專(zhuān)利名稱(chēng)：形成柵極圖案的方法以及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成柵極圖案的方法以及具有所述柵極圖案的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明尤其涉及形成交錯(cuò)排列的柵極圖案的方法以及具有所述柵極圖案的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
為了使得半導(dǎo)體裝置的密度、尤其是柵極的密度最大化，通常需要形成交錯(cuò)排列的柵極圖案。例如，這種柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個(gè)柵極條，各柵極條被間隙斷開(kāi)。并且，所述間隙位于沿基本垂直于第一方向的第二方向相互平行的多個(gè)條帶區(qū)中，但是，各條帶區(qū)中的間隙并不是連續(xù)的，即，各條帶區(qū)中存在跨過(guò)柵極條而相鄰的間隙。 在目前的半導(dǎo)體制造エ藝中，為了形成交錯(cuò)排列的柵極圖案，普遍采用雙重構(gòu)圖(,double patterning)技木。圖IA IB示出常規(guī)的雙重構(gòu)圖技術(shù)中形成的修整槽(trimming slot)和利用修整槽得到的柵極圖案。參見(jiàn)圖1A，在線(xiàn)蝕刻后獲得的多個(gè)相互平行的柵極條上設(shè)置具有修整槽的掩摸。修整槽的位置對(duì)應(yīng)于將柵極條斷開(kāi)的間隙的位置。由于要形成交錯(cuò)排列的柵極圖案，因此修整槽的位置是交錯(cuò)排列的。然后，參見(jiàn)圖1B，在對(duì)柵極條進(jìn)行修整槽蝕刻后，形成了交錯(cuò)排列的柵極圖案。圖2A 2D具體地示出采用常規(guī)的雙重構(gòu)圖技術(shù)來(lái)形成交錯(cuò)排列的柵極圖案的一種方法。首先，如圖2A所示，通過(guò)第一光刻處理，形成具有相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑(resist)圖案210。接著，如圖2B所示，以所述抗蝕劑圖案210為掩模進(jìn)行第ー蝕刻處理，從而在襯底250上形成多個(gè)相互平行且連續(xù)延伸的柵極材料條260。然后，如圖2C所示，通過(guò)第二光刻處理，形成具有修整槽的抗蝕劑圖案220。最后，如圖2D所示，以所述抗蝕劑圖案220為掩模進(jìn)行第二蝕刻處理，以在襯底250上的柵極材料條260中形成交錯(cuò)排列的間隙，從而形成交錯(cuò)排列的柵極圖案。圖3A 3E具體地示出采用常規(guī)的雙重構(gòu)圖技術(shù)來(lái)形成交錯(cuò)排列的柵極圖案的另ー種方法。這種方法在柵極材料層上額外地形成硬掩模層。在利用類(lèi)似的方法形成交錯(cuò)排列的硬掩模圖案之后，將所述硬掩模圖案轉(zhuǎn)移到下面的柵極材料層，從而形成交錯(cuò)排列的柵極圖案。首先，如圖3A所示，通過(guò)第一光刻處理，形成具有相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案310。接著，如圖3B所示，以所述抗蝕劑圖案310為掩模進(jìn)行第一蝕刻處理，從而在襯底350上的柵極材料層360上形成多個(gè)相互平行且連續(xù)延伸的硬掩模條370。然后，如圖3C所示，通過(guò)第二光刻處理，形成具有修整槽的抗蝕劑圖案320。接下來(lái)，如圖3D所示，以所述抗蝕劑圖案320為掩模進(jìn)行第二蝕刻處理，以在襯底350上的柵極材料層360上的硬掩模條370中形成交錯(cuò)排列的間隙，從而形成交錯(cuò)排列的硬掩模圖案。最后，如圖3E所示，以所述硬掩模圖案為掩模進(jìn)行第三蝕刻處理，從而形成交錯(cuò)排列的柵極圖案。在利用上述任ー種方法形成柵極圖案(例如，多晶硅柵極圖案)后，可以進(jìn)ー步將柵極的材料替換為金屬，從而形成交錯(cuò)排列的金屬柵極圖案。本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)以上形成交錯(cuò)排列的柵極圖案的方法進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)存在以下的問(wèn)題。第一，在深亞微米的領(lǐng)域內(nèi)，需要對(duì)修整槽的尺寸、尤其是修整槽的縱向尺寸Hl(參見(jiàn)圖2C和圖3C，其對(duì)應(yīng)于將柵極條斷開(kāi)的間隙的長(zhǎng)度)進(jìn)行嚴(yán)格控制，這導(dǎo)致修整槽的光刻エ藝窗ロ很小。第二，在深亞微米的領(lǐng)域內(nèi)，由于修整槽光刻的エ藝限制(margin)，導(dǎo)致所得到的修整槽的角部顯著地變圓，即所得到的修整槽并不是所希望的長(zhǎng)方形(參見(jiàn)圖1A)。并且，在進(jìn)行修整槽蝕刻以后，所得到的柵極的角部相應(yīng)地是尖鋭的，而不是所希望的直角(參見(jiàn)圖1B)。這樣，無(wú)法精確地控制柵極圖案的形狀和尺寸，從而對(duì)半導(dǎo)體裝置的性能造成不利影響。并且，如果要采用金屬柵極結(jié)構(gòu)，則當(dāng)將柵極的材料替換為金屬時(shí)，柵極的尖鋭的 角部導(dǎo)致難以填充金屬，這也會(huì)對(duì)半導(dǎo)體裝置的性能造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問(wèn)題提出本發(fā)明。本發(fā)明的ー個(gè)方面的目的是，提供ー種形成柵極圖案的方法以及具有所述柵極圖案的半導(dǎo)體裝置，其中，形成所述柵極圖案的方法相比于現(xiàn)有技術(shù)的方法能夠具有較大的光刻エ藝窗ロ。本發(fā)明的另ー個(gè)方面的目的是，提供ー種形成柵極圖案的方法以及具有所述柵極圖案的半導(dǎo)體裝置，其中，形成所述柵極圖案的方法相比于現(xiàn)有技術(shù)的方法能夠較好地控制柵極圖案的形狀和尺寸。本發(fā)明的再ー個(gè)方面的目的是，提供ー種形成柵極圖案的方法以及具有所述柵極圖案的半導(dǎo)體裝置，其中，形成所述柵極圖案的方法能夠很好地應(yīng)用于先進(jìn)半導(dǎo)體エ藝。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供ー種形成柵極圖案的方法，所述柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個(gè)柵極條，各柵極條被間隙斷開(kāi)，所述間隙位于沿基本垂直于第一方向的第二方向相互平行的多個(gè)條帶區(qū)中，各條帶區(qū)中存在跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙。