專利名稱：形成半導(dǎo)體器件的圖案的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及形成半導(dǎo)體器件的圖案的方法，更具體地說，涉及使用間隔物圖案化技術(shù)來形成例如NAND閃速存儲(chǔ)器件等半導(dǎo)體器件的圖案的方法。
背景技術(shù)：
近幾年，半導(dǎo)體技術(shù)得到了快速的發(fā)展以存儲(chǔ)不斷增加的信息量；快速地處理或
傳輸信息；以及構(gòu)造與21世紀(jì)信息通信社會(huì)符合的更簡單的信息通信網(wǎng)絡(luò)。 具體地說，由于例如計(jì)算機(jī)等信息媒介的快速普及，已經(jīng)就制造半導(dǎo)體器件的處
理設(shè)備或處理技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了研究。研究的目的在于，在不使電特性變差的情況下生產(chǎn)
容量更大且制造成本低的更小半導(dǎo)體部件。 在半導(dǎo)體器件中，隨著圖案的臨界尺寸變小，操作速度和器件性能得到提高。因此，隨著半導(dǎo)體器件變小，控制圖案的臨界尺寸是重要的。 然而，難以使用一次曝光工序來形成臨界尺寸小于40nm的線/距(L/S)圖案。這是由于在現(xiàn)有半導(dǎo)體器件圖案形成工序中使用的ArF曝光機(jī)具有分辨率極限。具體地說，難以使用高折射率流體和具有大數(shù)值孔徑的曝光機(jī)來形成小于30nm的L/S圖案。為了獲得更小尺寸的L/S圖案，已經(jīng)與曝光機(jī)和適用于該光源的抗蝕劑(resist) —同開發(fā)出具有短波長[例如，極端紫外(EUV)(13.4nm)]的曝光光源。然而，仍然不足趕上半導(dǎo)體器件的快速發(fā)展的制造工序的需求。 因此，提出了減小傳統(tǒng)曝光機(jī)的K1因子的方法來提高光刻法的分辨率并增加工序裕量。這使得具有改善的分辨率的雙重圖案化技術(shù)(double patterning technology)得到發(fā)展。 利用雙重曝光和蝕刻技術(shù)或者間隔物圖案化技術(shù)來執(zhí)行雙重圖案化技術(shù)。 雙重曝光和蝕刻技術(shù)包括正型方法和負(fù)型方法。正型方法包括形成節(jié)距為所需
圖案的節(jié)距兩倍的第一圖案；形成節(jié)距為所需圖案的節(jié)距兩倍的、在第一圖案之間布置的
第二圖案；以及使用第一圖案和第二圖案作為蝕刻掩模來形成所需圖案。負(fù)型方法包括
通過使用第一掩模工序來形成第一圖案；在第二掩模工序中蝕刻第一圖案以形成第二圖
案；以及在后續(xù)的蝕刻工序中使用第二圖案作為蝕刻掩模。 因?yàn)槭褂昧藘煞N掩模，所以與單個(gè)光刻工序相比，雙重曝光和蝕刻技術(shù)使得能夠形成分辨率更高的圖案。然而，雙重曝光和蝕刻技術(shù)需要一些附加工序，這會(huì)增加制造成本。此外，會(huì)由于覆蓋精度誤差而產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)不良。 間隔物圖案化技術(shù)是使用單個(gè)掩模工序的自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，從而避免產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)不良。間隔物圖案化技術(shù)可以利用正型方法或負(fù)型方法來執(zhí)行。 如圖1所示，正型方法包括在半導(dǎo)體基板1上形成基層3、第一掩模膜5、第二掩模膜7和第一光阻(photoresist,又稱為光刻膠或光致抗蝕劑)圖案8 ;使用第一光阻圖案8作為蝕刻掩模來蝕刻第二掩模膜7以形成第二掩模圖案7-1 ;在第二掩模圖案7-1的側(cè)壁上形成間隔物9 ;移除第二掩模圖案7-1以形成間隔物圖案9-1 ;以及使用間隔物圖案9-1作為蝕刻掩模來蝕刻第一掩模膜5以形成第一掩模圖案5-1。 