专利名称：一种细线宽硅化物阻挡层图案形成方法
技术领域：
本发明涉及半导体工艺领域，具体涉及一种细线宽硅化物阻挡层图案形成 方法。
背景技术：
随着集成电路的集成度不断提高，集成电路向亚微米、深亚微米方向快速 发展，其图案线宽也将越来越细，这对半导体工艺提出了更高的要求。因此， 对如何实现细线宽图案进行深入研究以适应半导体工艺的新要求已成为一个刻 不容緩的课题。
光刻技术(Lithograph)是实现集成电路图案的关键工艺技术。在光刻技术 中，将感光材料(光刻胶)涂覆于基底的薄膜上，采用与光刻胶感光特性相应 的波段的光，透过具有特定图案的掩膜板照射至光刻胶表面，经显影后形成与 掩膜板上的图案相对应的光刻胶图形。在集成电路的后续工艺中，以此光刻胶 图形作为阻挡层对其下的薄膜进行选择性刻蚀，^使可以将掩膜板上的图案完整 地转移到基底的薄膜上。集成电路的图案线宽越细，要求光刻胶的成像分辨率 越高，而光刻胶的成像分辨率与曝光光源的波长成反比，因此，缩小曝光光源 的波长成为实现细线宽图案的主要途径。
目前，随着集成电路的发展，光刻技术经历了 G线光刻(436 nm)、 I线 光刻(365 nm )、 KrF深紫外光刻(248 nm)以及ArF深紫外光刻(193 nm)等 发展历程。曝光光源的种类包括近紫外光(Near Ultra-Violet， NUV)、中紫外光 (Mid Ultra-violet, MUV)、深紫外光(Deep Ultra-Violet, DUV )、 X-光(X-Ray) 等多种，而与其配套的光刻胶也分为NUV光刻胶、MUV光刻胶、DUV光刻胶、 X-射线光刻胶等。其中，MUV光刻胶可以实现350 450nm的线宽，具有相对 成熟的工艺技术，能满足大部分大规模集成电路及超大规模集成电路的制作， 然而受到波长的限制，350nm的线宽已经成为MUV光刻的极限。与^目比，DUV光刻胶可以实现更细线宽的图案，目前主要应用于存储器生产领域，但是 DUV光刻工艺的成本相对较高且DUV光刻胶在HF溶液中容易剥离或者倒掉， 具有一定的工艺局限性，且DUV光刻工艺的成熟性和普及性远远不及MUV光 刻工艺。有鉴于此，在当今小线宽工艺技术大规模发展的形势下，能够利用MUV 光刻实现更细线宽的应用对于Pl^f氐生产成本、提高生产效率就非常有实用意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细线宽硅化物阻挡层图案形成方法，突破MUV 光刻胶的原有光刻极限，将其应用延伸至350nm以下的线宽技术领域。
本发明提供一种细线宽硅化物阻挡层图案形成方法，包括提供硅衬底以 及位于所述硅衬底上的待刻蚀硅化物阻挡层；通过涂胶、中紫外光刻、显影在 所述待刻蚀硅化物阻挡层表面上形成中紫外光刻胶图形；通过干法刻蚀工艺修 整所述中紫外光刻胶图形的侧表面，使得所述中紫外光刻胶图形的线宽变细； 用修整后的中紫外光刻胶图形作为阻挡层对所述待刻蚀硅化物阻挡层进行选择 性刻蚀以形成细线宽硅化物阻挡层图案；去除所述中紫外光刻胶图形。
优选的，所述待刻蚀硅化物阻挡层材料为硅的氧化物或其组合物。
优选的，所述待刻蚀硅化物阻挡层材料为富硅二氧化硅、二氧化硅或两者 的组合物。
优选的，所述干法刻蚀为等离子体刻蚀。
优选的，所述等离子体刻蚀采用含氧等离子体。
优选的，所述含氧等离子体内加入氮气或四氟化碳或其组合。
优选的，所述选择性刻蚀为湿法刻蚀。
优选的，所述湿法刻蚀使用HF稀释溶液。
优选的，所述细线宽石圭化物阻挡层图案的线宽小于等于350nm。
与现有技术相比，本发明提出的细线宽硅化物阻挡层图案形成方法，通过 MUV光刻形成MUV光刻胶图形后，结合千法刻蚀对MUV光刻胶图形进行寸务 整以使其线宽变细，采用修整后的MUV光刻胶图形作为阻挡层进行刻蚀以形成 细线宽硅化物阻挡层图案，突破了 MUV光刻胶的光刻极限，将其应用延伸至 350nm以下的线宽4支术领域。
图1为本发明的细线宽硅化物阻挡层图案形成方法的工艺流程图。
图2A 图2E为本发明的一个实施例提出的细线宽硅化物阻挡层图案形成方 法的各步骤相应结构的剖面示意具体实施例方式
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施 方式作进一步的说明。
在背景技术中已经提及，MUV光刻胶的应用受限于其光刻极限，而DUV 光刻工艺的成本相对较高且DUV光刻胶在HF溶液中容易剥离或者倒掉，具有 一定的工艺局限性。
本发明的核心思想在于，通过MUV光刻结合干法刻蚀修整以形成更细线宽 的MUV光刻胶图形，利用此MUV光刻胶图形作为阻挡层进行后续的刻蚀工艺 从而形成细线宽硅化物阻挡层图案。
图1为本发明的细线宽硅化物阻挡层图案(SAB图案)形成方法的工艺流 程图，具体包括
步骤S10:提供硅衬底以及位于所述硅衬底上的待刻蚀硅化物阻挡层(SAB
层)；
步骤Sll:通过涂胶、MUV光刻、显影在所述待刻蚀SAB层表面上形成 MUV光刻月交图形；
步骤S12:通过干法刻蚀工艺修整所述MUV光刻胶图形的侧表面，使得所 述MUV光刻胶图形的线宽变细；
步骤S13:用修整后的MUV光刻胶图形作为阻挡层对所述待刻蚀SAB层 进行选择性刻蚀以形成细线宽SAB图案；
步骤S14:去除所述MUV光刻胶图形。
