,確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一個或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時,術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項目的任何及所有組合。
[0044]實施例1
[0045]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法,下面結(jié)合附圖對所述方法做進一步的說明。
[0046]首先,執(zhí)行步驟201,提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底上形成有通過定向自組裝方法制備的若干間隔設(shè)置的第一域和第二域。
[0047]其中,所述半導(dǎo)體襯底111,311可以選用硅襯底,所述半導(dǎo)體襯底111,311中還可以進一步形成各種有源或者集成器件,在此不再贅述。
[0048]下面結(jié)合圖1a至圖1d對制圖外延法的嵌段共聚物自組裝的圖案形成流程做進一步的說明。
[0049]如圖1a所示,首先在所述半導(dǎo)體襯底上形成ARC(Anti_reflect1n Coating,抗反射層)/PS (polystyrene,聚苯乙烯)刷層(Brush layer) 112, 313、正性光刻膠層113, 314以及圖案化的掩模板114,以形成定向自組裝疊層。
[0050]具體地,所述掩模板114如圖1a所示,所述掩模板114中間具有較大的開口,露出所述光刻膠113、314,以用于以掩模板114為模板對正性光刻膠113、314進行曝光。
[0051]可選地,為了在后續(xù)的步驟中對所述半導(dǎo)體襯底進行保護,在所述半導(dǎo)體襯底
111、311上還形成有硬掩膜層(圖1a中沒有示出,圖3a-3e中的312),所述硬掩膜層位于所述半導(dǎo)體襯底和所述ARC (Ant1-reflect1n Coating,抗反射層)/PS (polystyrene,聚苯乙烯)刷層(Brush layer) 112、313 之間。
[0052]可選地,所述硬掩膜層可以選用本領(lǐng)域常用的掩膜材料,例如氧化物硬掩膜層或者金屬硬掩膜層,并不局限于某一種。
[0053]如圖1b所示,對光刻膠113、314進行曝光,曝光的光刻膠113、314區(qū)域在顯影液中被去除,暴露位于光刻膠層下方的刷層112、313。
[0054]如圖1c所示,在暴露的刷層112、313上方涂布包括嵌段共聚物的聚合物薄膜115。
[0055]具體地,所述聚合物薄膜(BCP)中所述嵌段共聚物為二嵌段共聚物。下面的實施例中以二嵌段共聚物為聚(苯乙烯-嵌段-甲基丙烯酸甲酯)(PS-b-PMMA)為例進行說明。
[0056]但是需要說明的是所述嵌段共聚物并不局限于所述示例,還可以選用聚(苯乙烯-b_乙烯基吡啶)、聚(苯乙烯-b_丁二烯)、聚(苯乙烯-b_異戊二烯)、聚(苯乙烯-b_甲基丙稀酸甲酯)、聚(苯乙烯_b-烯基芳族化合物)、聚(異戊二烯-b_環(huán)氧乙烷)、聚(苯乙烯-b_(乙烯-丙稀))、聚(環(huán)氧乙烷-b_己內(nèi)酯)、聚(丁二烯-b_環(huán)氧乙烷)、聚(苯乙烯_b-(甲基)丙稀酸叔丁酯)、聚(甲基丙稀酸甲酯-b-甲基丙稀酸叔丁酯)、聚(環(huán)氧乙烷-b_環(huán)氧丙烷)、聚(苯乙烯-b-四氫呋喃)和聚(苯乙烯-嵌段-甲基丙烯酸甲酯)(PS-b-PMMA)的組合。
[0057]如圖1d所示,聚合物薄膜115中的嵌段共聚物進行定向自組裝,在所述定向自組裝疊層中形成不同的組分組成的第一域116和第二域117。
[0058]具體地,進行退火步驟以對BCP涂層進行退火。例如,在室溫(大約21°C )下,可以使用溶劑退火來實施退火??蛇x地,可以在諸如大約25°C和大約300°C之間,
[0059]實施退火大約0.5分鐘和大約2小時之間的退火持續(xù)時間。作為退火步驟的結(jié)果,BCP層中發(fā)生相位分離,并且PS和PMMA分成平行的長度方向的多條帶。
[0060]在所示的實施例中,PS被標記為第一域116,并且PMMA被標記為域第二域117。以交替布局定位(PS域)第一域116和(PMMA域)第二域117,每條PS域116位于兩條PMMA域117之間并且緊鄰兩條PMMA域117,反之亦然。
[0061]執(zhí)行步驟202,在所述第一域上形成掩膜層,所述掩膜層的關(guān)鍵尺寸大于所述第一域的關(guān)鍵尺寸。