然而，間隔物圖案化技術(shù)需要如下附加工序形成間隔物圖案；形成用于連接觸點(diǎn)的接墊圖案；以及在蝕刻下面的掩模膜之前執(zhí)行切割掩模工序以將間隔物圖案的線端區(qū)域間隔開。這使得間隔物圖案化技術(shù)的工序步驟變得復(fù)雜。此外，由于將非對(duì)稱間隔物圖案用作蝕刻掩模，因此在不同芯片位置上的蝕刻工序條件發(fā)生改變，因而控制下面的基層圖案的臨界尺寸是不容易的。 圖2a至圖2h是示出用傳統(tǒng)間隔物圖案化技術(shù)形成閃速存儲(chǔ)器件的控制柵極圖案的傳統(tǒng)方法。 參照?qǐng)D2a，在包括器件隔離膜(ISO)的基板(未示出)上形成基層ll?；鶎觢l包括介電膜(未示出)(例如、氧化物膜-氮化物膜-氧化物膜)、柵極多晶硅層(未示出)、鎢導(dǎo)電層(未示出)、覆蓋氧化物膜(未示出)和柵極掩模膜(未示出)。
在基層11上依次地沉積多晶硅層13、氮化物膜15(即，第一掩模膜)、氧化物膜17(S卩，第二掩模膜)和多晶硅層19(S卩，第三掩模膜)。 在多晶硅層19上涂覆抗反射膜(未示出)和光阻膜(未示出)。對(duì)光阻膜執(zhí)行第一光刻工序以形成第一光阻圖案21。 參照?qǐng)D2b，使用第一光阻圖案21作為蝕刻掩模來蝕刻抗反射膜(未示出)和多晶硅層19以形成抗反射膜圖案(未示出)和多晶硅層圖案(未示出)。使用第一光阻圖案21、抗反射圖案(未示出)和多晶硅圖案(未示出)作為蝕刻掩模來蝕刻用作第二掩模膜的氧化物膜17，從而獲得氧化物圖案17-1。 參照?qǐng)D2c，在包括氧化物圖案17-1的基板上沉積多晶硅膜(未示出)。蝕刻該多晶硅膜(未示出)以在氧化物圖案17-1的側(cè)壁上形成間隔物23。 參照?qǐng)D2d，移除氧化物圖案17-1而形成間隔物圖案23-1。從平面圖來看，間隔物圖案23-1具有連接成"c "形狀的端部(參照?qǐng)D2e(B))。 參照?qǐng)D2e，在包括間隔物圖案23-l的所得結(jié)構(gòu)上涂覆抗反射膜(未示出)和第二光阻膜(未示出)。對(duì)抗反射膜和第二光阻膜執(zhí)行第二光刻工序以形成抗反射膜圖案(未示出)和第二光阻圖案25。第二光阻圖案25將用于形成接墊圖案。如圖2e(B)所示，在間隔物圖案23-l的周圍區(qū)域中形成第二光阻圖案25。間隔物圖案可以用于制造源極選擇線(SSL)、漏極選擇線(DSL)或互連電路。 在形成用于接墊圖案的第二光阻圖案25時(shí)， 一起形成SSL(未示出)和DSL(未示出)。SSL和DSL用于接通溝道。 對(duì)于普通NAND閃速存儲(chǔ)器件的控制柵極，選擇晶體管布置在16或32字線(串或單元)的兩端。SSL通過金屬線連接至源極觸點(diǎn)，而DSL通過金屬線連接至漏極觸點(diǎn)。SSL和DSL的臨界尺寸大于由間隔物的厚度決定的字線的臨界尺寸。由于SSL和DSL布置在字線的兩端，因此散焦在邊緣處惡化從而使虛像(aerial image)的質(zhì)量降低(即，與字線相比，焦深裕量是不夠的)。因此，SSL或DSL的線可以在形成用于接墊圖案的第二光阻圖案時(shí)形成并連接。 參照?qǐng)D2f，使用間隔物圖案23-1、第二光阻圖案25和用于SSL或DSL的光阻圖案(未示出)作為蝕刻掩模來蝕刻多晶硅層13和氮化物膜15(即，第一掩模膜)直到露出基層11為止。從而獲得了用于第一字線和接墊圖案的掩模圖案，該掩模圖案包括多晶硅圖案
513-1和第一掩模氮化物圖案15-1的疊層圖案。用于第一字線的掩模圖案具有連接成與間隔物圖案形狀對(duì)應(yīng)的"C "形狀的端部。 參照?qǐng)D2g，在包括用于第一字線的掩模圖案和用于接墊圖案的掩模圖案(未示
出)在內(nèi)的基板上涂覆第三光阻膜。執(zhí)行第三光刻工序來形成第三光阻圖案27，如圖2g(B)
