间隔件微影蚀刻制造技术

本发明专利技术系使用间隔件微影蚀刻技术以在目标层（１１）准确且有效地形成超细微尺寸，其包含形成第一屏蔽图案（１０），在该第一屏蔽图案（１０）上形成可交联层（２０），在该第一屏蔽图案（２０）和该可交联层（２０）之间形成交联间隔件（３０、３１），去除该可交联层（２０）、来自该第一屏蔽图案（１０）的上表面的该交联间隔件（３０）以及该第一屏蔽图案（１０）以形成包括该交联间隔件（３１）的剩余部分的第二屏蔽图案，以及使用该第二屏蔽图案（３１）蚀刻以在下面的该目标层（１１）中形成超细微图案。实施例包含从能够产生酸的光阻材料中形成该第一屏蔽图案（１０），将包含有可在酸存在时进行交联反应的材料之可交联材料（２０）沉积，以及在去除该第一屏蔽图案（１０）的剩余部分和剩余的未交联层（２０）之前，从该第一屏蔽图案（１０）的上表面去除部分的该未交联层（２０）和该交联间隔件（３０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术系关于具有准确形成之超细微设计特征(design feature)的半导体器件 之制造。本专利技术系尤其可应用于以增加制造产量之有效方法而制造具有深次微米(de印 sub-micron)范围的设计特征之高速集成电路的半导体器件。
技术介绍
半导体器件特征的尺寸持续进入深次微米范围(如数十奈米(decananometer)的 范围中)，以挑战习知的制造技术。随着关键尺寸的收縮，以具高制造产量之有效方法而达 到高尺寸精确度变得日益困难。最小特征尺寸系根据特定微影蚀刻(lithography)系统的 化学和光学限制以及对外形变形的容忍度而定。除了习知微影蚀刻的限制之外，形成超细 微设计特征所伴随之制造成本会增加，因此需要对设备之有效使用和高制造产量提前设计 处理。 涉及间隔件微影蚀刻制程的双重曝光技术已有所发展。然而，这些技术尚未完 全成功并且有低制造产量的问题，某些技术需要使用到不同工具和频繁的化学机械研磨 (CMP)。从一个工具到另一工具的晶圆传送以及CMP的频繁使用不仅浪费时间，还不可避免 地导致降低产率，因此对芯片制造商不利。在现今的竞争市场，需要至少70%的产率才有获 利。 因此，需要有一种方法，能够制造包括已准确形成有深次微米范围内之特征(例 如小于35nm的设计特征，包含小于20nm的设计特征(如小于10nm))的器件的半导体芯 片。特别需要有此种方法，以使精确形成具有高效率和高制造产量之超细微设计特征。
技术实现思路
本专利技术的一个优点为一种制造半导体器件的方法，该半导体器件具有深次微米范 围之尺寸的准确形成的特征。 本专利技术的另一个优点为一种制造半导体器件的有效方法，该半导体器件具有在高 制造产量时之精确形成的微米特征。 本专利技术之额外优点和其它特征将在以下叙述提出，且部分将对本领域具通常知识者在审视下列叙述后变得显而易见，或是可以经由本专利技术之具体实施而了解。 根据本专利技术，前述或其它优点系部分通过一种制造半导体器件的方法达成，该方法包括形成第一屏蔽图案(mask pattern)于目标层之上；形成可交联层(cross-linkable)于该第一屏蔽图案之上；形成交联间隔件(cross-linked spacer)于该第一屏蔽图案和该可交联层之间；以及去除该可交联层、用以暴露该第一屏蔽图案的该交联间隔件的足够部分以及该第一屏蔽图案，以形成包含该交联间隔件的剩余部分的第二屏蔽图案。 本专利技术的另一优点为一种制造半导体器件的方法，该方法包括形成第一光阻 (photoresist)屏蔽图案于目标层之上，该第一光阻屏蔽图案具有上表面与侧表面且具有可产生酸的材料；形成可交联层于该第一光阻屏蔽图案上，该可交联层具有可在酸存在下 进行交联反应的材料；通过加热或辐射在该第一光阻屏蔽图案中产生酸；加热以向该可交 联层扩散酸而在该第一光阻屏蔽图案的上表面和侧表面上形成交联间隔件；去除该可交联 层的部分以暴露在该第一光阻屏蔽图案之上表面上的该交联间隔件，且从该第一光阻屏蔽 图案之上表面去除被暴露的该交联间隔件，而留下在该第一光阻屏蔽图案之侧表面上的该 交联间隔件；去除该可交联层的剩余部分以及去除该第一光阻屏蔽图案以形成第二屏蔽图 案，该第二屏蔽图案包括先前在该第一光阻屏蔽图案之侧表面上的该交联间隔件；以及使 用该第二屏蔽图案蚀刻该目标层。 