其特征在于，所述方法包括以下步驟提供在襯底上的沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)由柵極材料條和其上的蝕刻阻擋條構(gòu)成；在包含所述疊層結(jié)構(gòu)的所述襯底上形成第二抗蝕劑層；對(duì)第二抗蝕劑層進(jìn)行第二光刻處理以選擇性地留下多個(gè)第二抗蝕劑區(qū)，各第二抗蝕劑區(qū)各自位于跨過(guò)所述柵極條而相鄰的將形成的所述間隙之間；以第二抗蝕劑區(qū)為掩模，通過(guò)第二蝕刻處理，選擇性地去除所述疊層結(jié)構(gòu)中的蝕刻阻擋條；在經(jīng)第二蝕刻處理后的所述襯底上形成第三抗蝕劑層；對(duì)第三抗蝕劑層進(jìn)行第三光刻處理，以形成沿第二方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ ；以及以經(jīng)第三光刻處理后的第三抗蝕劑層為掩摸，通過(guò)第三蝕刻處理，形成所述間隙，從而形成所述柵極圖案。優(yōu)選地，提供所述疊層結(jié)構(gòu)的步驟進(jìn)一歩包括以下步驟在襯底上的柵極材料層上依次形成蝕刻阻擋層和第一抗蝕劑層；對(duì)第一抗蝕劑層進(jìn)行第一光刻處理，以形成沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ；以及以經(jīng)第一光刻處理后的第一抗蝕劑層為掩模，通過(guò)第一蝕刻處理，將所述蝕刻阻擋層和所述柵極材料層形成為所述疊層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述形成柵極圖案的方法進(jìn)ー步包括以下步驟在形成所述柵極圖案之后，將所述柵極條的材料替 換為金屬。優(yōu)選地，第一光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至200nm的范圍內(nèi)；以及第三光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 : I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至2000nm的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，通過(guò)第二光刻處理獲得的所述第二抗蝕劑區(qū)的形狀是正方形、長(zhǎng)方形、圓形和橢圓形之中的任ー種。優(yōu)選地，第一蝕刻處理、第二蝕刻處理和第三蝕刻處理是干蝕刻處理。優(yōu)選地，第一蝕刻處理中蝕刻阻擋層對(duì)柵極材料層的蝕刻選擇比在I : 10至I 200的范圍內(nèi)；第二蝕刻處理中柵極材料條對(duì)蝕刻阻擋條的蝕刻選擇比在I : 10至I 50的范圍內(nèi)；以及第三蝕刻處理中蝕刻阻擋條對(duì)柵極材料條的蝕刻選擇比在I : 10至I 200的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述柵極材料條和所述蝕刻阻擋條的材料分別為多晶硅和硅氧化物。優(yōu)選地，所述跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙之間的柵極條數(shù)量為I至5。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供ー種形成柵極圖案的方法，所述柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個(gè)柵極條，各柵極條被間隙斷開(kāi)，所述間隙位于沿基本垂直于第一方向的第二方向相互平行的多個(gè)條帶區(qū)中，各條帶區(qū)中存在跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙。其特征在于，所述方法包括以下步驟提供在襯底上的柵極材料層上的沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)由硬掩模條和其上的蝕刻阻擋條構(gòu)成；在包含所述疊層結(jié)構(gòu)的所述襯底上形成第二抗蝕劑層；對(duì)第二抗蝕劑層進(jìn)行第二光刻處理以選擇性地留下多個(gè)第二抗蝕劑區(qū)，各第二抗蝕劑區(qū)各自位于跨過(guò)所述柵極條而相鄰的將形成的所述間隙之間；以第二抗蝕劑區(qū)為掩模，通過(guò)第二蝕刻處理，選擇性地去除所述疊層結(jié)構(gòu)中的蝕刻阻擋條；在經(jīng)第二蝕刻處理后的所述襯底上形成第三抗蝕劑層；對(duì)第三抗蝕劑層進(jìn)行第三光刻處理，以形成沿第二方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ ；以經(jīng)第三光刻處理后的第三抗蝕劑層為掩模，通過(guò)第三蝕刻處理，在所述硬掩模條中形成間隙；以及以經(jīng)第三蝕刻處理后的所述硬掩模條為掩模，通過(guò)第四蝕刻處理，形成所述柵極圖案。優(yōu)選地，提供所述疊層結(jié)構(gòu)的步驟進(jìn)一歩包括以下步驟在襯底上的柵極材料層上依次形成硬掩模層、蝕刻阻擋層和第一抗蝕劑層；對(duì)第一抗蝕劑層進(jìn)行第一光刻處理，以形成沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ ；以及以經(jīng)第一光刻處理后的第一抗蝕劑層為掩模，通過(guò)第一蝕刻處理，將所述蝕刻阻擋層和所述硬掩模層形成為所述疊層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述形成柵極圖案的方法進(jìn)ー步包括以下步驟在形成所述柵極圖案之后，將所述柵極條的材料替換為金屬。優(yōu)選地，第一光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至200nm的范圍內(nèi)；以及第三光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 : I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至2000nm的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，通過(guò)第二光刻處理獲得的所述第二抗蝕劑區(qū)的形狀是正方形、長(zhǎng)方形、 圓形和橢圓形之中的任ー種。優(yōu)選地，第一蝕刻處理、第二蝕刻處理、第三蝕刻處理和第四蝕刻處理是干蝕刻處理。優(yōu)選地，第一蝕刻處理中硬掩模層對(duì)蝕刻阻擋層的蝕刻選擇比與柵極材料層對(duì)硬掩模層的蝕刻選擇比都在I : 10至I : 50的范圍內(nèi)；第二蝕刻處理中硬掩模條對(duì)蝕刻阻擋條的蝕刻選擇比在I : 2至I : 50的范圍內(nèi)；第三蝕刻處理中蝕刻阻擋條對(duì)硬掩模條的蝕刻選擇比在I : 50至I : 200的范圍內(nèi)；以及第四蝕刻處理中硬掩模條對(duì)柵極材料層的蝕刻選擇比在I : 10至I : 200的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述柵極材料層、所述硬掩模條和所述蝕刻阻擋條的材料分別為多晶硅、硅氧化物和硅氮化物。