所示，該第三光阻圖案27使用于第一字線的掩模圖案的"c "形端部露出。 參照?qǐng)D2h，使用第三光阻圖案27作為蝕刻掩模將用于第一字線的掩模圖案的
"C "形端部蝕刻掉，從而獲得用于第二字線的掩模圖案，所得的掩模圖案包括間隔開的多晶硅圖案13-2和第一掩模氮化物圖案15-2。 使用用于第二字線的掩模圖案和用于接墊圖案的掩模圖案作為蝕刻掩模來蝕刻下面的基層ll，從而形成NAND閃速存儲(chǔ)器的控制柵極圖案。 同時(shí)，在該傳統(tǒng)工序中，由于間隔物圖案具有大縱橫比的結(jié)構(gòu)問題而難以在周圍區(qū)域形成接墊圖案。例如，如圖3a所示，為了形成用于接墊圖案的光阻圖案25，在包括間隔物圖案23-1的基板上涂覆抗反射膜16，并且在抗反射膜16上涂覆光阻膜(未示出)。將光阻膜和抗反射膜16圖案化。然而，由于間隔物圖案具有大縱橫比的結(jié)構(gòu)，因此在基板上涂覆的抗反射膜的厚度不一致。即，當(dāng)在基板上涂覆厚度為大約430A的抗反射膜時(shí)，在不存在間隔物圖案的區(qū)域中，例如在期望形成P/R圖案的區(qū)域中，形成厚度為430A的一致抗反射膜，同時(shí)在間隔物圖案之間的空間中充填厚度為大約800A的抗反射膜。因此，傳統(tǒng)工序需要如下附加步驟即，使用光阻圖案25作為蝕刻圖案來蝕刻抗反射膜16。這需要較厚地形成用作蝕刻掩模的光阻圖案25，這使得工序步驟變復(fù)雜并且使得難以保證工序裕量。此外，間隔物圖案可能被用于蝕刻工序的氫氟烴(HFC)蝕刻氣體破壞，并形成扭曲的間隔物圖案(23-1)，上述蝕刻工序用于移除充填在間隔物圖案之間的抗反射膜。難以使用這種扭曲的間隔物圖案(23-1)作為蝕刻掩模來獲得所需基層圖案。 如圖3b所示，如果不執(zhí)行在第二光阻膜的底部涂覆抗反射膜的工序，則會(huì)在第二光刻工序期間通過曝光光源在基板上的反射而在第二光阻圖案中產(chǎn)生凹口。因此，第二光阻圖案具有劣化的輪廓。此外，在間隔物圖案之間產(chǎn)生光阻浮渣，從而不能適當(dāng)?shù)貓?zhí)行后續(xù)工序并且由于基板與光阻膜之間的粘附缺陷而將光阻圖案提起。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例旨在提供一種形成半導(dǎo)體器件的圖案的方法，該方法包括在包括間隔物圖案的基板上涂覆可溶解于堿性顯影溶液中的抗反射膜；涂覆光阻膜；以及執(zhí)行曝光和顯影工序來將所述抗反射膜和所述光阻膜圖案化，從而防止出現(xiàn)如下現(xiàn)象所述光阻圖案的輪廓劣化、所述光阻圖案被提起、以及殘留于所述間隔物圖案之間的光阻產(chǎn)生浮渣。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種形成半導(dǎo)體器件的圖案的方法包括提供具有單元區(qū)域和周圍電路區(qū)域的基板，所述基板具有覆蓋所述單元區(qū)域和所述周圍電路區(qū)域的基層；在所述基層上形成第一掩模膜并且在所述第一掩模膜上形成第二掩模膜；將所述第二掩模膜圖案化以在所述單元區(qū)域的第一掩模膜上形成第二掩模圖案；在所述第二掩模圖案的側(cè)壁上形成間隔物；移除所述第二掩模圖案；在所述單元區(qū)域和所述周圍電路區(qū)域上涂覆抗反射膜，所述抗反射膜是使用可溶解于堿性顯影溶液的材料形成的；在所述間隔物和
6所述抗反射膜上形成光阻膜；蝕刻所述抗反射膜和所述光阻膜以在所述周圍電路區(qū)域上形
成包括抗反射圖案和光阻圖案的疊層圖案；以及使用所述單元區(qū)域的間隔物和所述周圍電
路區(qū)域的疊層圖案作為蝕刻掩模來蝕刻所述第一掩模膜，以在所述單元區(qū)域上形成用于字
