CN101436528A - 制造半导体器件的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于制造半导体器件的方法可以包括：在刻蚀膜上和/或上方形成相互交叉的第一光刻胶图样和第二光刻胶图样，以及使用第一光刻胶图样和第二光刻胶图样作为刻蚀掩膜，通过刻蚀该刻蚀膜在刻蚀膜上形成精细的图样。根据本发明实施例，可以通过实施两个曝光工艺来形成诸如接触孔的精细图样。该方法可以使用用于线和/或隔离的现有掩膜。该方法可以经由两个光刻胶涂覆工艺通过确保光刻胶膜足够的厚度来确保足够的刻蚀余量。

Description

制造半导体器件的方法

本申请基于35 U.S.C 119要求第10-2007-0117290号(于2007年11月16日递交)韩国专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于制造半导体器件的方法，更具体地，涉及一种制造半导体器件的方法，该方法包括形成精细的图样(finepattern)。

背景技术

在制造半导体器件的过程中，光刻工艺可以是很重要的工艺。在光刻工艺中，可以在晶片上和/或上方均匀地涂覆光刻胶，以及然后可以使用光掩膜在该光刻胶上和/或上方实施曝光工艺。可以在预定的版图中形成该光掩膜，以及然后可以对曝光的光刻胶进行显影来形成具有一定形状的图样。在半导体光刻技术中，掩膜可以具有精细的设计，其中该掩膜可以在制造半导体器件的光刻工艺中使用。这可以有助于控制经由掩膜透射的光的量。随着半导体已经变得更加高度集成，设计规则可以变得更加精细和复杂。光刻胶图样的线宽也可以变得更小。然而，一些技术限制，诸如光的相长干涉(constructive interference)、曝光装置等可能使形成诸如接触孔的精细图样变得困难。

发明内容

本发明实施例涉及一种用于制造半导体器件的方法。本发明实施例涉及一种用于制造半导体器件的方法，该方法可以包括形成精细的图样。本发明实施例涉及一种制造半导体器件的方法，该方法可以包括通过实施两个曝光工艺来制造精细的图样。

根据本发明实施例，一种用于制造半导体器件的方法可以包括下述中的至少之一：形成第一光刻胶图样和第二光刻胶图样，该第一光刻胶图样和第二光刻胶图样相互交叉并堆叠在刻蚀膜上和/或上方；使用第一光刻胶图样和第二光刻胶图样作为刻蚀掩膜通过刻蚀该刻蚀膜来在刻蚀膜上和/或上方形成精细的图样。

根据本发明实施例，一种用于制造半导体器件的方法可以包括下述中的至少之一：在半导体衬底上和/或上方形成介电膜；在介电膜上和/或上方形成并图样化第一光刻胶膜来在第一方向上形成第一光刻胶图样；在其上和/或上方可以形成第一光刻胶图样的介电膜上和/或上方形成并图样化第二光刻胶膜，来在与第一方向交叉的第二方向上形成第二光刻胶图样；使用第一光刻胶图样和第二光刻胶图样作为刻蚀掩膜来刻蚀该介电膜。

附图说明

实例图1到图12示出了一种根据本发明实施例的半导体器件及其制造方法。

具体实施方式

将参考附图来描述一种根据本发明实施例的用于制造半导体器件的方法。根据本发明实施例，实例图1到图2是示出了光掩膜的平面图，其中光掩膜可以用于制造半导体器件。

参照实例图1，第一掩膜110可以被用来制造根据本发明实施例的半导体器件，其中该第一掩膜110可以具有线/隔离图样(line/space pattern)。如实例图2中所示，第二掩膜120可以被用来制造根据本发明实施例的半导体器件，其中该第二掩膜120可以具有线/隔离图样。可以通过将第一掩膜110和第二掩膜120的线/隔离布置为基本上相互垂直交叉来形成半导体器件的精细图样诸如接触孔。根据本发明实施例，可以通过第一掩膜110的线宽和隔离宽度以及第二掩膜120的线宽和隔离宽度中的至少一个来控制诸如接触孔等的精细图样的水平线宽和垂直线宽中的至少一个。