優(yōu)選地，所述跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙之間的柵極條數(shù)量為I至5。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置具有柵極圖案，所述柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個(gè)柵極條，各柵極條被間隙斷開(kāi)，所述間隙位于沿基本垂直于第一方向的第二方向相互平行的多個(gè)條帶區(qū)中，各條帶區(qū)中存在跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙。其特征在干，在所述跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙之間，在所 述柵極條上形成有蝕刻阻擋條。根據(jù)本發(fā)明的上述各個(gè)方面，由于引入了蝕刻阻擋層并事先在將形成間隙的位置之間選擇性地留下蝕刻阻擋層，使得可以將同一條帶區(qū)中的多個(gè)不連續(xù)的間隙作為ー個(gè)連續(xù)延伸的間隙來(lái)一體地形成，從而將柵極修整圖案從光刻較難實(shí)現(xiàn)的槽狀變?yōu)楣饪梯^易實(shí)現(xiàn)的線(xiàn)/間隔形狀。相比于現(xiàn)有技術(shù)的方法，雖然本發(fā)明的方法需要額外的光刻和蝕刻步驟(由于需要三次光刻步驟，因此可被稱(chēng)為三重構(gòu)圖技木)，但是其能夠具有較大的光刻エ藝窗ロ，井能夠較好地控制柵極圖案的形狀和尺寸。本發(fā)明能夠很好地應(yīng)用于先進(jìn)半導(dǎo)體エ藝。


被包含于說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成其一部分的附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例，并與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。要注意的是，在附圖中，為了便于描述，各個(gè)部分的尺寸可能并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。圖IA IB示出常規(guī)的雙重構(gòu)圖技術(shù)中形成的修整槽和利用修整槽得到的柵極圖案。其中，圖IA示出在多個(gè)相互平行的柵極條上設(shè)置的具有修整槽的掩模；圖IB示出修整槽蝕刻后得到的交錯(cuò)排列的柵極圖案。圖2A 2D示出采用常規(guī)的雙重構(gòu)圖技術(shù)來(lái)形成交錯(cuò)排列的柵極圖案的ー種方法。其中，圖2A示出第一光刻處理后的具有相互平行的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案；圖28示出第一蝕刻處理后的相互平行的多個(gè)柵極條；圖2C示出第二光刻處理后的具有修整槽的抗蝕劑圖案；圖2D示出第二蝕刻處理后的交錯(cuò)排列的柵極圖案。圖3A 3E示出采用常規(guī)的雙重構(gòu)圖技術(shù)來(lái)形成交錯(cuò)排列的柵極圖案的另ー種方法。其中，圖3A示出第一光刻處理后的具有相互平行的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案；圖3B示出第一蝕刻處理后的相互平行的多個(gè)硬掩模條；圖3C示出第二光刻處理后的具有修整槽的抗蝕劑圖案；圖3D示出第二蝕刻處理后的交錯(cuò)排列的硬掩模圖案；圖3E示出第三蝕刻處理后的交錯(cuò)排列的柵極圖案。圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的形成柵極圖案的方法的流程圖。圖5A 51是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的形成柵極圖案的方法中的各步驟的平面圖和截面圖。其中，圖5A是示出第一光刻處理后的具有相互平行的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案的平面圖；圖5B和圖5C分別是示出第一蝕刻處理后的相互平行的多個(gè)由柵極材料條和蝕刻阻擋條構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)的平面圖和截面圖(沿圖5B中的虛線(xiàn)切取)；圖 是示出第二光刻處理后的抗蝕劑圖案的平面圖；圖5E和圖5F分別是示出第二蝕刻處理后的所述多個(gè)疊層結(jié)構(gòu)的平面圖和截面圖(沿圖5E中的虛線(xiàn)切取)；圖56是示出第三光刻處理后的具有相互平行的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案的平面圖；圖5H和圖51分別是示出第三蝕刻處理后的交錯(cuò)排列的柵極圖案的平面圖和截面圖(沿圖5H中的虛線(xiàn)切取)。圖6示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的形成柵極圖案的方法的流程圖。圖7A 7K是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的形成柵極圖案的方法中的各步驟的平面圖和截面圖。其中，圖7A是示出第一光刻處理后的具有相互平行的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案的平面圖；圖7B和圖7C分別是示出第一蝕刻處理后的相互平行的多個(gè)由硬掩模條和蝕刻阻擋條構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)的平面圖和截面圖(沿圖7B中的虛線(xiàn)切取)；圖7D是示出第二光刻處理后的抗蝕劑圖案的平面圖；圖7E和圖7F分別是示出第二蝕刻處理后的 所述多個(gè)疊層結(jié)構(gòu)的平面圖和截面圖(沿圖7E中的虛線(xiàn)切取)；圖76是示出第三光刻處理后的具有相互平行的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案的平面圖；圖7H和圖71分別是示出第三蝕刻處理后的交錯(cuò)排列的硬掩模圖案的平面圖和截面圖(沿圖7H中的虛線(xiàn)切取)；圖7了和圖7K分別是示出第四蝕刻處理后的交錯(cuò)排列的柵極圖案的平面圖和截面圖(沿圖7J中的虛線(xiàn)切取)。從參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。應(yīng)注意，以下的描述在本質(zhì)上僅是解釋性的。