線的第一掩模膜圖案并且在所述周圍電路區(qū)域上形成用于接墊圖案的第一掩模膜圖案。 使用在暴露于光時(shí)產(chǎn)生酸的材料來形成所述光阻膜。 優(yōu)選的是，所述第二掩模圖案的節(jié)距是器件節(jié)距的兩倍。 移除所述第二掩模圖案的步驟包括執(zhí)行使用氫氟酸(HF)的濕式工序。 在堿性顯影溶液中是水溶性的抗反射膜可以用于改善所述光阻膜在所述基板上
的粘附力。此外，通過調(diào)節(jié)基板在形成光阻圖案的曝光工序的對(duì)應(yīng)波長下的反射率，所述抗
反射膜防止光阻圖案受到如下?lián)p害，例如波動(dòng)波長現(xiàn)象(waving wave phenomenon)或凹口
現(xiàn)象(notching phenomenon)。 用以下步驟形成抗反射膜(i)在所述基板上旋涂包含用于抗反射膜的聚合物、交聯(lián)劑和有機(jī)溶劑的抗反射組合物；以及(ii)烘焙所述抗反射組合物來形成固化的抗反射膜。 用于抗反射膜的聚合物包括選自如下群組的一種或多種化合物，該群組包括具有羥基基團(tuán)的丙烯酸酯類聚合物、具有羧基基團(tuán)的甲基丙烯酸酯類聚合物和具有羧基基團(tuán)的降冰片烯類聚合物，從而在存在酸的情況下使交聯(lián)斷裂。交聯(lián)劑包括選自如下群組的一種或多種化合物，該群組包括丙烯醛二甲縮醛、丙烯醛二乙縮醛和三聚氰胺。有機(jī)溶劑可以是選自如下群組的一種或多種化合物，該群組包括丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、乳酸乙酯、環(huán)己酮、Y-丁內(nèi)酯、正丁醇、2-丁醇、l-戊醇和2-戊醇。
當(dāng)溶劑在烘焙工序中將蒸發(fā)時(shí)，在所述抗反射組合物中的聚合物之間形成交聯(lián)鍵從而將所述抗反射膜固化。在10(TC 25(TC的溫度下執(zhí)行用于使所述抗反射膜固化的所述烘焙工序。 固化的抗反射膜不溶解于邊緣快速去除(EBR)溶液或光阻溶液但可以溶解于用于光阻的堿性顯影溶液中。所述抗反射膜形成為其厚度是整個(gè)光阻圖案厚度的10% 30%。此外，在與間隔物圖案的密度低的邊緣區(qū)域相比間隔物圖案更密集的中心區(qū)域中，抗反射膜涂覆得更厚。 對(duì)所述抗反射膜和所述第一光阻膜執(zhí)行的光刻工序包括使用諸如KrF、ArF和EUV等光源執(zhí)行的曝光工序；以及使用堿性水溶液執(zhí)行的顯影工序。優(yōu)選的是，曝光工序可以利用曝光能量為100mJ/cm2的ArF浸沒式掃描器來執(zhí)行。 具體地說，在顯影工序中所述抗反射膜和所述光阻膜溶解于堿性水溶液中。
優(yōu)選的是，在用于將所述光阻膜圖案化的曝光工序中，由所述光阻膜產(chǎn)生的酸使所述抗反射膜的內(nèi)交聯(lián)鍵斷開。因此，由于所述抗反射膜具有可以溶解于顯影溶液的物理特性，因此在用于光阻圖案化的顯影工序中將所述抗反射膜顯影并移除。因此，與傳統(tǒng)方法不同，未執(zhí)行用于移除所述抗反射膜的附加蝕刻工序。布置在未曝光的光阻圖案的下部的抗反射膜未被移除而是被保留下來。 在涂覆所述抗反射膜之前或之后的工序是利用傳統(tǒng)間隔物圖案化技術(shù)來執(zhí)行的。
如上所述，本發(fā)明的方法包括在涂覆用于形成接墊圖案的光阻膜之前涂覆在堿性顯影溶液中是水溶性的抗反射膜；以及將所述抗反射膜和所述光阻膜圖案化以在未曝光的光阻圖案的下部形成所述抗反射膜，從而改善所述光阻圖案在所述基板上的粘附特性并且防止所述光阻圖案產(chǎn)生提起現(xiàn)象。 此外，由于使用在堿性顯影溶液中是水溶性的抗反射膜，所以不需要用于移除抗反射膜的附加蝕刻工序，從而簡化了工序步驟并且避免損壞間隔物圖案和光阻圖案。此外，由于在光阻膜的下部布置所述抗反射膜，所以可以防止在不使用所述抗反射膜時(shí)將會(huì)出現(xiàn)的光阻圖案產(chǎn)生凹口的現(xiàn)象，并且在間隔物圖案之間的空間中不殘留光阻浮渣。因此，本發(fā)明的方法可以保證工序裕量，從而獲得可靠的半導(dǎo)體器件。