根据相关技术，已经可以使用具有接触孔形状的矩形图样的光掩膜来曝光光刻胶。因此，光掩膜的矩形图样可能很精细并且可能出现穿过该矩形图样的光的相长干涉(constructive interference)。这可能限制了对曝光装置的显影，其中这种显影可以对光的相长干涉进行补偿。因此，可能不能形成上等级别的精细图样。然而，根据本发明实施例，可以使用具有线/隔离图样的第一掩膜110和第二掩膜120来实现精细图样。可以将第一掩膜110和第二掩膜120各自的线宽和隔离宽度设定为大约30nm到100nm。根据本发明实施例，接触孔的水平线宽和垂直线宽中的至少一个可以形成为大约30nm到100nm。然而，线宽和隔离宽度可以不限于这个范围。根据本发明实施例，它们也可以根据形成的接触孔的线宽和间隔来形成为不同尺寸。

可以不必要制备单独的第一掩膜110和单独的第二掩膜120。根据本发明实施例，第一掩膜110可以用作第二掩膜120。根据本发明实施例，在形成精细图样的过程中可以使用用于线/隔离的现有掩膜。这可以使在开发和引进用于形成新图样的过程中投入的开发成本和投资成本减少成为可能。根据本发明实施例，用于形成精细图样的光刻胶图样的等级可以是上等。这可以使在使用光刻胶图样实施刻蚀工艺时防止缺陷成为可能，并且还可以提高产量(yield)。

将要描述一种根据本发明实施例的制造半导体器件的方法。根据本发明实施例，一种方法可以使用如实例图1和实例图2中所示的第一光掩膜110和第二光掩膜120来制造精细图样。可以相互交叉的第一光刻胶图样和第二光刻胶图样可以形成以便在刻蚀膜(etched film)上和/或上方堆叠。根据本发明实施例，可以使用第一光刻胶图样和第二光刻胶图样作为刻蚀掩膜来刻蚀一种刻蚀膜。这可以在该刻蚀膜上和/或上方形成精细的图样。可以使用如实例图1中所示的第一掩膜110通过曝光工艺和显影工艺来形成第一光刻胶图样。可以使用如实例图2中所示的第二掩膜120通过曝光工艺和显影工艺来形成第二光刻胶图样。如实例图1和实例图2中所示，第一掩膜110的线和隔离可以被形成的方向与第二掩膜120的线和隔离可以被形成的方向交叉。第一掩膜110的线和隔离与第二掩膜120的线和隔离的交叉可以是基本上垂直的。根据本发明实施例，且为了辅助对本发明实施例的理解，可以假设精细图样可以是矩形形状的接触孔并且刻蚀膜可以是层间介电膜。设计可以不限于此。根据本发明实施例，精细图样可以具有不同于接触孔的多种形式，并且刻蚀膜可以是不同于层间介电膜的各种膜。

实例图3到图9是示出了根据本发明实施例制造半导体器件的过程的平面图。实例图10是沿实例图9的I-I’线截取的横截面图。参照实例图3，可以在半导体衬底的上部上和/或上方形成层间介电膜101。可以在层间介电膜101之下的半导体衬底上和/或上方形成多个晶体管、多个导线结构、电子器件以及介电膜。

参照实例图4，可以在层间介电膜101上和/或上方形成第一光刻胶膜103。第一光刻胶膜103可以由正光刻胶材料和负光刻胶材料中的任意一种制成。第一光刻胶膜103可以由正光刻胶材料制成。根据本发明实施例，第一光刻胶膜103可以由其他光刻胶材料制成。

参照实例图5，正光刻胶材料可以是一种材料，在这种材料中，部分103b中的交联(cross-linking)可以被显影液破坏而被去除，其中部分103b可以接收光。负光刻胶材料可以是一种材料，在这种材料中，在可以接收光的部分103a中可以产生交联并且通过显影液来去除没有接收光的部分。如实例图1和实例图5中所示，第一掩膜110可以以预定的间隔与第一光刻胶膜103隔离开。然后光可以入射到第一掩膜110并且可以允许第一掩膜110的线图样和隔离图样转移给第一光刻胶膜103。如果将曝光的第一光刻胶膜103浸在显影液中或用显影液来溅射所曝光的第一光刻胶膜103，则可以通过显影液去除在第一光刻胶膜103上和/或上方可以接收光的部分103b而可以保留没有接收光的部分103a。

