[发明专利]用于形成具有笔直轮廓的通孔的多重图案化

说明书

一种方法包括在第一硬掩模层上方形成含碳层，含碳层具有大于约25％的碳原子百分比；在含碳层上方形成覆盖层；在覆盖层上方形成第一光刻胶；和将第一光刻胶用作第一蚀刻掩模，蚀刻覆盖层和含碳层。然后，去除第一光刻胶。在覆盖层上方形成第二光刻胶。将第二光刻胶用作第二蚀刻掩模，蚀刻覆盖层和含碳层。去除第二光刻胶。将含碳层用作蚀刻掩模，蚀刻位于含碳层下方的第三光刻胶。将第三光刻胶用作蚀刻掩模蚀刻位于第三光刻胶下面的介电层以形成通孔开口。用导电材料填充通孔开口。本发明实施例涉及用于形成具有笔直轮廓的通孔的多重图案化。

技术领域

本发明实施例涉及用于形成具有笔直轮廓的通孔的多重图案化。

背景技术

为了在晶圆上形成集成电路，采用光刻工艺。典型的光刻工艺包括应用光刻胶，并且在光刻胶上限定图案。在光刻掩模中限定图案化的光刻胶中的图案，或者光刻掩模中的透明部分或不透明部分限定图案化的光刻胶中的图案。然后通过蚀刻步骤将图案化的光刻胶中的图案转印至下面的部件，其中，图案化的光刻胶用作蚀刻掩模。在蚀刻步骤后，去除图案化的光刻胶。

随着集成电路的日益增加的按比例缩放，对于将图案从光刻掩模转印到晶圆，光学邻近效应带来了越来越大的问题。当两个分离的部件彼此太靠近时，光学邻近效应可能会导致所产生的部件彼此短路。为了解决这样的问题，引入了双重图案化技术，以提高部件密度，而不会产生光学邻近效应。双重图案化技术中的一种使用两次图案化两次蚀刻(2P2E)。将彼此邻近的部件分成两个光刻掩模，其中，两个光刻掩模均用于暴露相同的光刻胶或两个光刻胶，从而使得位置邻近的图案可以被转印至相同的层，诸如低k介电层。在每个双重图案化光刻掩模中，与单一图案化掩模中的部件之间的距离相比，在双重图案化光刻掩模的每个中，部件之间的距离增大，并且在必要时可以实际上加倍。双图案化光刻掩模的距离大于光学邻近效应的阈值距离，因此，光学邻近效应至少减少或基本上被消除。

发明内容

根据本发明的一些实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在第一硬掩模层上方形成含碳层，所述含碳层具有大于25％的碳原子百分比；在所述含碳层上方形成覆盖层；在所述覆盖层上方形成并且图案化第一光刻胶；将所述第一光刻胶用作第一蚀刻掩模的部分，蚀刻所述覆盖层和所述含碳层；去除所述第一光刻胶；在所述覆盖层上方形成并且图案化第二光刻胶；将所述第二光刻胶用作第二蚀刻掩模的部分，蚀刻所述覆盖层和所述含碳层；去除所述第二光刻胶；将所述含碳层用作第三蚀刻掩模，蚀刻位于所述含碳层下方的第三光刻胶；蚀刻位于所述第三光刻胶下面的介电层以形成通孔开口，其中，所述第三光刻胶用作第三蚀刻掩模的部分；以及用导电材料填充所述通孔开口。

根据本发明的另一些实施例，还提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在第一硬掩模层上方形成含碳层；在所述含碳层上方形成覆盖层；在所述覆盖层上方形成并且图案化第一光刻胶；将所述第一光刻胶用作第一蚀刻掩模的部分，蚀刻所述覆盖层和所述含碳层；灰化所述第一光刻胶，其中，在灰化所述第一光刻胶之后，所述覆盖层保留；蚀刻光刻胶层以使所述含碳层中的开口延伸至所述光刻胶层内，其中，在蚀刻所述光刻胶层期间，去除所述覆盖层；使所述光刻胶中的开口延伸至所述低k介电层内以形成通孔开口，其中，所述通孔开口停止于所述低k介电层的中间层级；将位于所述低k介电层上方的第二硬掩模层用作蚀刻掩模，蚀刻所述低k介电层以形成沟槽，其中，当形成所述沟槽时，所述通孔开口延伸至所述低k介电层的底部；以及用导电材料填充所述沟槽和所述通孔开口以分别形成金属线和通孔。

根据本发明的又一些实施例，还提供了一种制造半导体器件的方法，包括：形成第一氧化硅层；在所述第一氧化硅层上方形成含碳有机层；在所述含碳有机层上方形成第二氧化硅层；在所述第二氧化硅层和所述含碳有机层中实施第一图案化以形成第一开口；在所述第二氧化硅层和所述含碳有机层中实施第二图案化以形成第二开口；将所述第二氧化硅层和所述含碳有机层用作第一蚀刻掩模以使所述第一开口和所述第二开口延伸至所述第一氧化硅层内；以及将所述第一氧化硅层用作第二蚀刻掩模，以使所述第一开口和所述第二开口延伸至所述第一氧化硅层下面的光刻胶内。

附图说明