[发明专利]形成半导体器件的微图案的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年6月29日提交的韩国专利申请No.10-2007-65045的优先权，在此通过引用全文并入。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，和更具体涉及一种在半导体器件中形成微图案的方法。

背景技术

随着器件的集成度增加，最小线宽的尺寸缩小。然而，用于实现这种高度集成器件所需的微细线宽的曝光设备的研发可能无法满足这种需求。

为了实现这种较高集成度所需的微细线宽，需要一些工艺步骤。例如，为了形成用于形成微图案的硬掩模图案，必须实施双曝光蚀刻技术(DEET)方法、间隔物形成法等。在采用DEET法的情况下，关键尺寸(CD)因相邻图案之间的套刻(overlay)而变差。如果采用间隔物形成法，则仅仅可形成具有简单且相同CD的微图案。

发明内容

本发明涉及一种形成半导体器件的微图案的方法，其中可通过DEET法来形成具有各种形式的微图案，同时可解决因套刻而产生不良CD的问题。

在一个实施方案中，制造半导体器件的方法包括在衬底上形成目标蚀刻层，在目标蚀刻层上形成第一辅助层，在第一辅助层上形成隔离层，和在隔离层上形成第二辅助层。实施其中第一辅助层对焦(in focus)和第二辅助层离焦(out of focus)的第一曝光工艺。实施其中第二辅助层对焦和第一辅助层离焦的第二曝光工艺。对第二辅助层显影以形成第一掩模图案。通过使用第一掩模图案蚀刻隔离层和第一辅助层，以形成第二掩模图案。对第二掩模图案显影以形成第三掩模图案，第三掩模图案用以促进后续对目标蚀刻层的蚀刻。

在一个实施方案中，在目标蚀刻层与第一辅助层之间提供硬掩模层，其中该方法还包括使用第三掩模图案蚀刻硬掩模层；和使用蚀刻的硬掩模层作为掩模层来蚀刻目标蚀刻层。第一间距与第二间距彼此相同或不同。

在根据本发明一方面的形成半导体器件的微图案的方法中，在半导体衬底上形成目标蚀刻层、第一辅助层、隔离层和第二辅助层。第一曝光工艺通过使第一辅助层对焦而实施。第二曝光工艺通过使第二辅助层对焦而实施。对第二辅助层显影以形成第二辅助图案。通过使用第二辅助图案作为蚀刻掩模的蚀刻工艺来蚀刻隔离层和第一辅助层，因而形成第一辅助图案。对第一辅助图案显影以形成第三辅助图案。通过采用第三辅助图案来蚀刻目标蚀刻层。

目标蚀刻层由绝缘材料或导电材料形成。进一步在目标蚀刻层与第一辅助层之间形成硬掩模膜。硬掩模膜由碳形成。通过旋涂法由碳形成硬掩模膜。利用具有不同于隔离层的蚀刻选择性的材料来形成第一辅助层。第一辅助层由含硅(Si)的光刻胶膜来形成。

第一辅助层具有含硅(Si)的底部抗反射涂层(BARC)膜和光刻胶膜的堆叠结构。隔离层由具有不同于第一辅助层和第二辅助层的蚀刻选择性的材料来形成。隔离层具有有机膜和有机抗反射涂层(OARC)膜的堆叠结构。有机膜由容易在显影剂中溶解的有机材料形成。有机膜由用于浸没技术的顶部涂层材料(top coating material for an immersion)形成。当实施第一曝光工艺时，控制隔离层的厚度使第一辅助层对焦并使第二辅助层去焦。

第二辅助层由具有不同于隔离层的蚀刻选择性的材料来形成。第二辅助层由含硅(Si)的光刻胶膜来形成。在第一辅助层的曝光区之间形成第二辅助层的曝光区。第一辅助层的曝光区与第二辅助层的曝光区以特定间隔互相隔开。

在第一曝光工艺和第二曝光工艺时，第一曝光工艺与第二曝光工艺的次序相反。在第一曝光工艺时，通过控制掩模与晶片之间的距离使第一辅助层对焦，使得仅在第一辅助层中形成曝光区。在第二曝光工艺时，通过控制掩模与晶片之间的距离使第二辅助层对焦，使得仅在第二辅助层中形成曝光区。

通过利用O₂等离子体气体的干蚀刻工艺来蚀刻隔离层。在第一辅助层的蚀刻工艺过程中，第二辅助图案没有完全移除，而隔离层部分保留。

在根据本发明另一方面的形成半导体器件的微图案的方法中，在半导体衬底上形成目标蚀刻层、硬掩模膜、第一辅助层、隔离层和第二辅助层。第一曝光工艺在第一辅助层上实施，以形成第一曝光区与非曝光区。第二曝光工艺在第二辅助层上实施，以形成第二曝光区与非曝光区。对第二辅助层显影以形成第二辅助图案。通过使用第二辅助图案作为蚀刻掩模的蚀刻工艺来蚀刻隔离层和第一辅助层，因而形成第一辅助图案。对第一辅助图案显影以形成第三辅助图案。通过采用第三辅助图案来蚀刻目标蚀刻层。

附图说明

图1A到1I为根据本发明一个实施方案形成半导体器件的微图案的方法的横截面图。