四分之一節(jié)距圖案的形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種四分之一節(jié)距圖案的形成方法。首先形成兩個光阻層，再定義上光阻層為多個第一圖案。接著在下光阻層及第一圖案上形成附著層，其包含或可產(chǎn)生使光阻材料可溶解于顯影液的反應(yīng)性物質(zhì)。接著使反應(yīng)性物質(zhì)擴散進入各第一圖案的部分及第一圖案之間的下光阻層的部分中，并使反應(yīng)性物質(zhì)與其反應(yīng)。接著移除附著層，再顯影移除第一圖案的上述部分及下光阻層的上述部分，并將下光阻層圖案化為多個第二圖案。接著在剩余的第一圖案及第二圖案的側(cè)壁上形成多個間隙壁，之后移除剩余的第一圖案，再以第二圖案上的間隙壁為罩幕移除部分的第二圖案。
【專利說明】四分之一節(jié)距圖案的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種四分之一節(jié)距圖案的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光微影制程的解析度取決于曝光波長、光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)及光罩的設(shè)計。當(dāng)圖案陣列所需的解析度超過微影系統(tǒng)的解析度時，例如在形成如同下一世代DRAM高密度存儲器陣列的柵極線的情況下，則需要縮小節(jié)距的方法，且此方法主要是基于間隙壁形成技術(shù)。
[0003]舉例而言，可以用以下方式形成超過微影解析度的導(dǎo)線圖案。首先微影定義再削減基線圖案，然后在基線圖案的側(cè)壁上形成兩倍數(shù)目的具有二分之一節(jié)距的線狀間隙壁，接著移除基線圖案，而留下線狀間隙壁作為二分之一節(jié)距的線形圖案，此線形圖案超過微影解析度。
[0004]然而,增加存儲器密度的需求從來不會停止。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明提供一種四分之一節(jié)距圖案的形成方法。
[0006]本發(fā)明也提供一種罩幕層，其是使用本發(fā)明所提供的四分之一節(jié)距圖案的形成方法來形成。
[0007]本發(fā)明的四分之一節(jié)距圖案的形成方法如下。依序形成下光阻層及上光阻層，再將上光阻層定義為多個第一圖案。接著在下光阻層及第一圖案上形成包含或可產(chǎn)生反應(yīng)性物質(zhì)的附著層，此反應(yīng)性物質(zhì)可使下光阻層及上光阻層的材料可溶解在顯影液中。接著使反應(yīng)性物質(zhì)擴散進入各第一圖案的部分及第一圖案之間的下光阻層的部分中，而與各第一圖案的所述部分及第一圖案之間的下光阻層的所述部分發(fā)生反應(yīng)。接著移除附著層，再顯影移除第一圖案的所述部分及下光阻層的所述部分，以將下光阻層圖案化為多個第二圖案。接著在剩余的第一圖案的側(cè)壁及第二圖案的側(cè)壁上形成多個間隙壁，再移除剩余的第一圖案，并以第二圖案上的間隙壁為罩幕移除部分的第二圖案。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述上光阻層具有光感應(yīng)基團而具有光感應(yīng)性，而下光阻層不具有光感應(yīng)基團而不具有光感應(yīng)性。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，是利用烘烤步驟使反應(yīng)性物質(zhì)擴散。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，附著層包含酸作為反應(yīng)性物質(zhì)。
[0011]在本發(fā)明的一實施例中，附著層包含可產(chǎn)生酸作為反應(yīng)性物質(zhì)的熱酸產(chǎn)生劑，且利用烘烤步驟產(chǎn)生酸及并使酸擴散。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，形成間隙壁的方法包括以下步驟:在剩余的第一圖案及第二圖案上形成保形的(conformal)間隙壁材料層，再對間隙壁材料層進行非等向性蝕刻。
[0013]在本發(fā)明的一實施例中，間隙壁的材料包括SiO2。[0014]本發(fā)明的罩幕層配置在基板上，包括多個四分之一節(jié)距圖案，其節(jié)距大致等于微影解析度極限節(jié)距的四分之一。
[0015]在本發(fā)明的一實施例中，四分之一節(jié)距圖案包括多個第一圖案及多個第二圖案。第一圖案布置為多個第一圖案對，且第二圖案布置為多個第二圖案對。第一圖案各自包括第一材料。第二圖案各自包括不在第一圖案中所述第一材料以及第二材料，其中第一材料配置在第二材料上。第一圖案對與第二圖案對交替布置。
[0016]在本發(fā)明的一實施例中，所述第二材料是光阻材料。
[0017]在本發(fā)明的一實施例中，所述第一材料是SiO2。
[0018]本發(fā)明的四分之一節(jié)距圖案的形成方法，是利用與反應(yīng)性物質(zhì)的反應(yīng)及顯影來削減由上光阻層定義成的第一圖案，并通過未經(jīng)削減的第一圖案、該反應(yīng)及顯影而將下光阻層定義為第二圖案，因此可形成多個在一個較寬的第二圖案中間具有一個較窄的第一圖案的堆疊，其中第二圖案具有全節(jié)距(full pitch)。因此，在第一圖案的側(cè)壁及第二圖案的側(cè)壁上形成的間隙物可為1/4節(jié)距圖案。