[0062]具體地,如圖3a所示,在所述半導(dǎo)體襯底311上形成所述硬掩膜層312,刷層313,以及位于所述刷層313上的第一域315和第二域316之后,在所述第一域315的上方形成掩膜層317,以覆蓋所述第一域315。
[0063]其中,所述掩膜層317的關(guān)鍵尺寸大于所述第一域315的關(guān)鍵尺寸,即所述掩膜層317的寬度大于所述第一域315的寬度,以完全覆蓋所述第一域315,以保證在后續(xù)步驟中蝕刻形成的線形間隔的寬度小于所述第一域315組成的線形圖案的寬度。
[0064]其中,所述掩膜層317選用金屬掩膜層,選用和PMMA甲基丙稀酸甲酯具有化學(xué)親和力的金屬掩膜層,其中所述金屬包括鐵,但是并不局限于鐵,還可以包括本領(lǐng)域常用的其他金屬元素,可根據(jù)需要進行選擇,在此不再贅述。
[0065]進一步,選用濺射法形成所述掩膜層317。
[0066]其中,所述掩膜層317的厚度并不局限于某一數(shù)值范圍,由最終在所述半導(dǎo)體襯底中形成的線形間隔的關(guān)鍵尺寸決定,可以根據(jù)所述線形間隔的關(guān)鍵尺的大小進行調(diào)整,但是所述掩膜層317的厚度至少大于50埃。
[0067]執(zhí)行步驟203,以所述掩膜層317為掩膜蝕刻所述第二域316,以去除部分所述第二域316,形成關(guān)鍵尺寸小于所述第二域316所述線形間隔。
[0068]具體地,如圖3b所示,在該步驟中以所述掩膜層317為掩膜蝕刻所述第二域316,以在所述第二域316中形成線形間隔,其中所述線形間隔的關(guān)鍵尺寸小于所述第二域316的關(guān)鍵尺寸,蝕刻后得到所述線形間隔的寬度小于所述第二域316的寬度。
[0069]蝕刻形成所述線形間隔之后,在所述第一域315的側(cè)壁上還保留有部分第二域316,如圖3b所示。
[0070]在該步驟中選用干法蝕刻所述第二域316,以形成所述線形間隔。在所述干法蝕刻中選用Ar、02、CF4和CHF3中的一種或多種。
[0071]執(zhí)行步驟204,以所述掩膜層和所述第一域為掩膜蝕刻所述半導(dǎo)體襯底311,以在所述半導(dǎo)體襯底311中形成所述線形間隔。
[0072]具體地,如圖3c所示,以所述掩膜層317、所述第一域和剩余的所述第二域316為掩膜蝕刻所述半導(dǎo)體襯底311,以將所述線形間隔轉(zhuǎn)移至所述半導(dǎo)體襯底311中。
[0073]具體地,在該步驟中可以選擇深反應(yīng)離子蝕刻的方法,在所述半導(dǎo)體襯底中形成所述線形間隔,當(dāng)然也并不局限于所述方法。
[0074]但是通過所述方法制備得到的線形間隔具有良好的LER,但是所述間隔的LWR性能較差,因此需要對所述間隔做進一步的改進。
[0075]執(zhí)行步驟205,選用化學(xué)下游蝕刻的方法擴大所述線形間隔的關(guān)鍵尺寸,以在所述半導(dǎo)體襯底中所述線形間隔之間形成鰭片。
[0076]具體地,在擴大所述線形間隔的關(guān)鍵尺寸之前還包括去除所述定向自組裝疊層的步驟,以露出所述硬掩膜層312的步驟。
[0077]具體地,如圖3d所示,去除所述硬掩膜層312以上的所有圖案,以露出所述硬掩膜層 312。
[0078]其中去除所述定向自組裝疊層的方法可以選用本領(lǐng)域常用的方法,在此不再贅述。
[0079]接著,選用化學(xué)下游蝕刻(chemical downstream etch, Q)E)的方法擴大所述線形間隔的關(guān)鍵尺寸,如圖3e所示,以使所述線形間隔不僅保持良好的LWR,同時改善所述線形間隔的LER,以在所述半導(dǎo)體襯底中得到性能更加優(yōu)異的線性間隔和位于所述線形間隔之間的鰭片。
[0080]在該步驟中,所述化學(xué)下游蝕刻可以選用碳氟基和/或氧基的蝕刻氣氛,例如選用CF4和/或02。
[0081]在一【具體實施方式】中,所述⑶E蝕刻中壓力為50_80Pa,功率為500-900W,所述CF4和O2的流量分別為300-500sccm和50-100sccm,需要說明的是所述蝕刻條件并不局限于該范圍。
[0082]在本發(fā)明中所述CDE方法具有可以避免因產(chǎn)生離子或者電子聚集所導(dǎo)致的等離子損壞,因此可以避免對所述線形間隔以及所述鰭片造成損壞,同時還具有很高的蝕刻選擇比、良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性,可以使制備得到的線性間隔的LWR和LER都進進一步提高。
[0083]至此,完成了本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體器件的制備過程的介紹。在上述步驟之后,還可以包括其他相關(guān)步