下面将结合各个步骤的剖面示意图对本发明提供的细线宽图案形成方法进 行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员明，而仍然实现本发明的有利效果。因此下列描述并 不作为对本发明的限制。
图2A 图2E为本发明的一个实施例提出的细线宽图案形成方法的各步骤相 应结构的剖面示意图。
首先，提供硅衬底11以及位于硅衬底11上的待刻蚀SAB层12,如图2A 所示。硅衬底11能包含一层或者更多层材料^/或图案，例如沟道、掺杂区、互 联线等，并能进一步包含装置，例如晶体管、电容、电阻、二极管等。待刻蚀 SAB层12的材料为硅的氧化物或其组合物，更进一步的，为富硅二氧化硅、二 氧化硅或两者的组合物。
然后，在所述待刻蚀SAB层12表面上涂布一层MUV光刻胶，通过具有预 定图案的掩膜板(未图示)使所述MUV光刻胶曝光并显影，在所述待刻蚀SAB 层12表面上形成MUV光刻胶图形13，如图2B所示。这与现有技术中成熟的 MUV光刻胶工艺相兼容，从而可以降低生产成本。
接下来，通过干法刻蚀工艺修整所述MUV光刻胶图形13侧表面，使得所 述MUV光刻胶图形13的线宽变细，同时其顶部也会被修整，如图2C所示。 修整后的MUV光刻胶图形13的线宽小于等于350nm。本实施例中，所述干法 刻蚀工艺为等离子体刻蚀工艺，采用含氧等离子体，可以加入氮气或四氟化碳 或其组合。虽然在修整所述MUV光刻胶图形13的侧表面的同时其顶部也会被 修整，但是由于MUV光刻胶在后续湿法刻蚀步骤中相对比较稳定，因此对本发 明的技术效果不会有实质性的影响。
然后，用修整后的MUV光刻胶图形13作为阻挡层对所述待刻蚀SAB层 12进行选择性刻蚀以形成细线宽SAB图案12A,如图2D所示。较佳的，所述 选择性刻蚀为湿法刻蚀，所述湿法刻蚀使用HF稀释溶液。所述细线宽SAB图 案12A的线宽与修整后的MUV光刻胶图形13的线宽相对应，小于等于350nm。
最后，去除所述MUV光刻胶图形13，如图2E所示。
完成上述步骤后就可以在所述硅衬底11上进行后续的硅化物形成工艺，在 没有SAB图案覆盖的硅衬底区域形成硅化物，在被SAB图案覆盖的硅衬底区域 则不形成硅化物。硅化物形成工艺为本领域技术人员习知的技术，在此不再赘 述。综上所述，本发明提出的细线宽硅化物阻挡层图案形成方法，通过MUV光 刻形成MUV光刻胶图形后，结合干法刻蚀对MUV光刻胶图形进行修整以使其 线宽变细，采用修整后的MUV光刻胶图形作为阻挡层进行刻蚀以形成细线宽硅 化物阻挡层图案，突破了 MUV光刻胶的光刻极限，将其应用延伸至350nrn以 下的线宽技术领域。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种细线宽硅化物阻挡层图案形成方法，其特征在于，包括提供硅衬底以及位于所述硅衬底上的待刻蚀硅化物阻挡层；通过涂胶、中紫外光刻、显影在所述待刻蚀硅化物阻挡层表面上形成中紫外光刻胶图形；通过干法刻蚀工艺修整所述中紫外光刻胶图形的侧表面，使得所述中紫外光刻胶图形的线宽变细；用修整后的中紫外光刻胶图形作为阻挡层对所述待刻蚀硅化物阻挡层进行选择性刻蚀以形成细线宽硅化物阻挡层图案；去除所述中紫外光刻胶图形。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待刻蚀硅化物阻挡层材料 为硅的氧化物或其组合物。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述待刻蚀硅化物阻挡层材料 为富硅二氧化硅、二氧化硅或两者的组合物。
4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干法刻蚀为等离子体刻蚀。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述等离子体刻蚀釆用含氧等 离子体。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述含氧等离子体内加入氮气 或四氟化碳或其组合。
7、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述选择性刻蚀为湿法刻蚀。
8、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述湿法刻蚀使用HF稀释溶液。
9、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述细线宽硅化物阻挡层图案 的线宽小于等于350nm。
全文摘要
本发明涉及了一种细线宽硅化物阻挡层图案形成方法，通过MUV光刻形成MUV光刻胶图形后，结合干法刻蚀对MUV光刻胶图形进行修整以使其线宽变细，采用修整后的MUV光刻胶图形作为阻挡层进行刻蚀以形成细线宽硅化物阻挡层图案，突破了MUV光刻胶的光刻极限，将其应用延伸至350nm以下的线宽技术领域。
文档编号G03F7/00GK101634806SQ20091019458
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者孔蔚然, 宗登刚, 徐爱斌, 栋 李, 李荣林, 董耀旗 申请人:上海宏力半导体制造有限公司