半導(dǎo)體器件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了制造半導(dǎo)體器件的方法。在一個實施例中，在工件之上形成材料層。工件包括第一部分、第二部分以及設(shè)置在第一部分和第二部分之間的硬掩模。圖案化材料層，并在圖案化材料層的側(cè)壁上形成第一間隔件。去除圖案化材料層，并將第一間隔件用作蝕刻掩模來工件的圖案化第二部分。去除第一間隔件，并在工件的圖案化第二部分的側(cè)壁上形成第二間隔件。去除工件的圖案化第二部分，并將第二間隔件用作蝕刻掩模來圖案化工件的硬掩模。將硬掩模用作蝕刻掩模來圖案化工件的第一部分。
【專利說明】半導(dǎo)體器件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及半導(dǎo)體器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體器件用于各種電子應(yīng)用，例如個人計算機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)以及其它電子器件。通常通過在半導(dǎo)體襯底上方順序沉積絕緣或介電層、導(dǎo)電層和半導(dǎo)電材料層并使用光刻圖案化各種材料層以在其上形成電路部件和元件來制造半導(dǎo)體器件。
[0003]一些半導(dǎo)體器件的上部材料層包括其中形成導(dǎo)線和通孔的金屬化層。導(dǎo)線和通孔為形成在半導(dǎo)體襯底上或上方的集成電路提供互連。金屬化層包括通常在后段制程(BEOL)工藝中形成的多層互連。
[0004]半導(dǎo)體行業(yè)通過不斷減小最小部件尺寸來提高各種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器、導(dǎo)線、通孔等)的集成密度，這允許更多的部件集成到給定面積中。隨著部件尺寸的減小，半導(dǎo)體器件的制造工藝變得更具有挑戰(zhàn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括:在工件之上形成材料層，工件包括第一部分、第二部分以及設(shè)置在第一部分和第二部分之間的硬掩模；圖案化材料層；在圖案化材料層的側(cè)壁上形成第一間隔件；去除圖案化材料層；將第一間隔件用作蝕刻掩模來圖案化工件的第二部分；去除第一間隔件；在工件的圖案化第二部分的側(cè)壁上形成第二間隔件；去除工件的圖案化第二部分；將第二間隔件用作蝕刻掩模來圖案化工件的所述硬掩模；以及將硬掩模用作蝕刻掩模來圖案化工件的所述第一部分。
[0006]優(yōu)選地，形成材料層包括形成光刻膠層。
[0007]優(yōu)選地，形成第一間隔件包括使用[C(n)H(2n+2)+N2]等離子體或C(n)H(2n+2)等離子體形成第一間隔件。
[0008]優(yōu)選地，形成第二間隔件包括使用[C(n)H(2n+2)+N2]等離子體或C(n)H(2n+2)等離子體形成第二間隔件。
[0009]優(yōu)選地，圖案化工件的第一部分包括圖案化絕緣材料層。
[0010]優(yōu)選地,該方法還包括:在絕緣材料層之上形成導(dǎo)電材料。
[0011]優(yōu)選地，形成導(dǎo)電材料包括在絕緣材料層中形成多條導(dǎo)線。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括:在襯底之上形成第一材料層；在第一材料層之上形成硬掩模；在硬掩模之上形成第二材料層；在第二材料層之上形成光刻膠層；圖案化光刻膠層；在圖案化光刻膠層的側(cè)壁上形成第一間隔件；去除圖案化光刻膠層；將第一間隔件用作蝕刻掩模來圖案化第二材料層；去除第一間隔件；在圖案化第二材料層的側(cè)壁上形成第二間隔件；去除圖案化第二材料層；將第二間隔件用作蝕刻掩模來圖案化硬掩模；去除第二間隔件；以及將硬掩模用作蝕刻掩模來圖案化第一材料層。[0013]優(yōu)選地，形成第一材料層包括形成介電常數(shù)小于二氧化硅的介電常數(shù)的低k介電材料。
[0014]優(yōu)選地，形成硬掩模包括形成氧化物材料或金屬。
[0015]優(yōu)選地，形成第一間隔件或形成第二間隔件包括形成含氮氫化非晶碳(a-C:H:N)膜或富碳膜。
[0016]優(yōu)選地，圖案化光刻膠層包括圖案化半導(dǎo)體器件的最小部件尺寸。
[0017]優(yōu)選地，形成第一間隔件包括形成具有約為半導(dǎo)體器件的最小部件尺寸的1/2的寬度的第一間隔件。