圖1是示出傳統(tǒng)間隔物圖案化工序的視圖。 圖2a至圖2h是示出用于形成半導(dǎo)體器件的圖案的傳統(tǒng)方法的視圖，該方法包括傳統(tǒng)間隔物圖案化工序。 圖3a示出在傳統(tǒng)間隔物圖案化工序中施加抗反射膜時(shí)的剖視圖。 圖3b示出在傳統(tǒng)間隔物圖案化工序不施加抗反射膜時(shí)的剖視圖。 圖4a至圖4j是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體的圖案的方法的視圖。 圖5示出用傳統(tǒng)方法和根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法獲得的圖案的輪廓照片。
具體實(shí)施例方式
圖4a至圖4j是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體的圖案的方法的視圖。
參照?qǐng)D4a，在基板上形成基層111?；蹇梢园ǜ綦x膜(IS0)(未示出)，并且基層lll可以包括介電膜(未示出)[例如，氧化物膜-氮化物膜-氧化物膜(0N0)]、柵極多晶硅層(未示出)、鎢導(dǎo)電層(未示出)、覆蓋氧化物膜(未示出)和柵極掩模膜(未示出)。 在基層上依次地沉積多晶硅層113、第一氮化物膜115(即，第一掩模膜)、氧化物膜117(即，第二掩模膜)和第三掩模膜119。 用硅酸四乙酯(TE0S)形成氧化物膜117。由于在間隔物圖案化工序中氧化物膜117決定了間隔物高度，因此需要氧化物膜具有給定高度，該高度在大約1000A至2000A
的范圍內(nèi)。 對(duì)于第三掩模膜119，在使用光阻圖案作為蝕刻掩模來蝕刻氧化物膜117時(shí)，可以將多晶硅層用作第三掩模膜119以保證蝕刻選擇性。 在第三掩模膜119上涂覆有機(jī)抗反射膜(未示出)和光阻膜(未示出)后，對(duì)光阻膜執(zhí)行第一光刻工序來形成第一光阻圖案121。 第一光阻圖案形成為其節(jié)距是器件節(jié)距的兩倍。對(duì)于40nm半導(dǎo)體器件，在不考慮蝕刻偏差(etching bias)時(shí)，光阻圖案的線條區(qū)域的寬度是40nm，而間距區(qū)域的寬度是120nm，線/距比為1:3。 參照?qǐng)D4b，使用第一光阻圖案121作為蝕刻掩模來蝕刻抗反射膜(未示出)和第三掩模膜119，以形成抗反射膜圖案(未示出)和第三掩模圖案(未示出)。使用第一光阻圖案121、抗反射圖案(未示出)和第三掩模圖案(未示出)作為蝕刻掩模來蝕刻氧化物膜117以形成氧化物膜圖案117-1。
8
參照?qǐng)D4c，在包括氧化物膜圖案117-1的基板上沉積多晶硅膜(未示出)，并且蝕 刻該多晶硅膜以在氧化物膜圖案117-1的側(cè)壁上形成間隔物123。 參照?qǐng)D4d，通過使用HF溶液的濕式蝕刻工序來移除氧化物膜圖案117-1。由此 獲得間隔物圖案123-1。間隔物圖案123-1具有將相鄰兩個(gè)間隔物圖案連接起來的連接成 ";"形狀的端部。第一氮化物膜115由于其耐HF腐蝕而在蝕刻工序期間不受破壞。
參照?qǐng)D4e和圖4f，在包括間隔物圖案123-1的基板上涂覆可顯影的抗反射膜124 和第二光阻膜(未示出)。抗反射膜在顯影溶液中是水溶性的。 在堿性溶液中是水溶性的任何抗反射膜可以用于改善光阻膜在基板上的粘附力。
