半导体器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种增进半导体器件的图案密度的制作方法，特别是涉及一种利用单一光掩模通过单次曝光提升图案密度的制作方法。
【背景技术】
[0002]在集成电路的制造中，转印(transfer)图案于基底上的方法是使用显影技术，显影技术主要是使用显影曝光装置，转印光掩模的图案于基底上。随着集成电路领域的快速发展，高效能、高积集度、低成本、轻薄短小已成为电子产品设计制造上所追寻的目标。在电路积集化越来越高的情况下，整个电路器件大小的设计也被迫往尺寸不停缩小的方向发展。因此，器件之间的临界尺寸或是间距也就越来越小。
[0003]一般而言，显影装置会有一个分辨率上限，在制作高密度图案时，光掩模图案的临界尺寸、间距、线宽或是其它关键尺寸经常小于显影装置的分辨率上限，此时显影装置就无法正确地将图案转印到基底上。现有的工艺会利用两次以上的曝光，即，通过将预定图案分散到多个光掩模上，再以多次曝光完成所需的图案，来达成目的。
[0004]然而，使用多次曝光会增加光掩模对准误差的机率，并且耗费光掩模的制作费用。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，为解决上述问题，本发明提出一种使用单次曝光，并且可增加图案密度的方法。
[0006]根据本发明的第一优选实施例，本发明提供一种半导体器件的制作方法，包含以下步骤:首先提供一基底，一硬掩模和一图案化光阻层覆盖基底，其中图案化光阻层包含至少四个第一孔洞，前述的第一孔洞排列成两列两行，接着以图案化光阻层为掩模，移除部分的硬掩模以在硬掩模中形成至少四个第二孔洞，然后扩大各个第一孔洞，再以一填充材料填满各个扩大的第一孔洞以及填满各个第二孔洞，之后完全移除图案化光阻层并且曝露出部分的硬掩模，接续以填充材料为掩模，移除部分的硬掩模，以在硬掩模中形成至少四个第四孔洞，最后完全移除填充材料。
[0007]根据本发明的第二优选实施例，本发明提供一种半导体器件的制作方法，包含以下步骤:首先提供一硬掩模，一图案化光阻层覆盖硬掩模，其中图案化光阻层包含多个第一孔洞，前述的第一孔洞排列成多列和多行，然后以图案化光阻层为掩模，移除部分的硬掩模以在硬掩模中形成多个第二孔洞，前述的第二孔洞排列成多列和多行，之后扩大各个第一孔洞，其中扩大的各个第一孔洞彼此互相连通，再以一填充材料填满各个扩大的第一孔洞以及填满各个第二孔洞，接续完全移除图案化光阻层并且曝露出部分的硬掩模，最后以填充材料为掩模，移除部分的硬掩模以在硬掩模中形成多个第三孔洞。
【附图说明】
[0008]图1到图6所示为根据本发明的优选实施例所绘示的半导体器件的制作方法的俯视不意图。
[0009]图1A、2A、3A、4A、5A和6A所示分别为图1到图6沿AA’切线方向的侧视图。
[0010]图3B、4B、5B和6B所示分别为图3至图6沿BB’切线方向的侧视图。
[0011]其中，附图标记说明如下:
[0012]10 基底12 硬掩模
[0013]14 图案化光阻层 16 孔洞
[0014]16’扩大的孔洞18 孔洞
[0015]20 填充材料22 孔洞
[0016]24 孔洞26 交错图案
[0017]201 柱状元件
【具体实施方式】
[0018]为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并配合所附图式，作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与图式仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
[0019]如图1和图1A所示，首先提供一基底10，基底10上依序覆有一硬掩模12和一图案化光阻层14，图案化光阻层14覆盖在硬掩模12上，本发明的基底10可以为一硅(Silicon)基底、一错(Germanium)基底、一砷化嫁(Gallium Arsenide)基底、一娃错(SiliconGermanium)基底、一憐化铟(Indium Phosphide)基底、一氮化嫁(Gallium Nitride)基、一碳化娃(Silicon Carbide)基底或是一娃覆绝缘(silicon on insulator, SOI)基底、金属、介电层或是其它适合的材料。硬掩模12可以为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或是其它适合的材料。请参阅图1中的实施例(a)，图案化光阻层14之中设置有至少四个孔洞16，孔洞16排列成两列两行,一夹角X位在其中之一列和其中之一行之间,夹角X本质上为90度；依据本发明的另一优选实施例，如图1中的实施例(b)所示，夹角X优选小于90度。以下的制作方法将采用图1中的实施例(a)为例接续说明，但本发明的制作方法同时适用于图1中的实施例(a)和实施例(b)的情况。请继续参阅图1中的实施例(a)，在优选的情况下，在图案化光阻层14中有超过四个孔洞16排列成多列和多行，此外，硬掩模12会由孔洞16曝露出来。再者图案化光阻层14可以通过标准的显影技术搭配一个现有的光掩模，利用显影机台进行单次曝光而形成。
[0020]如图2和图2A所示，在图案化光阻层14中的孔洞16被转印到硬掩模12上，以形成多个孔洞18。孔洞18可以为圆形、矩形、多边形或其它适合的形状。转印的工艺，举例而言，首先以图案化光阻层14为掩模，移除部分的硬掩模12，以在硬掩模12中形成对应孔洞16的孔洞18，硬掩模12优选可以采用干刻蚀进行移除。此外，在优选的情况下，在硬掩模12中有超过四个孔洞18排列成多列和多行。此时各个孔洞16与其对应的孔洞18相连通，并且基底10由孔洞16和孔洞18曝露出来。
[0021]如图3、图3A和图3B所示，扩大所有在图案化光阻层14中的孔洞16以形成多个扩大的孔洞16’，其中扩大的孔洞16’优选通过修整步骤(trimming process)来形成,并且各个扩大的孔洞16’彼此互相连通。硬掩模12由扩大的孔洞16’曝露出来，此外图案化光阻