除非另外特別說(shuō)明，否則，在實(shí)施例中闡述的部件和步驟并不限制本發(fā)明的范圍。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和裝置可能不被詳細(xì)討論，但在適當(dāng)?shù)那闆r下意在成為說(shuō)明書(shū)的一部分。第一實(shí)施例在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，為了形成交錯(cuò)排列的柵極圖案，在襯底上的柵極材料層上形成有蝕刻阻擋層并事先在將形成間隙的位置之間選擇性地留下蝕刻阻擋層，使得可以將同一條帶區(qū)中的多個(gè)不連續(xù)的間隙作為ー個(gè)連續(xù)延伸的間隙來(lái)一體地形成，從而將柵極修整圖案從光刻較難實(shí)現(xiàn)的槽狀變?yōu)楣饪梯^易實(shí)現(xiàn)的線(xiàn)/間隔形狀。這使得本發(fā)明的第一實(shí)施例的方法能夠具有較大的光刻エ藝窗ロ，井能夠較好地控制柵極圖案的形狀和尺寸。圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的形成柵極圖案的方法的流程圖。圖5A 51是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的形成柵極圖案的方法中的各步驟的平面圖和截面圖。下面參照?qǐng)D4以及圖5A 51詳細(xì)描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。首先，提供在襯底上的沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)由柵極材料條和其上的蝕刻阻擋條構(gòu)成。這例如可以通過(guò)圖4中的步驟410 430獲得。
具體而言，在圖4的步驟410中，在襯底上的柵極材料層上依次形成蝕刻阻擋層和第一抗蝕劑層。襯底例如可以由硅制成，其上面可以具有很薄的柵氧化層(圖中未示出)。柵極材料層例如可以由多晶硅制成，其厚度為loo A 1000人。蝕刻阻擋層例如可以由硅氧化物制成，其厚度為50 A 1000人。在圖4的步驟420中，對(duì)第一抗蝕劑層進(jìn)行第一光刻處理，以形成具有沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案510 (參見(jiàn)圖5A)。第一光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，例如，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距(即，一條線(xiàn)與一條間隔所組成的最小重復(fù)單元的寬度)在20nm至200nm的范圍內(nèi)。第一光刻處理可以采用諸如干法光刻、浸沒(méi)光刻、超紫外線(xiàn)(EUV，Extreme Ultra-Violet)光刻或電子束光刻等的光刻技術(shù)。在圖4的步驟430中，以抗蝕劑圖案510為掩模，通過(guò)第一蝕刻處理，形成在襯底上的沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)由柵極材料條560和其上的蝕刻阻擋條580構(gòu)成(參見(jiàn)圖5B 5C)。第一蝕刻處理例如是標(biāo)準(zhǔn)的高蝕刻選擇 比的干蝕刻處理，蝕刻阻擋層對(duì)柵極材料層的蝕刻選擇比例如在I : 10至I : 200的范圍內(nèi)。順便提及的是，在第一蝕刻處理后，可以在同一個(gè)蝕刻室中將抗蝕劑圖案510灰化棹。所述灰化例如可以采用基于O2氣體的標(biāo)準(zhǔn)エ藝。這同樣可以適用于以下的蝕刻步驟。順便提及的是，可以使用填平劑(例如BARC等)將第一蝕刻處理后形成的圖案的中間填平，在下一次蝕刻后將填平劑灰化去掉，并在再下一次光刻前重新將圖案的中間填平(圖中未示出)。接著，在圖4的步驟440中，在包含疊層結(jié)構(gòu)的襯底上形成第二抗蝕劑層。在圖4的步驟450中，對(duì)第二抗蝕劑層進(jìn)行第二光刻處理以選擇性地留下多個(gè)第ニ抗蝕劑區(qū)520，各第二抗蝕劑區(qū)520各自位于跨過(guò)柵極條而相鄰的將形成的間隙之間(參見(jiàn)圖OT)。這里的條帶區(qū)指的是如上所述的將柵極條斷開(kāi)的間隙所位于的區(qū)域。第二光刻處理可以采用諸如干法光刻、浸沒(méi)光刻、EUV光刻或電子束光刻等的光刻技術(shù)。另外，對(duì)第二抗蝕劑區(qū)520的形狀沒(méi)有特別的限制，其例如可以是正方形、長(zhǎng)方形、圓形和橢圓形之中的任ー種。圖中示出的第二抗蝕劑區(qū)520的形狀為圓形。相對(duì)而言，第二抗蝕劑區(qū)520的沿第一方向(平行于柵極條的方向)的尺寸H2不是關(guān)鍵的，例如可以為IOnm 500nm，基本上只要不覆蓋將形成間隙的區(qū)域即可；而其沿第二方向(基本上垂直于柵極條的方向)的尺寸W2是關(guān)鍵的，例如為線(xiàn)/間隔類(lèi)型的第一光刻處理中的間隔的寬度的1/10 15/10 (例如，在蝕刻期間，可對(duì)第二抗蝕劑區(qū)520進(jìn)行修整以使其關(guān)鍵尺寸縮小，從而使得第二抗蝕劑區(qū)520不覆蓋將形成間隙的區(qū)域)。另外，對(duì)第二抗蝕劑區(qū)520的大小沒(méi)有特別的限制，只要第二抗蝕劑區(qū)520與各柵極材料條560或蝕刻阻擋條580重疊的部分的在第一方向上的最小長(zhǎng)度范圍至少包括第二方向同一條直線(xiàn)上的將形成的間隙的在第一方向上的長(zhǎng)度范圍即可(即只要第二抗蝕劑區(qū)520能夠覆蓋各條帶區(qū)中不需要在柵極材料條560中形成間隙的位置處即可)。另外，對(duì)第二抗蝕劑區(qū)520所跨過(guò)的柵極條數(shù)量沒(méi)有特別的限制，其例如可以為I至5，這主要取決于所希望的柵極圖案。圖中示出的第二抗蝕劑區(qū)520所跨過(guò)的柵極條數(shù)量為2。