具體地說，通過以下步驟形成抗反射膜124 : (i)將抗反射組合物旋涂在基板上； 以及(ii)烘焙抗反射組合物以形成固化的抗反射膜。抗反射組合物可以包含用于抗反射 膜的聚合物、交聯(lián)劑、和有機(jī)溶劑。 用于抗反射膜124的聚合物包括具有羧基基團(tuán)的丙烯酸酯類聚合物、具有羧基 基團(tuán)的甲基丙烯酸酯類聚合物、具有羧基基團(tuán)的降冰片烯類聚合物、或它們的混合物。交聯(lián) 劑包括丙烯醛二甲縮醛、丙烯醛二乙縮醛、三聚氰胺、或它們的混合物。有機(jī)溶劑可以包 括丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、乳酸乙酯、環(huán)己酮、Y-丁內(nèi)酯、正丁 醇、2- 丁醇、1-戊醇、2-戊醇、或它們的混合物。 在10(TC 25(TC的溫度下執(zhí)行烘焙工序?？狗瓷淠?24形成為其厚度是整個(gè)光 阻圖案厚度的10% 30%。 在與間隔物圖案的密度低的區(qū)域(例如，邊緣區(qū)域)相比間隔物圖案更密集的區(qū) 域中，抗反射膜124涂覆得更厚。在后續(xù)烘焙工序中溶劑將蒸發(fā)時(shí)，在抗反射組合物中的聚 合物之間形成交聯(lián)鍵從而將抗反射膜固化。因此，固化的抗反射膜不溶解于邊緣快速去除 (EdgeBead Removal, EBR)溶液或光阻溶液。 參照?qǐng)D4g(A')，對(duì)第一光阻膜125執(zhí)行第二光刻工序以形成包括抗反射圖案 124-1和第二光阻圖案125-1的疊層圖案(用作用于形成接墊圖案的蝕刻掩模)。如圖 4g(B')所示，該疊層圖案形成于間隔物圖案123-1的周圍區(qū)域中。與形成接墊掩模同時(shí)地 形成用于SSL和DSL的光阻圖案(未示出)。 光刻工序包括使用諸如KrF、 ArF和EUV等光源執(zhí)行的曝光工序。例如，光刻工序 可以利用曝光能量為100mJ/ci^的ArF浸沒式掃描器(ArF immersion scanner)、以及使用 堿性水溶液執(zhí)行的顯影工序。 在光阻膜圖案化曝光工序中，固化的抗反射膜中的交聯(lián)聚合物與光阻膜所產(chǎn)生的 酸反應(yīng)。這使得交聯(lián)鍵在烘焙工序中斷裂，從而可以使抗反射膜溶解在顯影溶液中。已曝 光的光阻圖案在后續(xù)(光阻圖案)顯影工序中被移除。布置在光阻圖案的下部的未曝光的 抗反射膜未被移除。 參照?qǐng)D4h，使用間隔物圖案123-1以及包括抗反射圖案124-1和光阻圖案125_1 的疊層圖案作為蝕刻掩模來蝕刻多晶硅層113和氮化物膜115( S卩，第一掩模膜)直到露出 基層111為止。這形成了用于接墊圖案的掩模圖案和用于字線的第一掩模圖案，包括由多 晶硅圖案113-1和第一掩模氮化物圖案115-1形成的疊層圖案。用于字線的第一掩模圖案 具有這樣的端部該端部形成為與間隔物圖案的形狀對(duì)應(yīng)的"C "形狀。
參照?qǐng)D4i，在包括用于字線的第一掩模圖案和用于接墊圖案的掩模圖案在內(nèi)的基板上涂覆第三光阻膜(未示出)。對(duì)第三光阻膜執(zhí)行第三光刻工序以形成第三光阻圖案 127。如圖4i(B')所示，第三光阻圖案127未覆蓋用于字線的圖案的"c"形端部。
參照?qǐng)D4j，使用第三光阻圖案127作為蝕刻掩模來蝕刻用于字線的圖案的"匚" 形端部，從而獲得用于字線的第二掩模圖案，該掩模圖案包括端部與相鄰的第二掩模圖案 間隔開的多晶硅圖案113-2和第一掩模氮化物圖案115-2。 使用包括CF4和CHF3的氫氟烴氣體來執(zhí)行蝕刻用于字線的第一掩模圖案的端部的 步驟。 使用用于字線的第二掩模圖案和用于接墊圖案的掩模圖案來蝕刻下面的基層 lll，從而獲得NAND閃速存儲(chǔ)器件的控制柵極圖案。 如上所述，本發(fā)明的方法使得能夠形成用于具有良好輪廓的接墊圖案的光阻圖案。 同時(shí)，使用本發(fā)明的可顯影的抗反射膜211通過光刻工序獲得的光阻圖案212的 焦深(D0F)值與使用傳統(tǒng)抗反射膜201通過光刻工序獲得的光阻圖案202的焦深值相似。 此外，與使用傳統(tǒng)抗反射膜的光刻工序相比，當(dāng)使用本發(fā)明的可顯影的抗反射膜211通過 光刻工序來形成光阻圖案212時(shí)，圖案的線寬粗糙度(LWR)改善大約25%。此處，200和 210是基層(參見圖5)。