[发明专利]图形转移方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，尤其涉及图形转移方法。

背景技术

为了提高集成度，降低制造成本，半导体器件的关键尺寸不断变小，芯 片单位面积内的半导体器件数量不断增加。在半导体器件关键尺寸减小的同 时，半导体器件图形也不断地细微化。然而，细微图形和细微节距的形成越 发困难起来，为了形成细微图形，引入了在膜层上将光掩膜版上图形进行双 重曝光工艺。

《半导体制造》2007年8月刊文章“叠加图形浸没式光刻技术应用于32nm 半节距的前景展望”公开了现有用双重曝光工艺制作半导体器件的方法。参 考图1至图5，在图1中，在包含驱动电路等结构的半导体基底101上形成第一 掩膜层102，其中，第一掩膜层102的材料可以为多晶硅或氮氧化硅等，作用 为在后续刻蚀过程中保护半导体基底101免受刻蚀气体的影响；形成第一掩膜 层102的方法为化学气相沉积法或物理气相沉积法等。然后，在第一掩膜层102 上用化学气相沉积法或物理气相沉积法等方法形成第二掩膜层103，第二掩膜 层103的材料可以是氮化硅等，作用为用以后续刻蚀过程中保护第一掩膜层 102的完整。在第二掩膜层103上形成第一抗反射层104，用以后续曝光工艺中 保护下面的膜层免受光的影响，形成第一抗反射层104的方法可以是旋涂法。 并在第一抗反射层104上旋涂第一光刻胶层105。

如图2所示，将光掩模版10及带有各膜层的半导体基底100放入光刻装置 中，将光掩模版10上的掩模版图形12通过光刻技术转移至第一光刻胶层105 上，形成图形与半导体器件图形12相对应的图形化第一光刻胶层105a。以图 形化第一光刻胶层105a为掩膜，用湿法刻蚀第一抗反射层104和第二掩膜层 103至露出第一掩膜层102，形成与图形化第一光刻胶层105a相对应的图形化 第二掩膜层103a及图形化第一抗反射层104a。

如图3所示，用灰化法去除图形化第一光刻胶层105a；在图形化第一抗反 射层104a和第一掩膜层102上形成第二抗反射层107，所述形成方法包括旋涂 法；用旋涂法在第二抗反射层107上形成第二光刻胶层(图未示)，且将第二 光刻胶层填充满图形化第二掩膜层103a上的开口106，经过甩干后，第二光刻 胶层表面平整；将带有各膜层的半导体基底100相对于光掩模版10进行移动， 移动的距离为使图形化第二掩膜层103a上的第一半导体器件图形与后续在第 一掩膜层102上形成的第二半导体器件图形之间的节距为目标节距所需的尺 寸；将光掩模版10上的掩模版图形12通过光刻技术转移至第二光刻胶层上， 形成具有第二半导体器件图形的第二光刻胶层108a。

如图4所示，以具有第二半导体器件图形的第二光刻胶层108a为掩膜，用 湿法刻蚀法，刻蚀第二抗反射层107至露出第一掩膜层102和具有第一半导体 器件图形的第一抗反射层104a，形成目标半导体器件图形。

以具有第二半导体器件图形的第二光刻胶层108a和具有第一半导体器件 图形的第一抗反射层104a为掩膜，用湿法刻蚀第一掩膜102层至露出半导体基 底101，形成具有目标半导体器件图形的第一掩膜层102a，并去除具有第二半 导体器件图形的第二光刻胶层108a和具有第一半导体器件图形的第一抗反射 层104a，刻蚀后的半导体基底101和具有目标半导体器件图形的第一掩膜层 102a的截面结构如图5所示。

上述现有技术在具有第一半导体器件图形的第一抗反射层104a和第一掩 膜层102上旋涂形成第二抗反射层107时，由于具有第一半导体器件图形的第 一抗反射层104a覆盖有具有第一半导体器件图形的第二掩膜层103a，导致在涂 布第二抗反射层107时，第二抗反射层107在具有第一半导体器件图形的第二 掩膜层103a的沟槽106内不能均匀平整地涂布，所以，在对第二光刻胶层进行 曝光时，由于第二抗反射层107的不均匀导致光刻胶接受的光能量不一致，容 易使光刻胶形成的图形结构不稳定，发生坍塌。

另外，第二抗反射层107容易在曝光时产生驻波效应，使得曝光后形成的 光刻胶图形结构侧壁陡度较差，不利于刻蚀的进行。