在圖4的步驟460中，以第二抗蝕劑區(qū)520為掩模，通過(guò)第二蝕刻處理，選擇性地去除疊層結(jié)構(gòu)中的蝕刻阻擋條580 (參見(jiàn)圖5E 5F)。通過(guò)第二蝕刻處理，在柵極條中將形成間隙的位置之間選擇性地留下蝕刻阻擋條580，并在包括柵極條中將形成間隙的位置的區(qū)域選擇性地去除蝕刻阻擋條580，以露出其下的柵極材料條560。第二蝕刻處理例如是標(biāo)準(zhǔn)的高蝕刻選擇比的干蝕刻處理，柵極材料條560對(duì)蝕刻阻擋條580的蝕刻選擇比例如在I : 10至I : 50的范圍內(nèi)。在圖4的步驟470中，在經(jīng)第二蝕刻處理后的襯底上形成第三抗蝕劑層。在圖4的步驟480中，對(duì)第三抗蝕劑層進(jìn)行第三光刻處理，以形成具有沿第二方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案530 (參見(jiàn)圖5G)。要注意的是，抗蝕劑圖案530在露出將形成間隙的位置處的柵極材料條560的同時(shí),也露出了在第二方向的同一直線(xiàn)上將不形成間隙的位置處的柵極材料條560上的蝕刻阻擋條580。但是，由于將不形成間隙的位置處的柵極材料條560上存在第二蝕刻處理后留下的蝕刻阻擋條580，因此在下述的第三蝕刻處理中，能夠僅在需要形成間隙的位置處將柵極材料條560蝕刻棹。第三光刻 處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，例如，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至2000nm的范圍內(nèi)。第三光刻處理可以采用諸如干法光刻、浸沒(méi)光刻、EUV光刻或電子束光刻等的光刻技木。在圖4的步驟490中，以抗蝕劑圖案530為掩模，通過(guò)第三蝕刻處理，在柵極材料條560中形成間隙，從而形成交錯(cuò)排列的柵極圖案(參見(jiàn)圖5H 51)。第三蝕刻處理例如是標(biāo)準(zhǔn)的高蝕刻選擇比的干蝕刻處理，蝕刻阻擋條580對(duì)柵極材料條560的蝕刻選擇比例如在I : 10至I : 200的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的方法，可以形成ー種具有柵極圖案的半導(dǎo)體裝置。如圖5H 51所示，所述柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個(gè)柵極條，各柵極條被間隙斷開(kāi)。所述間隙位于沿基本垂直于第一方向的第二方向相互平行的多個(gè)條帶區(qū)中，各條帶區(qū)中存在跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙。其中，在所述跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙之間，在所述柵極條上形成有蝕刻阻擋條。在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的方法獲得交錯(cuò)排列的柵極圖案之后，可選地，可以去除柵極條上留下的蝕刻阻擋條580。另外，可選地，可以進(jìn)ー步將柵極條的材料替換為金屬，以形成交錯(cuò)排列的金屬柵極圖案。從以上可以看出，在本發(fā)明的第一實(shí)施例的三重構(gòu)圖技術(shù)中，由于引入了蝕刻阻擋層并事先在將形成間隙的位置之間選擇性地留下蝕刻阻擋層，使得可以將同一條帶區(qū)中的多個(gè)不連續(xù)的間隙作為ー個(gè)連續(xù)延伸的間隙來(lái)一體地形成，從而將柵極修整圖案從光刻較難實(shí)現(xiàn)的槽狀變?yōu)楣饪梯^易實(shí)現(xiàn)的線(xiàn)/間隔形狀。這使得本發(fā)明的第一實(shí)施例的方法能夠具有較大的光刻エ藝窗ロ，井能夠較好地控制柵極圖案的形狀和尺寸。在現(xiàn)有的雙重構(gòu)圖技術(shù)中，參見(jiàn)圖2C和圖3C，由于修整槽的尺寸(尤其是Hl)很小，需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格控制，導(dǎo)致修整槽的光刻エ藝窗ロ很小。另外，圖2C和圖3C中的尺寸Wl范圍內(nèi)的修整槽的形狀很關(guān)鍵。例如，當(dāng)由于修整槽光刻的エ藝限制使得該形狀不是所希望的長(zhǎng)方形(例如角部明顯變圓)時(shí)，會(huì)影響所得到的柵極圖案的形狀和尺寸，從而影響半導(dǎo)體裝置的性能。并且，如果要將柵極的材料進(jìn)ー步替換為金屬，則難以進(jìn)行金屬的填充。本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，這種通過(guò)一次光刻形成修整槽從而對(duì)柵極條進(jìn)行修整的エ藝難以應(yīng)用于先進(jìn)半導(dǎo)體エ藝。相比之下，在本發(fā)明的第一實(shí)施例的三重構(gòu)圖技術(shù)中，通過(guò)采用蝕刻阻擋層并采用兩次光刻來(lái)對(duì)柵極條進(jìn)行修整，使得本發(fā)明的第一實(shí)施例的エ藝能夠具有較大的光刻エ藝窗ロ(參見(jiàn)圖中的H2)。另外，圖中的尺寸W2范圍內(nèi)的第二抗蝕劑區(qū)520的形狀并不是關(guān)鍵的，因?yàn)榈诙刮g劑區(qū)520只要能夠覆蓋下面的蝕刻阻擋條580和柵極材料條560從而保護(hù)它們不會(huì)被蝕刻掉即可，尺寸W2范圍內(nèi)的第二抗蝕劑區(qū)520的形狀并不會(huì)影響所得到的柵極圖案的形狀和尺寸。并且，在其中的一次光刻處理(參見(jiàn)圖5G)中，由于采用的是光刻較易實(shí)現(xiàn)的線(xiàn)/間隔類(lèi)型，因此能夠相對(duì)容易地進(jìn)行光刻處理，并且能夠較好地控制柵極圖案的形狀和尺寸(例如，所得到的柵極的角部不是尖鋭的，而基本上是所希望的直角)，從而減小或基本上消除了對(duì)半導(dǎo)體裝置的性能的不利影響。并且，如果要將柵極的材料進(jìn)ー步替換為金屬，則金屬的填充也變得相對(duì)容易。通過(guò)這里的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易明白本發(fā)明的第一實(shí)施例的三重構(gòu)圖技術(shù)能夠很好地應(yīng)用于先進(jìn)半導(dǎo)體エ藝。
第二實(shí)施例本發(fā)明的第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于在第二實(shí)施例中，在襯底上的柵極材料層上額外地形成硬掩模層，然后在硬掩模層上形成蝕刻阻擋層；并且，利用類(lèi)似于第一實(shí)施例的方法先在硬掩模層中形成交錯(cuò)排列的圖案后，再將所述圖案轉(zhuǎn)移到下面的柵極材料層。圖6示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的形成柵極圖案的方法的流程圖。圖7A 7K是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的形成柵極圖案的方法中的各步驟的平面圖和截面圖。下面參照?qǐng)D6以及圖7A 7K詳細(xì)描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。首先，提供在襯底上的柵極材料層上的沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)由硬掩模條和其上的蝕刻阻擋條構(gòu)成。這例如可以通過(guò)圖6中的步驟610 630獲得。具體而言，在圖6的步驟610中，在襯底上的柵極材料層上依次形成硬掩模層、蝕刻阻擋層和第一抗蝕劑層。襯底例如可以由硅制成，其上面可以具有很薄的柵氧化層(圖中未示出)。