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      雙重圖形化的形成方法

      文檔序號(hào):8432097閱讀:698來源:國知局
      雙重圖形化的形成方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域技術(shù),特別涉及一種雙重圖形化(DP:Double-Pattern)的形成方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]半導(dǎo)體技術(shù)在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下持續(xù)地朝更小的工藝節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步,器件的功能不斷強(qiáng)大,但是半導(dǎo)體制造難度也與日俱增。而光刻技術(shù)是半導(dǎo)體制造工藝中最為關(guān)鍵的生產(chǎn)技術(shù),隨著半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)的不斷減小,現(xiàn)有的光源光刻技術(shù)已經(jīng)無法滿足半導(dǎo)體制造的需求要,超紫外光光刻技術(shù)(EUV)、多波束無掩膜技術(shù)和納米壓印技術(shù)成為下一代光刻候選技術(shù)的研究熱點(diǎn)。但是上述的下一代光刻候選技術(shù)仍然存在有不便與缺陷,亟待加以進(jìn)一步的改進(jìn)。
      [0003]當(dāng)摩爾定律繼續(xù)向前延伸的腳步不可逆轉(zhuǎn)的時(shí)候,雙重圖形化(DP:Double-Patterning)技術(shù)無疑成為了業(yè)界的最佳選擇之一,雙重圖形化技術(shù)只需要對(duì)現(xiàn)有的光刻基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行很小的改動(dòng),就可以有效地填補(bǔ)更小節(jié)點(diǎn)的光刻技術(shù)空白,改進(jìn)相鄰半導(dǎo)體圖形之間的最小間距(pitch)。雙重圖形化技術(shù)的原理是將一套高密度的圖形分解成兩套分立的、密度低一些的圖形,然后將它們制備到晶圓上。
      [0004]現(xiàn)有技術(shù)的雙重圖形化技術(shù)主要有:自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化(SADP =Self-Aligned00111316-?&1^61'11;[1^)、二次光刻和刻蝕工藝(1^1^:Litho-Eth-Litho-Eth)ο 由于自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化工藝更為簡(jiǎn)單,成本更低,因此,在半導(dǎo)體器件的形成工藝中多采用自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化工藝。
      [0005]然而,現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件形成工藝中,存在圖形質(zhì)量(profile)較差的問題,影響形成的半導(dǎo)體器件的良率。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種雙重圖形化的形成方法,提高形成的雙重圖形化掩膜的圖形質(zhì)量,從而提高半導(dǎo)體器件的良率。
      [0007]為解決上述問題,本發(fā)明提供一種雙重圖形化的形成方法,包括:提供基底,所述基底表面形成有掩膜層;依次在所述掩膜層表面形成第一光刻膠層和第二光刻膠層,且所述第一光刻膠層對(duì)光的敏感度比第二光刻膠層對(duì)光的敏感度強(qiáng);對(duì)所述第一光刻膠層和第二光刻膠層進(jìn)行曝光顯影處理,在第一光刻膠層內(nèi)形成第一通孔,在第二光刻膠層內(nèi)形成第二通孔,且所述第一通孔的寬度大于第二通孔的寬度;形成填充滿所述第一通孔和第二通孔的填充材料層,所述填充材料層還覆蓋于第二光刻膠層表面,且刻蝕工藝對(duì)所述填充材料層的刻蝕速率大、而對(duì)第一光刻膠層和第二光刻膠層的刻蝕速率?。换乜涛g所述填充材料層,去除位于第二光刻膠層表面的填充材料層,且去除位于第二通孔內(nèi)、以及第二通孔下方的填充材料層,直至暴露出掩膜層表面;去除第二光刻膠層和第一光刻膠層,剩余的填充材料層為雙重圖形化的掩膜。
      [0008]可選的,采用旋涂工藝形成所述填充材料層。
      [0009]可選的,采用旋涂工藝形成所述填充材料層之后,對(duì)所述填充材料層進(jìn)行低溫烘烤,所述烘烤溫度低于150度。
      [0010]可選的,所述第一通孔寬度和第二通孔寬度之差的一半為雙重圖形化的掩膜寬度。
      [0011]可選的,所述第一通孔寬度和第二通孔寬度比值為2:1至4:1。
      [0012]可選的,所述第一光刻膠層和第二光刻膠層的材料為正光刻膠。