因此，在形成2X100nm NAND閃速存儲(chǔ)器件的SSL或DSL時(shí)，可以 將可顯影的抗反射膜用于光刻工序。 本發(fā)明的上述實(shí)施例是示例性的而非限制性的。各種替代及等同的方式都是可行 的。本發(fā)明并不限于本文所述的沉積、蝕刻、拋光和圖案化步驟的類型。本發(fā)明也不限于任 何特定類型的半導(dǎo)體器件。舉例來說，本發(fā)明可以用于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)(DRAM)器件或非 易失性存儲(chǔ)器件。對(duì)本發(fā)明內(nèi)容所作的其它增加、刪減或修改是顯而易見的并且落入所附 權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。 本申請(qǐng)要求2008年11月3日提交的韓國專利申請(qǐng)No. 10-2008-108450的優(yōu)先權(quán)， 該韓國專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。
權(quán)利要求
一種形成半導(dǎo)體器件的圖案的方法，包括提供具有單元區(qū)域和周圍電路區(qū)域的基板，所述基板具有覆蓋所述單元區(qū)域和所述周圍電路區(qū)域的基層；在所述基層上形成第一掩模膜并且在所述第一掩模膜上形成第二掩模膜；將所述第二掩模膜圖案化以在所述單元區(qū)域的第一掩模膜上形成第二掩模圖案；在所述第二掩模圖案的側(cè)壁上形成間隔物；移除所述第二掩模圖案；在所述單元區(qū)域和所述周圍電路區(qū)域上涂覆抗反射膜；在所述間隔物和所述抗反射膜上形成光阻膜；將所述抗反射膜和所述光阻膜圖案化，以在所述周圍電路區(qū)域上形成包括抗反射圖案和光阻圖案的疊層圖案；以及使用所述單元區(qū)域的間隔物和所述周圍電路區(qū)域的疊層圖案作為蝕刻掩模來蝕刻所述第一掩模膜，以在所述單元區(qū)域上形成用于字線的第一掩模膜圖案并且在所述周圍電路區(qū)域上形成用于接墊圖案的第一掩模膜圖案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中， 所述抗反射膜由可溶解于堿性顯影溶液的材料形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中， 所述光阻膜由在暴露于光時(shí)產(chǎn)生酸的材料形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中， 所述第二掩模圖案的節(jié)距是器件節(jié)距的兩倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，移除所述第二掩模圖案的步驟包括執(zhí)行使用氫氟酸(HF)的濕式工序。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述抗反射膜由包含用于抗反射膜的聚合物、交聯(lián)劑和有機(jī)溶劑的抗反射組合物形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述用于抗反射膜的聚合物包括選自如下群組的一種或多種化合物，該群組包括具 有羥基基團(tuán)的丙烯酸酯類聚合物、具有羧基基團(tuán)的甲基丙烯酸酯類聚合物和具有羧基基團(tuán) 的降冰片烯類聚合物，從而在存在酸的情況下使交聯(lián)斷裂。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述交聯(lián)劑包括選自如下群組的一種或多種化合物，該群組包括丙烯醛二甲縮醛、丙 烯醛二乙縮醛和三聚氰胺。