所述第一无机层图案相交叉；利用所述第二无机层图案作为刻蚀阻挡层来刻蚀所述第一有机层和所述第二有机层；以及利用被刻蚀的所述第一有机层和所述第二有机层作为刻蚀阻挡层来对所述刻蚀层进行刻蚀以形成孔图案。

【技术特征摘要】
2011.04.29 KR 10-2011-00410421.一种在半导体器件中制造孔图案的方法，包括以下步骤 在刻蚀层之上形成第一有机层； 在所述第一有机层之上形成第一无机层图案； 利用所述第一无机层图案作为刻蚀阻挡层来刻蚀所述第一有机层； 在包括所述第一无机层图案的所述第一有机层之上形成第二有机层； 在所述第二有机层之上形成第二无机层图案，其中，所述第二无机层图案与所述第一无机层图案相交叉； 利用所述第二无机层图案作为刻蚀阻挡层来刻蚀所述第一有机层和所述第二有机层；以及 利用被刻蚀的所述第一有机层和所述第二有机层作为刻蚀阻挡层来对所述刻蚀层进行刻蚀以形成孔图案。2.如权利要求I所述的方法，其中，所述第一有机层和所述第二有机层包括碳。3.如权利要求I所述的方法，其中，所述第一有机层包括非晶碳。4.如权利要求I所述的方法，其中，所述第二有机层包括旋涂碳层。5.如权利要求I所述的方法，其中，所述第一无机层和所述第二无机层每个都包括氮氧化硅。6.如权利要求I所述的方法，其中，所述刻蚀层包括氧化物，所述硬掩模层包括多晶硅。7.如权利要求I所述的方法，其中，所述刻蚀层包括多晶硅，所述硬掩模层包括氧化物。8.一种在半导体器件中制造孔图案的方法，包括以下步骤 通过刻蚀在刻蚀层之上的第一有机层形成第一有机层图案； 在被刻蚀的所述第一有机层的侧壁上形成第一间隔件图案； 在所述第一有机层和所述第一间隔件图案之上形成第二有机层； 将所述第二有机层图案化以形成与所述第一有机层图案相交叉的第二有机层图案； 在被图案化的所述第二有机层的侧壁上形成第二间隔件图案； 利用所述第一间隔件图案和所述第二间隔件图案作为刻蚀阻挡层来刻蚀所述第二有机层和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑镇基，朴正熙，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：