[发明专利]条形结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别涉及一种条形结构的形成方法。

背景技术

随着超大规模集成电路（Ultra Large Scale Integration，ULSI）的快速发展，集成电路的制造工艺变得越来越复杂和精细，多晶硅栅、金属互连线等条形结构的宽度变得越来越细，条形结构之间的距离变得越来越小，利用干法刻蚀形成满足工艺要求的条形结构变得越来越困难。

目前的半导体制造技术中，形成条形结构通常是采用一层具有条形图形的掩膜版对光刻胶层进行曝光显影形成条形的光刻胶，利用所述条形的光刻胶作为掩膜对待刻蚀薄膜进行干法刻蚀形成条形结构。在进行干法刻蚀形成条形结构时，由于条形结构的棱角部分较细，棱角顶端部分容易被过度刻蚀掉，使得条形结构的棱角变成了圆角。为了克服上述问题，业界开发出一种利用两次光刻、两次刻蚀的刻蚀方法。具体请参考图1至图3，图1为第一次光刻所用的第一掩膜版的示意图，图2为第二次光刻所用的第二掩膜版的示意图，图3为刻蚀完后形成的条形结构的示意图。具体刻蚀步骤包括：在待刻蚀薄膜表面形成第一光刻胶层，利用如图1所示的第一掩膜版对第一光刻胶层进行曝光显影，以图形化的第一光刻胶层为掩膜对待刻蚀薄膜进行第一刻蚀；在完成第一刻蚀的待刻蚀薄膜表面形成第二光刻胶层，利用如图2所示的第二掩膜版对第二光刻胶层进行曝光显影，以图形化的第二光刻胶层为掩膜对所述完成第一刻蚀的待刻蚀薄膜进行第二刻蚀，形成条形结构。由于条形结构的棱角是由两步刻蚀形成，生成的条形结构棱角的形状相对较好。

但是随着半导体工艺的特征尺寸变得越来越小，两个位于同一直线的条形结构1和条形结构2端点之间的距离D1也随之减小，使得光刻难度增加，且条形结构1和条形结构2端点处的侧壁形貌不佳。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种条形结构的形成方法，使得位于同一直线上的条形结构不容易发生电学连接，且光刻难度较低。

为解决上述问题，本发明提供一种条形结构的形成方法，包括：提供基板，在所述基板表面形成待刻蚀薄膜；在所述待刻蚀薄膜表面形成具有第一条形的硬掩膜图案；在所述待刻蚀薄膜和第一条形的硬掩膜图案表面形成具有条形开口的第二光刻胶图形，所述条形开口的长边方向与第一条形的硬掩膜图案的长边方向垂直，且所述条形开口暴露出部分第一条形的硬掩膜图案；在所述第二光刻胶图形顶部和侧壁表面形成聚合物层，使得第二光刻胶图形的条形开口的宽度变窄；以表面具有聚合物层的第二光刻胶图形为掩膜，对第一条形的硬掩膜图案进行刻蚀，使得所述第一条形的硬掩膜图案被断开，形成若干位于同一直线的具有第二条形的硬掩膜图案；以所述第二条形的掩膜层图案为掩膜，刻蚀待刻蚀薄膜直至暴露出所述基板，形成条形结构。

可选的，在形成所述聚合物层之前，还包括对第二光刻胶图形进行修复处理，使第二光刻胶图形的侧壁形貌变得平整。

可选的，对第二光刻胶图形进行修复处理的具体工艺为等离子体处理工艺。

可选的，所述等离子体处理工艺的具体工艺参数包括：用于形成等离子体的反应气体为HBr、O₂、H₂、Ar其中的一种或几种，所述HBr的流量范围为20sccm～500sccm，所述O₂的流量范围为5sccm～50sccm，H₂的流量范围为20sccm～200sccm，所述Ar的流量范围为50sccm～500sccm，反应腔温度的范围为30摄氏度～60摄氏度，反应腔压强范围为3毫托～50毫托，反应腔的射频功率的范围为100瓦～1000瓦。

可选的，形成所述聚合物层的工艺包括：利用至少包括CH₃F、CH₂F₂、HBr、CH₄其中一种或几种的反应气体在所述第二光刻胶层顶部和侧壁表面形成聚合物层。

可选的，形成所述聚合物层的具体工艺包括：所述HBr的流量范围为20sccm～500sccm，所述CH₄的流量范围为2sccm～20sccm，所述CH₃F和CH₂F₂的总流量范围为20sccm～500sccm，其中射频功率的范围为100瓦～1000瓦，反应温度的范围为30摄氏度～60摄氏度，反应腔压强范围为3毫托～50毫托。

可选的，所述聚合物层的厚度范围为0纳米～5纳米。