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述有機(jī)溶劑包括選自如下群組的一種或多種物質(zhì)，該群組包括丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、乳酸乙酯、環(huán)己酮、Y _ 丁內(nèi)酯、正丁醇、2_ 丁醇、1-戊醇和 2-戊醇。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中， 所述抗反射膜不溶解于晶片邊緣快速去除溶液和光阻溶液。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，將所述抗反射膜和所述光阻膜圖案化的步驟包括用光源將所述光阻膜曝光；以及用 堿性水溶液將所述光阻膜顯影。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中，在所述顯影工序中，所述抗反射膜和所述光阻膜溶解于所述堿性水溶液中。
13. —種形成半導(dǎo)體器件的圖案的方法，包括 提供基板；以及使用雙重曝光和蝕刻技術(shù)在所述基板上形成字線圖案；其中，所述雙重曝光和蝕刻技術(shù)包括使用包含用于抗反射膜的聚合物、交聯(lián)劑和有機(jī)溶劑 的抗反射組合物來執(zhí)行的抗反射涂覆工序。
14. 一種形成半導(dǎo)體器件的圖案的方法，包括提供具有單元區(qū)域和周圍區(qū)域的基板，所述基板具有覆蓋所述單元區(qū)域和所述周圍區(qū) 域的基層；在覆蓋所述基層的單元區(qū)域中形成多個(gè)間隔物； 在所述單元區(qū)域和所述周圍區(qū)域上形成抗反射膜； 在所述間隔物和所述抗反射膜上形成光阻膜；以及將所述抗反射膜和所述光阻膜圖案化，以在所述周圍區(qū)域上形成包括抗反射膜圖案和 光阻圖案的疊層圖案；其中，所述間隔物用于在所述單元區(qū)域中形成字線，并且所述疊層圖案用于在所述周圍區(qū)域 中形成接墊圖案。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述抗反射膜由包含用于抗反射膜的聚合物、交聯(lián)劑和有機(jī)溶劑的抗反射組合物形成。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述用于抗反射膜的聚合物包括選自如下群組的一種或多種化合物，該群組包括具 有羥基基團(tuán)的丙烯酸酯類聚合物、具有羧基基團(tuán)的甲基丙烯酸酯類聚合物和具有羧基基團(tuán) 的降冰片烯類聚合物，從而在存在酸的情況下使交聯(lián)斷裂。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述交聯(lián)劑包括選自如下群組的一種或多種化合物，該群組包括丙烯醛二甲縮醛、丙 烯醛二乙縮醛和三聚氰胺。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中， 所述間隔物在設(shè)置于所述基層上方的掩模膜上形成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種形成半導(dǎo)體器件的圖案的方法，具體地公開了使用間隔物圖案化工序形成半導(dǎo)體器件的圖案的方法，該方法包括在包括間隔物圖案的基板上涂覆可顯影的抗反射膜；在抗反射膜上涂覆光阻膜；以及利用曝光和顯影工序?qū)⒖狗瓷淠ず凸庾枘D案化以形成蝕刻掩模圖案。蝕刻掩模圖案具有良好的輪廓。當(dāng)使用蝕刻掩模圖案蝕刻下面的基層時(shí)，可以保證足夠的蝕刻裕量，從而獲得可靠的半導(dǎo)體器件。
文檔編號(hào)H01L21/82GK101728324SQ20091015009
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者李基領(lǐng) 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司