柵極材料層例如可以由多晶硅制成，其厚度為100人 1000人。硬掩模層例如可以由硅氧化物制成，其厚度為50 A 1000人。蝕刻阻擋層例如可以由硅氮化物制成，其厚度為50人 1000人。在圖6的步驟620中，對(duì)第一抗蝕劑層進(jìn)行第一光刻處理，以形成具有沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案710(參見(jiàn)圖7A)。第一光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，例如，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至200nm的范圍內(nèi)。第一光刻處理可以米用諸如干法光刻、浸沒(méi)光刻、EUV光刻或電子束光刻等的光刻技術(shù)。在圖6的步驟630中，以抗蝕劑圖案710為掩模，通過(guò)第一蝕刻處理，形成在襯底750上的柵極材料層760上的沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)由硬掩模條770和其上的蝕刻阻擋條780構(gòu)成(參見(jiàn)圖7B 7C)。第一蝕刻處理例如是標(biāo)準(zhǔn)的高蝕刻選擇比的干蝕刻處理，硬掩模層對(duì)蝕刻阻擋層的蝕刻選擇比以及柵極材料層對(duì)硬掩模層的蝕刻選擇比例如在I : 10至I : 50的范圍內(nèi)。
順便提及的是，在第一蝕刻處理后，可以在同一個(gè)蝕刻室中將抗蝕劑圖案710灰化棹。所述灰化例如可以采用基于O2氣體的標(biāo)準(zhǔn)エ藝。這同樣可以適用于以下的蝕刻步驟。順便提及的是，可以使用填平劑(例如BARC等)將第一蝕刻處理后形成的圖案的中間填平，在下一次蝕刻后將填平劑灰化去掉，并在再下一次光刻前重新將圖案的中間填平(圖中未示出)。接著，在圖6的步驟640中，在包含疊層結(jié)構(gòu)的襯底上形成第二抗蝕劑層。在圖6的步驟650中，對(duì)第二抗蝕劑層進(jìn)行第二光刻處理以選擇性地留下多個(gè)第ニ抗蝕劑區(qū)720，各第二抗蝕劑區(qū)720各自位于跨過(guò)柵極條而相鄰的將形成的間隙之間(參見(jiàn)圖7D)。這里的條帶區(qū)指的是如上所述的將柵極條斷開(kāi)的間隙所位于的區(qū)域。第二光刻處理可以采用諸如干法光刻、浸沒(méi)光刻、EUV光刻或電子束光刻等的光刻技術(shù)。另外，對(duì)第二抗 蝕劑區(qū)720的形狀沒(méi)有特別的限制，其例如可以是正方形、長(zhǎng)方形、圓形和橢圓形之中的任ー種。圖7D中示出的第二抗蝕劑區(qū)720的形狀為圓形。相對(duì)而言，第二抗蝕劑區(qū)720的沿第一方向(平行于柵極條的方向)的尺寸H2不是關(guān)鍵的，例如可以為IOnm 500nm，基本上只要不覆蓋將形成間隙的區(qū)域即可；而其沿第二方向(基本上垂直于柵極條的方向)的尺寸W2是關(guān)鍵的，例如為線(xiàn)/間隔類(lèi)型的第一光刻處理中的間隔的寬度的1/10 15/10 (例如，在蝕刻期間，可對(duì)第二抗蝕劑區(qū)720進(jìn)行修整以使其關(guān)鍵尺寸縮小，從而使得第二抗蝕劑區(qū)720不覆蓋將形成間隙的區(qū)域)。另外，對(duì)第二抗蝕劑區(qū)720的大小沒(méi)有特別的限制，只要第二抗蝕劑區(qū)720與各硬掩模條770或蝕刻阻擋條780重疊的部分的在第一方向上的最小長(zhǎng)度范圍至少包括第二方向同一條直線(xiàn)上的將形成的間隙的在第一方向上的長(zhǎng)度范圍即可(即只要第二抗蝕劑區(qū)720能夠覆蓋各條帶區(qū)中不需要在硬掩模條770中形成間隙的位置處即可)。另外，對(duì)第二抗蝕劑區(qū)720所跨過(guò)的柵極條數(shù)量沒(méi)有特別的限制，其例如可以為I至5，這主要取決于所希望的柵極圖案。圖7D中示出的第二抗蝕劑區(qū)720所跨過(guò)的柵極條數(shù)量為2。在圖6的步驟660中，以第二抗蝕劑區(qū)720為掩模，通過(guò)第二蝕刻處理，選擇性地去除疊層結(jié)構(gòu)中的蝕刻阻擋條780 (參見(jiàn)圖7E 7F)。通過(guò)第二蝕刻處理，在硬掩模條中將形成間隙的位置之間選擇性地留下蝕刻阻擋條780，并在包括硬掩模條中將形成間隙的位置的區(qū)域選擇性地去除蝕刻阻擋條780，以露出其下的硬掩模條770。第二蝕刻處理例如是標(biāo)準(zhǔn)的干蝕刻處理，硬掩模條770對(duì)蝕刻阻擋條780的蝕刻選擇比例如在I : 2至I : 50的范圍內(nèi)。在圖6的步驟670中，在經(jīng)第二蝕刻處理后的襯底上形成第三抗蝕劑層。在圖6的步驟680中，對(duì)第三抗蝕劑層進(jìn)行第三光刻處理，以形成具有沿第二方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ的抗蝕劑圖案730 (參見(jiàn)圖7G)。要注意的是，抗蝕劑圖案730在露出將形成間隙的位置處的硬掩模條770的同時(shí)，也露出了在第二方向的同一直線(xiàn)上將不形成間隙的位置處的硬掩模條770上的蝕刻阻擋條780。但是，由于將不形成間隙的位置處的硬掩模條770上存在第二蝕刻處理后留下的蝕刻阻擋條780，因此在下述的第三蝕刻處理中，能夠僅在需要形成間隙的位置處將硬掩模條770蝕刻棹。第三光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，例如，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 : I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至2000nm的范圍內(nèi)。第三光刻處理可以采用諸如干法光刻、浸沒(méi)光刻、EUV光刻或電子束光刻等的光刻技木。在圖6的步驟690中，以抗蝕劑圖案730為掩模，通過(guò)第三蝕刻處理，在硬掩模條770中形成間隙，從而形成交錯(cuò)排列的硬掩模圖案(參見(jiàn)圖7H 71)。第三蝕刻處理例如是標(biāo)準(zhǔn)的干蝕刻處理，蝕刻阻擋條780對(duì)硬掩模條770的蝕刻選擇比例如在I : 50至I : 200的范圍內(nèi)。在圖6的步驟695中，以硬掩模圖案為掩模，通過(guò)第四蝕刻處理，將交錯(cuò)排列的硬掩模圖案轉(zhuǎn)移到下面的柵極材料層，從而形成交錯(cuò)排列的柵極圖案(參見(jiàn)圖7J 7K)。第四蝕刻處理例如是標(biāo)準(zhǔn)的高蝕刻選擇比的干蝕刻處理，硬掩模條770對(duì)柵極材料層760的蝕刻選擇比例如在I : 10至I : 200的范圍內(nèi)。對(duì)于蝕刻阻擋條780沒(méi)有蝕刻選擇比的要求，因?yàn)槲g刻阻擋條780可以被全部消耗棹。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的方法，可以形成ー種具有柵極圖案的半導(dǎo)體裝置。