本专利技术的再一优点为一种制造半导体器件的方法，该方法包括形成第一屏蔽图 案于目标层之上，该第一屏蔽图案包括第一有机材料；形成一层，该层包括可在酸的存在下 进行交联反应的第二有机材料；形成并扩散酸至该第二有机材料以交联其一部分而在该第 一屏蔽图案上形成交联间隔件；蚀刻以去除该第二有机材料和该交联间隔件之一部分以足 够暴露该第一屏蔽图案；以及蚀刻该第二有机材料的剩余部分和该第一屏蔽图案以形成包 括该交联间隔件的剩余部分的第二屏蔽图案。 本专利技术之实施例包含形成该间隔件层为少于35nm之厚度，以及蚀刻(如通过定 时蚀刻技术(timed etching technique))以去除该第二有机材料之一部分和该交联间 隔件层的部分，以足够暴露该第一屏蔽图案，接着蚀刻该第二有机材料的剩余部份和该第 一屏蔽图案。本专利技术之实施例包含从光阻材料形成该第一屏蔽图案，该光阻材料包括酚 酸丰对月旨(novolac resin)、以重氣蔡酉昆为主(naphthoquinonediazide—base)的光敏剂、以 及氯-甲基-三嗪(chloro-methyl-triazine)酸产生剂，或是从多羟基_苯乙烯衍生物 (polyhydroxy-styrene derivative)和作用为光辅助酸产生剂之鎗盐(onium salt)形成 该第一有机材料。本专利技术之实施例也包含沉积含有水溶性树脂之有机材料以作为该可交联 层。 本领域具有通常知识者在阅读下列实施方式后，本专利技术之额外优点将变得显而易 见，其中本专利技术所描述的实施例系仅通过考虑用于实施本专利技术之最佳模式来表述。要了解到的是，本专利技术能够具有其它及不同实施例，且其数个细节能够在不背离本专利技术的情况下， 在各种明显态样中予以修改。因此，图式与描述本质上系被视为例示性而限制性的。附图说明 图1到图6为概要表示根据本专利技术实施例之一种方法的连续阶段之剖面图。在图 1至图6中，类似的特征以相同的组件符号表示。具体实施例方式本专利技术系满足与解决制造具有小于35nm (像是小于20nm，例如小于10nm)的 精确形成之超细微设计特征的半导体器件之问题。这些问题系起源于习知微影蚀刻系 统的化学和光学限制所加诸的尺寸限制、起因于多重曝光步骤与其间的处理之未对准 (misalignment)以及特征形状的变形。习知制造技术一直挑战要跟上精确形成之超细微特 征的需求，特别为使高制造产量的有效方法维持竞争性。像是多重曝光、在不同工具间传送 晶圆之操作以及特别是化学机械处理(CMP)操作会降低制造产量，因此不利地冲击获利能力。 习知微影蚀刻实务缺乏满足对于精确形成之愈加细微的器件特征之持续需求，特 别是在于增加制造产量的有效方法。例如习知实务通常涉及在微影蚀刻期间使用数个不 同工具(其包含具有伴随的未对准问题的多重曝光)，以及通常需要CMP。不同工具与CMP 的使用，特别是在介电质表面上，不仅浪费时间，而且也增加了芯片被退回的机率，且因此 降低制造产量和降低获利能力。 本专利技术提供的方法能够以增加制造产量的有效方法形成包括各种类型之半导体 器件的芯片，该等半导体器件具有精确形成之超细微设计特征。根据本专利技术的实施例，第 一屏蔽图案系形成在目标层之上，其中超细微图案将形成于该目标层中。交联间隔件系 形成在该第一屏蔽图案上。第二屏蔽图案系接着形成，其中该第二屏蔽图案包括该交联 间隔件的部分。该间隔件的厚度控制在达成精确超细微之自行对准特征(self-aligned feature)，例如小于35nm。 本专利技术的实施例之连续阶段系概要揭示在图1至图6中，其中类似特征系以相同 组件符号代表。注意到图l，包含有间隔部分之第一屏蔽图案IO系形成在目标层ll之上。 目标层11可以是在将被蚀刻之习知半导体制造技术期间所形成的任何各种层，例如导电 层或半导体层，其中系形成闸极电极。该第一屏蔽图案典型地包含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，该方法包括：在目标层（１１）之上形成第一屏蔽图案（１０）；在该第一屏蔽图案（１０）之上形成可交联层（２０）；在该第一屏蔽图案（１０）和该可交联层（２０）之间形成交联间隔件（３０、３１）；以及去除该可交联层（２０）、去除该交联间隔件（３０）的足够部分以暴露该第一屏蔽图案（１０），以及去除该第一屏蔽图案（１０）以形成包括该交联间隔件（３１）的剩余部分的第二屏蔽图案。

【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：RH金，Y邓，TI瓦洛，B拉方丹，
申请(专利权)人：先进微装置公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]