如实例图6中所示，可以在层间介电膜101上和/或上方形成直线形状的第一光刻胶图样103c。如实例图7中所示，可以在层间介电膜101上和/或上方形成第二光刻胶膜105，其中在该层间介电膜101上和/或上方可以已经形成了第一光刻胶图样103c。第二光刻胶膜105可以由具有不同于第一光刻胶膜103的性质的光刻胶材料制成。第二光刻胶膜105可以由负光刻胶材料组成。然而，本发明实施例可以不限于此。

如实例图2和实例图8中所示，第二掩膜120可以以预定的间隔与第二光刻胶膜105隔离开。然后光可以入射到第二掩膜120。这可以允许第二掩膜120的线图样和隔离图样转移给第二光刻胶膜105。如果将曝光的第二光刻胶膜120浸在显影液中或用显影液来溅射该曝光的第二光刻胶膜120，则可以保留在第二光刻胶膜120上和/或上方可以接收光的部分105a。通过显影液可以去除可以没有接收光的部分105b。这可以在层间介电膜上和/或上方形成直线形状的第二光刻胶图样105c。

参照实例图9，在层间介电膜101上和/或上方形成第一光刻胶图样103c和第二光刻胶图样105c。直线形状的第一光刻胶图样103c和直线形状的第二光刻胶图样105c可以彼此交叉，所以可以通过第一光刻胶图样103c和第二光刻胶图样105c来暴露部分层间介电膜101。

参照实例图10，可以在层间介电膜101的部分区域上和/或上方只形成第一光刻胶图样103c。根据本发明实施例，可以在层间介电膜101的另一部分区域上和/或上方只形成第二光刻胶图样105c。可以在层间介电膜101的另一部分区域上和/或上方堆叠第一光刻胶图样103c和第二光刻胶图样105c，并且可以在层间介电膜101的另一部分区域上和/或上方暴露层间介电膜101。

实例图11是示出了使用根据本发明实施例制造半导体器件的方法形成的接触孔的横截面图。实例图12是示出了根据本发明实施例制造的半导体器件的层间介电膜的平面图。参照实例图11和实例图12，可以使用第一光刻胶图样103c和第二光刻胶图样105c作为掩膜通过刻蚀层间介电膜101形成接触孔107。在接触孔107形成之后，可以使用剥离器(stripper)等来去除第一光刻胶图样103c和第二光刻胶图样105c。接触孔107的上部表面的形状可以具有矩形横截面。形状可以不限于此。根据本发明实施例，上述形状可以具有圆形横截面。可以以预定的间隔在层间介电膜101上和/或上方布置接触孔107。

可以通过第一光刻胶图样103c和第二光刻胶图样105c的线宽和隔离宽度来确定接触孔107的水平宽度和垂直宽度。可以通过第一光刻胶图样103c和第二光刻胶图样105c的线宽和隔离宽度来确定接触孔107的间隔。可以以大约30nm到100nm来形成接触孔107的各个水平宽度和垂直宽度。可以通过第一光刻胶图样103c之间的间隔和第二光刻胶图样105c之间的间隔来确定接触孔107的尺寸。根据本发明实施例，可以通过第一掩膜110的线宽来确定接触孔107的水平宽度a。可以通过第二掩膜120的宽度来确定接触孔107的垂直宽度b。在水平方向上，可以通过第一掩膜110的宽度来确定在接触孔107之间的间隔c。在垂直方向上，可以通过第二掩膜120的线宽来确定在接触孔107之间的间隔d。通过上述方法制造的接触孔107可以应用到与在半导体器件之中的CMOS有关的所有存储器、逻辑部件和器件。