如圖7J 7K所示，所述柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個(gè)柵極條，各柵極條被間隙斷開(kāi)。所述間隙位于沿基本垂直于第一方向的第二方向相互平行的多個(gè)條帶區(qū)中，各條帶區(qū) 中存在跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙。其中，在所述跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙之間，在所述柵極條上形成有蝕刻阻擋條。在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的方法獲得交錯(cuò)排列的柵極圖案之后，可選地，可以去除柵極條上留下的硬掩模條770和蝕刻阻擋條780。另外，可選地，可以進(jìn)ー步將柵極條的材料替換為金屬，以形成交錯(cuò)排列的金屬柵極圖案。通過(guò)以上的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易明白本發(fā)明的第二實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)第一實(shí)施例的所有的有益技術(shù)效果。類(lèi)似地，本發(fā)明的第二實(shí)施例的形成柵極圖案的方法相比于現(xiàn)有技術(shù)的方法能夠具有較大的光刻エ藝窗ロ，能夠較好地控制柵極圖案的形狀和尺寸，從而能夠很好地應(yīng)用于先進(jìn)半導(dǎo)體エ藝。雖然已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，可以在不背離本發(fā)明的范圍和精神的條件下修改以上的示例性實(shí)施例。所附的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋?zhuān)园羞@樣的修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.ー種形成柵極圖案的方法，所述柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個(gè)柵極條，各柵極條被間隙斷開(kāi)，所述間隙位于沿基本垂直于第一方向的第二方向相互平行的多個(gè)條帶區(qū)中，各條帶區(qū)中存在跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙，其特征在于，所述方法包括以下步驟 提供在襯底上的沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)由柵極材料條和其上的蝕刻阻擋條構(gòu)成； 在包含所述疊層結(jié)構(gòu)的所述襯底上形成第二抗蝕劑層； 對(duì)第二抗蝕劑層進(jìn)行第二光刻處理以選擇性地留下多個(gè)第二抗蝕劑區(qū)，各第二抗蝕劑區(qū)各自位于跨過(guò)所述柵極條而相鄰的將形成的所述間隙之間； 以第二抗蝕劑區(qū)為掩模，通過(guò)第二蝕刻處理，選擇性地去除所述疊層結(jié)構(gòu)中的蝕刻阻擋條； 在經(jīng)第二蝕刻處理后的所述襯底上形成第三抗蝕劑層； 對(duì)第三抗蝕劑層進(jìn)行第三光刻處理，以形成沿第二方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ ；以及 以經(jīng)第三光刻處理后的第三抗蝕劑層為掩模，通過(guò)第三蝕刻處理，形成所述間隙，從而形成所述柵極圖案。
2.如權(quán)利要求I所述的形成柵極圖案的方法，其特征在于，提供所述疊層結(jié)構(gòu)的步驟進(jìn)ー步包括以下步驟 在襯底上的柵極材料層上依次形成蝕刻阻擋層和第一抗蝕劑層； 對(duì)第一抗蝕劑層進(jìn)行第一光刻處理，以形成沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ ；以及 以經(jīng)第一光刻處理后的第一抗蝕劑層為掩模，通過(guò)第一蝕刻處理，將所述蝕刻阻擋層和所述柵極材料層形成為所述疊層結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求I所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括以下步驟 在形成所述柵極圖案之后，將所述柵極條的材料替換為金屬。
4.如權(quán)利要求2所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 第一光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 : I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至200nm的范圍內(nèi)；以及 第三光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 : I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至2000nm的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求I所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 通過(guò)第二光刻處理獲得的所述第二抗蝕劑區(qū)的形狀是正方形、長(zhǎng)方形、圓形和橢圓形之中的任ー種。
6.如權(quán)利要求2所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 第一蝕刻處理、第二蝕刻處理和第三蝕刻處理是干蝕刻處理。
7.如權(quán)利要求6所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 第一蝕刻處理中蝕刻阻擋層對(duì)柵極材料層的蝕刻選擇比在I : 10至I : 200的范圍內(nèi)； 第二蝕刻處理中柵極材料條對(duì)蝕刻阻擋條的蝕刻選擇比在I : 10至I : 50的范圍內(nèi)；以及 第三蝕刻處理中蝕刻阻擋條對(duì)柵極材料條的蝕刻選擇比在I : 10至I : 200的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求I所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 所述柵極材料條和所述蝕刻阻擋條的材料分別為多晶硅和硅氧化物。
9.如權(quán)利要求I所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 所述跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙之間的柵極條數(shù)量為I至5。