[0019]為讓本發(fā)明上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1?8示出本發(fā)明一實施例的四分之一節(jié)距圖案的形成方法的剖面圖，其中圖8也示出此實施例的罩幕層。
[0021]附圖標(biāo)記說明:
[0022]100:基板；
[0023]102:下光阻層；
[0024]102a:下光阻層的部分、第二圖案；
[0025]102b:下光阻層的其它部分；
[0026]102c:第二圖案的剩余部分；
[0027]104:上光阻層；
[0028]104a:第一圖案；
[0029]104b:第一圖案的不同部分；
[0030]104c:剩余的第一圖案；
[0031]106:附著層；
[0032]110a、I IOb:間隙壁。
【具體實施方式】
[0033]以下將參照附圖進一步以下列實施例解釋本發(fā)明，然而本發(fā)明范疇并不受限于此。
[0034]圖1?8示出本發(fā)明一實施例的四分之一節(jié)距圖案的形成方法的剖面圖。
[0035]請參照圖1，在基板100上依序形成下光阻層102及上光阻層104?；?00上可能已形成有待圖案化的膜層，且可能已在待圖案化膜層上形成抗反射層(未示出)。待圖案化膜層例如是導(dǎo)電膜，其例如是可圖案化為存儲器陣列中的多個字元線的多晶硅膜。[0036]在一實施例中，上光阻層104具有光感應(yīng)基團而具有光感應(yīng)性，而下光阻層102不具光感應(yīng)基團而不具光感應(yīng)性。因此，在后續(xù)進行的微影制程中，當(dāng)對上光阻層104進行曝光時，并不會對下光阻層102產(chǎn)生影響。下光阻層102的厚度介于20埃(angstrom)至100埃的范圍內(nèi)。上光阻層104的厚度也介于20埃至100埃的范圍內(nèi)。
[0037]請參照圖2，將上光阻層104定義為多個第一圖案104a，其通常利用使用深紫外光的曝光步驟及顯影步驟。在由上述待圖案化膜層定義導(dǎo)線的情況下，第一圖案104a為線形圖案。若下光阻層102不具光感應(yīng)基團而不具光感應(yīng)性，則上述曝光及顯影不會對下光阻層102產(chǎn)生影響。
[0038]請參照圖3，在下光阻層102及第一圖案104a上形成包含反應(yīng)性物質(zhì)或可產(chǎn)生反應(yīng)性物質(zhì)的附著層106，此反應(yīng)性物質(zhì)可使下光阻層102及上光阻層104可溶解在顯影液中。附著層106的基質(zhì)材料可為任意材料，只要其可包含上述反應(yīng)性物質(zhì)，或者包含能夠產(chǎn)生上述反應(yīng)性物質(zhì)的物質(zhì)即可。此外，附著層106的材料不會影響到光阻圖案。
[0039]反應(yīng)性物質(zhì)例如是酸，如硫酸等質(zhì)子酸。在附著層106可產(chǎn)生反應(yīng)性物質(zhì)的情況下，其可包含熱酸產(chǎn)生劑。在加熱或烘烤步驟時，熱酸產(chǎn)生劑可產(chǎn)生酸作為反應(yīng)性物質(zhì)。
[0040]請參照圖4,使反應(yīng)性物質(zhì)擴散進入各第一圖案104a( = 104b+104c)的不同部分104b以及第一圖案104a之間的下光阻層102的其它部分102b中，而與該些部分104b、102b反應(yīng)。下光阻層的部分102a在第一圖案104a下方。通常利用烘烤步驟使反應(yīng)性物質(zhì)擴散。在附著層106包含熱酸產(chǎn)生劑的情況下，通常利用烘烤步驟產(chǎn)生酸并使酸擴散。
[0041]請參照圖5，移除附著層106之后，進行顯影步驟以移除第一圖案104a的不同部分104b及下光阻層102的其它部分102b，使下光阻層102圖案化為多個第二圖案102a。相較于原先的各第一圖案104a(圖2)，剩余的第一圖案104c較窄。顯影步驟通常利用堿性溶液來進行，此堿性溶液例如是氫氧化四丁銨(TBAH)或氫氧化四甲銨(TMAH)。
[0042]請參照圖6，在基板100、剩余的第一圖案104c及第二圖案102a上形成大致保形的間隙壁材料層110。間隙壁材料層110的形成方法例如是CVD，且間隙壁材料層110可包括柵極氧化膜或柵極多晶硅膜。
[0043]請參照圖7，對間隙壁材料層110進行非等向性蝕刻以在第二圖案102a的側(cè)壁上形成多個間隙壁110a，并在位于第二圖案102a上的剩余的第一圖案104c的側(cè)壁上形成多個間隙壁110b。
[0044]請參照圖8，移除剩余的第一圖案104c，并使用第二圖案102a上的間隙壁IlOb作為罩幕來移除部分的第二圖案102a，其中第二圖案的剩余部分102c位于間隙壁IlOb的下方。因此，可獲得平均為四分之一節(jié)距的多個圖案。
[0045]隨后，可以使用間隙壁IlOa及IlOb為罩幕來圖案化待圖案化的膜層(未示出)以形成目標(biāo)圖案。此方法為本技術(shù)所屬領(lǐng)域具有通常知識者所習(xí)知，在此不再贅述。
[0046]圖8也示出根據(jù)上述實施例的罩幕層。