根据本发明实施例，通过用于制造半导体器件的方法可以取得一定的效果。通过实施两个曝光工艺可以获得诸如接触孔的精细图样。这有利于高度集成器件。可以使用用于线/隔离的现有的掩膜来形成精细的图样，其可以使在开发和引进用于形成新图样的过程中投入的开发成本和投资成本减少成为可能。用于形成精细图样的光刻胶图样的等级可以是上等，其可以在使用光刻胶图样实施刻蚀工艺时防止缺陷。这可以使产量最大化。一种方法可以经由两个光刻胶涂覆工艺通过确保光刻胶膜的足够厚度来确保足够的刻蚀余量(etching margin)。这可以使接触孔的质量和一些器件的性质最大化成为可能。

尽管本文中描述了多个实施例，但是应该理解，本领域技术人员可以想到多种其他修改和实施例，他们都将落入本公开的原则的精神和范围内。更特别地，在本公开、附图、以及所附权利要求的范围内，可以在主题结合排列的排列方式和/或组成部分方面进行各种修改和改变。除了组成部分和/或排列方面的修改和改变以外，可选的使用对本领域技术人员来说也是显而易见的。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

在刻蚀膜上方形成第一光刻胶图样和第二光刻胶图样，所述第一光刻胶图样和第二光刻胶图样被构造成相互交叉；以及然后

使用所述第一光刻胶图样和第二光刻胶图样作为刻蚀掩膜通过刻蚀所述刻蚀膜来在所述刻蚀膜上方形成精细图样。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一光刻胶图样和所述第二光刻胶图样的宽度和间距确定所述精细图样的宽度和间距。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精细图样包括矩形形状的接触孔。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述接触孔的尺寸是大约30nm到100nm。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，使用第一掩膜通过曝光工艺和显影工艺来形成所述第一光刻胶图样，以及使用第二掩膜通过曝光工艺和显影工艺来形成所述第二光刻胶图样，并且其中在第一方向上形成所述第一掩膜的线和隔离，且其中在与所述第一方向交叉的第二方向上形成所述第二掩膜的线和隔离。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一方向与所述第二方向的所述交叉是基本上垂直的。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一掩膜和所述第二掩膜基本上相同。

8.一种方法，包括：

在半导体衬底上方形成介电膜；

在所述介电膜上方形成并且图样化第一光刻胶膜以在第一方向上形成第一光刻胶图样；

在所述介电膜上方形成并且图样化第二光刻胶膜以在与所述第一方向交叉的第二方向上形成第二光刻胶图样，其中在所述介电膜的上方形成了所述第一光刻胶图样；以及然后

使用所述第一光刻胶图样和所述第二光刻胶图样作为刻蚀掩膜来刻蚀所述介电膜。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一方向和所述第二方向的所述交叉是基本上垂直的。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一光刻胶膜和所述第二光刻胶膜中的每个包括正光刻胶材料和负光刻胶材料中的至少一种。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一光刻胶膜的材料不同于所述第二光刻胶膜的材料。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，形成并图样化所述第一光刻胶图样包括：

在所述第一光刻胶膜上方以所述第一方向形成具有线和隔离图样的第一掩膜；

通过在所述第一掩膜上照射光来选择性对所述第一光刻胶膜进行曝光；以及然后

对所述第一光刻胶膜进行显影。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一掩膜的所述线的宽度和所述隔离的宽度在大约30nm-100nm之间的范围内。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，形成并图样化所述第二光刻胶图样包括：

在所述第二光刻胶膜上方以所述第二方向形成具有线和隔离图样的第二掩膜；

通过在所述第二掩膜上照射光来选择性对所述第二光刻胶膜进行曝光；以及然后

对所述第二光刻胶膜进行显影。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第二掩膜的所述线的宽度和所述隔离的宽度在大约30nm-100nm之间的范围内。

16.根据权利要求8所述的方法，其中，刻蚀所述介电膜以形成至少一个接触孔。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括形成两个接触孔，其中，以预定的间隔在所述介电膜上方布置所述两个接触孔。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，通过所述第一光刻胶图样的间距和所述第二光刻胶图样的间距来确定至少一个接触孔的尺寸。

19.根据权利要求16所述的方法，进一步包括形成两个接触孔，其中，通过所述第一光刻胶图样和所述第二光刻胶图样中的每个的线宽来确定所述接触孔之间的间隔。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述至少一个接触孔的线宽在大约30nm-100nm之间的范围内。

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