10.ー種形成柵極圖案的方法，所述柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個(gè)柵極條，各柵極條被間隙斷開(kāi)，所述間隙位于沿基本垂直于第一方向的第二方向相互平行的多個(gè)條帶區(qū)中，各條帶區(qū)中存在跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙，其特征在于，所述方法包括以下步驟 提供在襯底上的柵極材料層上的沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)由硬掩模條和其上的蝕刻阻擋條構(gòu)成； 在包含所述疊層結(jié)構(gòu)的所述襯底上形成第二抗蝕劑層； 對(duì)第二抗蝕劑層進(jìn)行第二光刻處理以選擇性地留下多個(gè)第二抗蝕劑區(qū)，各第二抗蝕劑區(qū)各自位于跨過(guò)所述柵極條而相鄰的將形成的所述間隙之間； 以第二抗蝕劑區(qū)為掩模，通過(guò)第二蝕刻處理，選擇性地去除所述疊層結(jié)構(gòu)中的蝕刻阻擋條； 在經(jīng)第二蝕刻處理后的所述襯底上形成第三抗蝕劑層； 對(duì)第三抗蝕劑層進(jìn)行第三光刻處理，以形成沿第二方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)Π ； 以經(jīng)第三光刻處理后的第三抗蝕劑層為掩模，通過(guò)第三蝕刻處理，在所述硬掩模條中形成間隙；以及 以經(jīng)第三蝕刻處理后的所述硬掩模條為掩模，通過(guò)第四蝕刻處理，形成所述柵極圖案。
11.如權(quán)利要求10所述的形成柵極圖案的方法，其特征在于，提供所述疊層結(jié)構(gòu)的步驟進(jìn)一歩包括以下步驟 在襯底上的柵極材料層上依次形成硬掩模層、蝕刻阻擋層和第一抗蝕劑層； 對(duì)第一抗蝕劑層進(jìn)行第一光刻處理，以形成沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)ロ ；以及 以經(jīng)第一光刻處理后的第一抗蝕劑層為掩模，通過(guò)第一蝕刻處理，將所述蝕刻阻擋層和所述硬掩模層形成為所述疊層結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求10所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括以下步驟 在形成所述柵極圖案之后，將所述柵極條的材料替換為金屬。
13.如權(quán)利要求11所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 第一光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 : I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至200nm的范圍內(nèi)；以及 第三光刻處理是線(xiàn)/間隔類(lèi)型的光刻處理，線(xiàn)與間隔之比在I : 5至5 : I的范圍內(nèi)，并且節(jié)距在20nm至2000nm的范圍內(nèi)。
14.如權(quán)利要求10所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干，通過(guò)第二光刻處理獲得的所述第二抗蝕劑區(qū)的形狀是正方形、長(zhǎng)方形、圓形和橢圓形之中的任ー種。
15.如權(quán)利要求11所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 第一蝕刻處理、第二蝕刻處理、第三蝕刻處理和第四蝕刻處理是干蝕刻處理。
16.如權(quán)利要求15所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 第一蝕刻處理中硬掩模層對(duì)蝕刻阻擋層的蝕刻選擇比與柵極材料層對(duì)硬掩模層的蝕刻選擇比都在I : 10至I : 50的范圍內(nèi)； 第二蝕刻處理中硬掩模條對(duì)蝕刻阻擋條的蝕刻選擇比在I : 2至I : 50的范圍內(nèi)； 第三蝕刻處理中蝕刻阻擋條對(duì)硬掩模條的蝕刻選擇比在I : 50至I : 200的范圍內(nèi)；以及 第四蝕刻處理中硬掩模條對(duì)柵極材料層的蝕刻選擇比在I : 10至I : 200的范圍內(nèi)。
17.如權(quán)利要求10所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 所述柵極材料層、所述硬掩模條和所述蝕刻阻擋條的材料分別為多晶硅、硅氧化物和硅氮化物。
18.如權(quán)利要求10所述的形成柵極圖案的方法，其特征在干， 所述跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙之間的柵極條數(shù)量為I至5。
19.一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置具有柵極圖案，所述柵極圖案包含沿第一方向相互平行的多個(gè)柵極條，各柵極條被間隙斷開(kāi)，所述間隙位于沿基本垂直于第一方向的第二方向相互平行的多個(gè)條帶區(qū)中，各條帶區(qū)中存在跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙，其特征在干， 在所述跨過(guò)所述柵極條而相鄰的所述間隙之間，在所述柵極條上形成有蝕刻阻擋條。
全文摘要
本發(fā)明涉及形成柵極圖案的方法及半導(dǎo)體裝置。柵極圖案包含多個(gè)沿第一方向相互平行的、被間隙斷開(kāi)的柵極條，間隙位于沿基本垂直于第一方向的第二方向相互平行的多個(gè)條帶區(qū)中，各條帶區(qū)中存在跨過(guò)柵極條而相鄰的間隙。該方法包括提供多個(gè)沿第一方向相互平行且連續(xù)延伸的、由柵極材料條和其上的蝕刻阻擋條構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)；通過(guò)第二光刻處理，在跨過(guò)柵極條而相鄰的將形成的間隙之間留下第二抗蝕劑區(qū)；通過(guò)第二蝕刻處理，選擇性去除蝕刻阻擋條；通過(guò)第三光刻處理，形成具有沿第二方向相互平行且連續(xù)延伸的多個(gè)開(kāi)口的第三抗蝕劑層；通過(guò)第三蝕刻處理，形成柵極圖案。本方法能具有較大的光刻工藝窗口，并能較好控制柵極圖案的形狀和尺寸等。
文檔編號(hào)G03F7/00GK102683191SQ20111006441
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者何其旸, 張翼英 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司