[0047]請參照圖8，罩幕層配置在基板100上，包括多個四分之一節(jié)距圖案(IlOa及110b+102c)，其節(jié)距大致等于微影解析度極限節(jié)距的四分之一。上述四分之一節(jié)距圖案包括布置為多個第一圖案對的多個第一圖案(IlOa)，以及布置為多個第二圖案對的多個第二圖案(110b+102c)。第一圖案(IlOa)各自包括第一材料(IlOa的材料)。第二圖案(110b+102c)各自包括不在第一圖案(IlOa)中的第一材料(110a/110b的材料)及第二材料(102c的材料)，其中第一材料(110a/110b的材料)配置在第二材料(102c的材料)上。
第一圖案對與第二圖案對交替布置。
[0048]如關(guān)于本實施例的方法的說明中所提到，第二材料(102c的材料)可包括光阻材料。又如上所述，第一材料(110a/110b的材料)可包括Si02。
[0049]承上所述，本發(fā)明利用與反應(yīng)性物質(zhì)的反應(yīng)及顯影來削減由上光阻層定義成的第一圖案，并通過未經(jīng)削減的第一圖案、反應(yīng)及顯影而將下光阻層定義為第二圖案，因此可形成多個在一個較寬的第二圖案中間具有一個較窄的第一圖案的堆疊，其中第二圖案具有全節(jié)距(full pitch)。因此，在第一圖案的側(cè)壁上及第二圖案的側(cè)壁上所形成的間隙物可以為四分之一節(jié)距圖案。
[0050]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種四分之一節(jié)距圖案的形成方法，其特征在于，包括: 依序形成下光阻層及上光阻層； 將該上光阻層定義為多個第一圖案； 在該下光阻層及該些第一圖案上形成包含反應(yīng)性物質(zhì)或可產(chǎn)生反應(yīng)性物質(zhì)的附著層，該反應(yīng)性物質(zhì)可使該下光阻層及該上光阻層的材料可溶解在顯影液中； 使該反應(yīng)性物質(zhì)擴散進入各該第一圖案的一部分及該些第一圖案之間的該下光阻層的多個部分中，而與各該第一圖案的該部分及該些第一圖案之間的該下光阻層的該些部分發(fā)生反應(yīng)； 移除該附著層； 進行顯影步驟以移除該些第一圖案的該些部分及該下光阻層的該些部分，以將該下光阻層圖案化為多個第二圖案； 在剩余的該些第一圖案的側(cè)壁上及該些第二圖案的側(cè)壁上形成多個間隙壁；以及移除剩余的該些第一圖案，并使用該些第二圖案上的該些間隙壁作為罩幕來移除該些第二圖案的多個部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四分之一節(jié)距圖案的形成方法，其特征在于，該上光阻層具有光感應(yīng)基團而具有光感應(yīng)性，該下光阻層不具有光感應(yīng)基團而不具有光感應(yīng)性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四分之一節(jié)距圖案的形成方法，其特征在于，利用烘烤步驟使該反應(yīng)性物質(zhì)擴散。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四分之一節(jié)距圖案的形成方法，其特征在于，該附著層包含酸作為該反應(yīng)性物質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四分之一節(jié)距圖案的形成方法，其特征在于，該附著層包含熱酸產(chǎn)生劑，該熱酸產(chǎn)生劑產(chǎn)生酸作為該反應(yīng)性物質(zhì)，且利用烘烤步驟產(chǎn)生該酸并使該酸擴散。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四分之一節(jié)距圖案的形成方法，其特征在于，形成該些間隙壁的方法包括: 在剩余的該些第一圖案及該些第二圖案上形成保形的間隙壁材料層；以及 對該間隙壁材料層進行非等向性蝕刻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四分之一節(jié)距圖案的形成方法，其特征在于，該些間隙壁的材料包括SiO2。
8.一種罩幕層，其特征在于，該罩幕層配置在基板上，該基板包括多個四分之一節(jié)距圖案，該些四分之一節(jié)距圖案的節(jié)距相等于微影解析度極限節(jié)距的四分之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的罩幕層，其特征在于， 該些四分之一節(jié)距圖案包括多個第一圖案及多個第二圖案，該些第一圖案布置為多個第一圖案對，且該些第二圖案布置為多個第二圖案對， 該些第一圖案各自包括第一材料， 該些第二圖案各自包括不在該第一圖案中的該第一材料以及第二材料，其中該第一材料配置在該第二材料上，并且 該些第一圖案對與該些第二圖案對交替布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的罩幕層，其特征在于，該第二材料包括光阻材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求9 所述的罩幕層,其特征在于,該第一材料包括Si02。
【文檔編號】G03F7/42GK103811334SQ201310120628
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】劉弘仁 申請人:南亞科技股份有限公司