      [0013]可選的,所述第一光刻膠層和第二光刻膠層的材料為不含硅的含碳材料,碳原子含量大于70% ;所述填充材料層的材料為含娃材料,娃原子含量大于15%。
      [0014]可選的,所述填充材料層的材料為含娃的抗反射材料、含娃的光刻膠材料或旋涂玻璃。
      [0015]可選的,所述回刻蝕的工藝為反應(yīng)離子刻蝕。
      [0016]可選的,所述反應(yīng)離子刻蝕工藝的刻蝕氣體包括CxFy或CxHyFz。
      [0017]可選的,所述第一光刻膠層和第二光刻膠層的材料為含娃材料,娃原子含量大于15% ;所述填充材料層的材料為不含娃的含碳材料,碳原子含量大于70%。
      [0018]可選的,所述填充材料層的材料為含碳的抗反射材料、含碳的光刻膠材料或含碳的填孔材料。
      [0019]可選的,所述回刻蝕的工藝為反應(yīng)離子刻蝕。
      [0020]可選的,所述反應(yīng)離子刻蝕工藝的刻蝕氣體包括02。
      [0021]可選的,采用灰化工藝或濕法刻蝕工藝去除第二光刻膠層和第一光刻膠層。
      [0022]可選的,以同一掩膜版為掩膜,對(duì)所述第一光刻膠層和第二光刻膠層進(jìn)行曝光處理。
      [0023]可選的,所述掩膜層為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。
      [0024]可選的,所述掩膜層為單層結(jié)構(gòu)時(shí),所述掩膜層包括位于基底表面的硬掩膜層;所述掩膜層為多層結(jié)構(gòu)時(shí),所述掩膜層包括位于基底表面的硬掩膜層、以及位于硬掩膜層表面的底部抗反射涂層。
      [0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
      [0026]在掩膜層表面依次形成第一光刻膠層和第二光刻膠層,且第一光刻膠層對(duì)光的敏感度比第二光刻膠層對(duì)光的敏感度強(qiáng);對(duì)所述第一光刻膠層和第二光刻膠層進(jìn)行曝光顯影處理,在第一光刻膠層內(nèi)形成第一通孔,在第二光刻膠層內(nèi)形成第二通孔,且所述第一通孔寬度大于第二通孔寬度;形成填充滿第一通孔和第二通孔的填充材料層;回刻蝕去除第二通孔內(nèi)、位于第二通孔下方的填充材料層,直至暴露出掩膜層表面;去除第一光刻膠層和第二光刻膠層,剩余的填充材料層為雙重圖形化的掩膜。本發(fā)明經(jīng)過一次光刻(曝光顯影)以及一次刻蝕工藝,形成雙重圖形化的掩膜,工藝步驟簡(jiǎn)單,并且降低了生產(chǎn)成本。
      [0027]進(jìn)一步,采用旋涂工藝形成所述填充材料層,所述旋涂工藝的反應(yīng)溫度低于150度;在形成填充材料層的工藝過程中,由于反應(yīng)溫度較低,避免第一光刻膠層和第二光刻膠層發(fā)生形變,本發(fā)明第一光刻膠層和第二光刻膠層的形貌保持不變,從而使得第一通孔和第二通孔的形貌保持不變,進(jìn)而形成具有良好形貌的填充材料層;回刻蝕所述填充材料層后,剩余的填充材料層具有良好的圖形質(zhì)量,因此,本發(fā)明形成的雙重圖形化的掩膜具有良好的圖形質(zhì)量,提高了雙重圖形化的掩膜與設(shè)計(jì)目標(biāo)的一致性。
      [0028]再進(jìn)一步,本發(fā)明中,第一通孔寬度和第二通孔寬度之差的一半為雙重圖形化的掩膜的寬度,通過控制第一通孔寬度和第二之差,即可控制形成的雙重圖形化的掩膜的寬度,使得控制形成的雙重圖形化的掩膜的寬度的方法更為簡(jiǎn)單,進(jìn)一步簡(jiǎn)化了工藝步驟。
      [0029]更進(jìn)一步,本發(fā)明第一光刻膠層和第二光刻膠層的材料為不含硅的含碳材料時(shí),填充材料層的材料為含硅的抗反射材料、含硅的光刻膠材料或旋涂玻璃;第一光刻膠層和第二光刻膠層的材料為含硅材料時(shí),填充材料層的材料為含碳的抗反射材料、含碳的光刻膠材料或含碳的填孔材料;第一光刻膠層、第二光刻膠層、以及填充材料層的材料選擇性較多,降低了工藝難度。并且,第一光刻膠層、第二光刻膠層與填充材料層的材料均為有機(jī)材料,抑制了填充材料層與第一光刻膠層和第二光刻膠層材料之間的晶格失配,從而減小了填充材料層、第一光刻膠層和第二光刻膠層受到的應(yīng)力作用,避免填充材料層、第一光刻膠層和第二光刻膠層的形貌發(fā)生變化,從而進(jìn)一步提高形成的填充材料層的形貌,進(jìn)一步提高形成的雙重圖形化的掩膜的圖形質(zhì)量。
      【附圖說明】
      [0030]圖1為一實(shí)施例提供的雙重圖形化的形成方法的流程示意圖;
      [0031]圖2至圖9為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的雙重圖形化的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0032]由【背景技術(shù)】可知,現(xiàn)有技術(shù)形成的
      當(dāng)前第1頁1 2 3 4 
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