[发明专利]形成半导体器件的精细图案的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体存储器件的制造方法，更具体地，涉及在半导体器件中形成精细图案的方法。

背景技术

根据形成半导体器件精细图案的一般方法，在半导体基板上形成基层。基层可以为绝缘层、多晶硅层或金属层。将光阻膜涂覆在基层上。用曝光掩模将光阻膜曝光和显影以形成光阻膜图案。光阻膜图案以现有光刻法所能形成的最小间距与最小线宽形成。在线/空(line/space)图案中，最小间距包含具有等宽度(1F)的图案和空区。使用光阻膜图案作为蚀刻掩模蚀刻基层，以形成基层图案。除去光阻膜图案以形成精细的基层图案。

然而，由于现有光刻法中的分辨率限制，很难在半导体器件中获得高的集成度。因此，有需要开发不用太多成本即可克服分辨率限制的设备。

发明内容

本发明的各种实施例旨在提供一种使用双曝光技术形成精细图案的改良的方法。

根据本发明的实施例，一种形成半导体器件精细图案的方法包括下列步骤：在包含基层的半导体基板上形成第一光阻膜图案；将第一光阻膜图案曝光，以从第一光阻膜图案产生酸；将第一光阻膜图案漂白以中和该酸；以及在第一光阻膜图案之间形成第二光阻膜图案。

第一光阻膜图案的曝光工序采用范围从约30毫焦耳/平方厘米(mJ/cm²)至约200mJ/cm²的曝光能量进行，曝光能量的优选范围是从约80mJ/cm²至约120mJ/cm²。第一光阻膜图案的漂白工序使用碱性物质进行，该碱性物质选自由三乙胺、六甲基二硅烷(HMDS)、氨、甲胺及其组合所组成的群组。漂白可以工序通过湿式法进行。湿式漂白工序包括：将包含第一光阻膜图案的半导体基板在漂白溶液中沉淀50～70秒，然后将半导体基板旋转脱水。漂白可以工序通过干式法进行。干式漂白工序在60℃或更低的温度下将漂白物质喷洒在半导体基板上而进行。形成第二光阻膜图案的步骤包括：将第二光阻膜涂覆于包含第一光阻膜图案的半导体基板上，然后用第二曝光掩模将第二光阻膜曝光和显影，以在第一光阻图案之间形成第二光阻膜图案。第二光阻膜包含C₄-C₈醇作为溶剂。该溶剂选自由下列物质所组成的群组，这些物质包括：1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1，2-二甲基-1-丙醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、2-甲基-戊醇、3-甲基戊醇、4-甲基戊醇、1，3-二甲基丁醇、1，2-二甲基丁醇、庚醇、辛醇及其组合。第二曝光掩模与用来形成第一光阻膜图案的第一曝光掩模相同，或是另外的曝光掩模。第一光阻膜图案或第二光阻膜图案的间距是“a”，而第一光阻膜图案与第二光阻膜图案之间的间距是“a/2”。此外，硬掩模层和抗反射膜形成于第一光阻膜图案与半导体基板之间的界面处。

在一个实施例中，一种形成半导体器件图案的方法包括：提供包含基层的半导体基板；在基层上形成第一光阻图案；将第一光阻图案曝光，以从第一光阻图案产生酸；将第一光阻图案漂白以使第一光阻图案对曝光无反应；在基层与对曝光无反应的第一光阻图案上形成第二光阻膜；以及将第二光阻膜曝光以形成第二光阻图案，从而在基层上产生第一光阻图案和第二光阻图案。基层可以为基板或设置在基板上的层。

在另一个实施例中，一种在基板上形成图案的方法包括：提供包含基层的基板；在基层上形成第一图案，第一图案构造成在曝光时起化学反应，第一图案具有多个带有间距的第一结构；将第一图案转化成在曝光时不起化学反应的第二图案，第二图案具有多个第二结构，第二结构具有与第一结构相同的间距；在第二图案与基层上形成膜，该膜构造成在曝光时起化学反应；将该膜曝光以形成具有多个带有间距的第三结构的第三图案，从而在基层上产生第二图案和第三图案；以及将第二图案和第三图案转移到基层上。

在另一个实施例中，第二结构和第三结构以交替排列方式提供。第一图案和第二图案是光阻图案，而第二图案是已经被漂白成对曝光无反应的第一图案。基层是基板或该基板上的层。第一结构、第二结构和第三结构具有基本上相同的间距。

附图说明

图1a至le是横截面图，示出根据本发明实施例的在半导体器件中形成精细图案的方法。

具体实施方式

本发明涉及一种在半导体器件中形成精细图案的方法。通过利用两个单独的光刻工序制造一个掩模而产生该精细图案。每个工序产生分辨率等于常规方法的图案，但是将它们结合后可以产生超越常规方法极限的图案。