[发明专利]中间掩模对准技术

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的形成。

背景技术

在半导体晶片处理过程中，使用公知的图案化和蚀刻处理将半导体器件的特征限定在晶片上。在这些处理中，光刻胶(PR)材料沉积在晶片上，而后暴露于被中间掩模过滤的光中。中间掩模一般为玻璃板，其图案化有代表性的特征几何形状，该特征几何形状阻止光穿透该中间掩模。

通过中间掩模后，光接触光刻胶材料的表面。该光改变光刻胶材料的化学组成，使得显影剂可去除光刻胶材料的一部分。在正光刻胶材料的情况下，曝光的区域被去除，而在负光刻胶材料的情况下，未曝光区域被去除。其后，晶片被蚀刻以从不再被光刻胶材料保护的区域去除在下面的材料，并由此在晶片上限定需要的特征。

已知有多代光刻胶。深紫外(DUV)光刻胶用248nm光曝光。为便于理解，图1A是在基片104上的层108的示意性横截面视图，在将被蚀刻的层108上的ARL(抗反射层)110上图案化的光刻胶层112，形成堆100。光刻胶图案具有临界尺寸(CD)，其可以是最小特征的宽度116。由于依赖于波长的光学特性，由较长波长光曝光的光刻胶具有较大的理论最小临界尺寸。

然后可穿过光刻胶图案蚀刻特征120，如图1B所示。理想地，特征的CD(该特征的宽度)等于光刻胶112中特征的CD 116。实际上，由于光刻胶的磨蚀化(faceting)、腐蚀或者钻蚀(undercutting)，特征的CD 116会大于光刻胶112的CD。该特征也可被锥化，这种情况下该特征的CD至少与该光刻胶的CD一样大，但是这种情况下该特征逐渐变小而在接近该特征底部具有较小的宽度。这样的锥化可能提供不可靠的特征。

为了提供具有较小CD的特征，正追求使用较短波长光形成的特征。193nm光刻胶用193nm光曝光。使用相移中间掩模和其他技术，使用193nm光刻胶可形成90-100nmCD的光刻胶图案。这可提供具有90-100nmCD的特征。157nm光刻胶用157nm光曝光。使用相移中间掩模和其它技术可形成亚90nm CD光刻胶图案。这可提供具有亚90nm CD的特征。

使用较短波长光刻胶会比使用较长波长光刻胶出现额外的问题。为了获得接近理论极限的CD，光刻装置应当更加精确，其需要更贵的光刻设备。目前193nm和157nm光刻胶可能没有像较长波长光刻胶一样高的选择性，并且可更容易在等离子体蚀刻条件下变形。

在导电层的蚀刻中，如在存储器器件的形成中，需要增加器件密度而不降低性能。

图2A是按照现有技术当线间的间距太近时，用于生成导线的图案化光刻胶层的横截面视图。在基片204(例如晶片)上，可设置阻挡层206。在阻挡层206上，形成介电层208，如金属层或多晶硅层。在介电层208上，形成抗反射层，如DARC层。图案化的光刻胶层212a形成在该ARL之上。在这个例子中，图案化光刻胶线214a具有定义为线宽度“L”的宽度，如图所示。间距222具有宽度“S”，如图所示。节距长度“P”定义为线宽度和间距宽度的和P＝L+S，如图所示。需要降低该节距长度。

降低节距长度的一种方法是降低间距宽度。图2B是根据现有技术当线之间的间距太近时，用于产生导电或介电沟槽线的图案化光刻胶层的横截面视图。在基片204(如晶片)上，可设置阻挡层206。在阻挡层206上，形成导电或介电层208，如金属层，多晶硅层，或介电层。在层208上，形成抗反射层，如DARC层。在该ARL上，形成图案化的光刻胶层212。在这个例子中，图案化光刻胶层212b形成图案化的线214b，带有在图案化线241b之间的间距内形成的光刻胶残余物218。光刻胶残余物218的存在是由图案化线214b之间间距太小而导致的，因为从小间距去除残余物更困难。这会限制可提供的导线的密度。

发明内容

为了实现前述和依照本发明的目的，提供一种用于对准中间掩模的方法。形成带有第一对准网格的第一图案化层。侧壁层在该第一图案化层上形成以执行第一收缩。收缩后的该第一对准网格被蚀刻入蚀刻层以形成蚀刻的第一对准网格。去除该图案化层。测量在该蚀刻的第一对准网格上对准的第二对准网格的光学图案。该光学图案用于确定该第二对准网格是否在该蚀刻的第一对准网格上被对准。