[0018]優(yōu)選地，形成第二間隔件包括形成具有約為半導(dǎo)體器件的最小部件尺寸的1/4的寬度的第二間隔件。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括:在襯底之上形成第一材料層；在第一材料層之上形成硬掩模；在硬掩模之上形成第二材料層；在第二材料層之上形成光刻膠層；圖案化光刻膠層；在圖案化光刻膠層之上形成第一間隔件材料；蝕刻第一間隔件材料以從光刻膠層的頂面和第二材料層的頂面去除第一間隔件材料，留下位于圖案化光刻膠層的側(cè)壁上的第一間隔件；去除圖案化光刻膠層；將第一間隔件用作蝕刻掩模來圖案化第二材料層；去除第一間隔件；在圖案化第二材料層之上形成第二間隔件材料；蝕刻第二間隔件材料層以從第二材料層的頂面和硬掩模的頂面去除第二間隔件材料，留下位于圖案化第二材料層的側(cè)壁上的第二間隔件；去除圖案化第二材料層；將第二間隔件用作蝕刻掩模來圖案化硬掩模；去除第二間隔件；以及將硬掩模用作蝕刻掩模來圖案化第一材料層。
[0020]優(yōu)選地，蝕刻第一間隔件材料或蝕刻第二間隔件材料包括各向異性蝕刻工藝。
[0021]優(yōu)選地，形成第一材料層包括形成蝕刻終止層以及在蝕刻終止層之上形成絕緣材料，其中圖案化第一材料層包括去除絕緣材料的一部分，但是不去除蝕刻終止層的大部分。
[0022]優(yōu)選地，在蝕刻室中原位執(zhí)行形成第一間隔件材料、蝕刻第一間隔件材料、去除圖案化光刻膠層、圖案化第二材料層、去除第一間隔件、形成第二間隔件材料、蝕刻第二間隔件材料、去除圖案化第二材料層、圖案化硬掩模、去除第二間隔件以及圖案化第一材料層，而不從蝕刻室移除半導(dǎo)體器件。
[0023]優(yōu)選地，形成第二材料層包括形成底層以及在底層之上形成中間層。
[0024]優(yōu)選地，形成底層包括形成碳有機(jī)材料，或者形成中間層包括形成含硅碳膜。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了更加完整地理解本公開及其優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖進(jìn)行以下描述，其中:
[0026]圖1至圖16示出了根據(jù)本公開實施例的處于各個制造階段的半導(dǎo)體器件的截面圖；以及
[0027]圖17是示出根據(jù)實施例的制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。
[0028]除非另有說明，否則不同圖中的對應(yīng)數(shù)字和符號通常代表對應(yīng)的部件。各附圖清楚示出了實施例的相關(guān)方面并且不一定按比例繪制。
【具體實施方式】[0029]下面詳細(xì)討論本發(fā)明實施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，本公開提供了許多可以在各種具體環(huán)境中具體化的可應(yīng)用發(fā)明概念。所討論的具體實施例僅僅是說明本發(fā)明的制造和使用的具體方式，但不限制本公開的范圍。
[0030]本公開的實施例涉及用于形成半導(dǎo)體器件的導(dǎo)線的圖案化方法。本文將描述新穎的半導(dǎo)體器件制造方法。
[0031]圖1至圖16示出了根據(jù)本公開實施例的處于各個制造階段的半導(dǎo)體器件100的截面圖。首先參照圖1，示出了根據(jù)實施例的半導(dǎo)體器件100的截面圖。半導(dǎo)體器件100包括工件104。例如，工件104可包括半導(dǎo)體襯底102，其包括硅或其它半導(dǎo)體材料并且可以被絕緣層覆蓋。例如，襯底102可包括位于單晶硅之上的氧化硅。襯底102可包括其他導(dǎo)電層或其它半導(dǎo)體元件，例如晶體管，二極管等?；衔锇雽?dǎo)體(例如，GaAs、InP、Si/Ge或SiC)可用于替代硅。例如，襯底102可包括絕緣體上硅(SOI)襯底或絕緣體上鍺(GOI)襯底。工件104還可以包括例如在前段制程(FEOL)工藝中形成在襯底102內(nèi)或襯底上方的其它有源部件或電路(未示出)。
[0032]根據(jù)實施例，工件104包括第一部分102/106/108、設(shè)置在第一部分102/106/108之上的硬掩模110以及設(shè)置在硬掩模110之上的第二部分112/114。第一部分102/106/108包括襯底102以及設(shè)置在襯底102上方的蝕刻終止層106。例如，蝕刻終止層106包括絕緣材料，諸如含氮、含硅和含碳膜。在一些實施例中，蝕刻終止層106具有大約200埃的厚度。蝕刻終止層106可以可選地包括其它材料和尺寸。第一部分102/106/108還包括設(shè)置在蝕刻終止層106之上的絕緣材料層108。在一些實施例中，絕緣材料層108包括介電常數(shù)小于二氧化硅的介電常數(shù)(其約為3.9)的低介電常數(shù)(k)材料層。例如，絕緣材料層108可包括多孔介電含氧、含硅和含碳膜(例如，通常稱為SiOC膜)。在一些實施例中，絕緣材料層108具有大約1，000埃到大約2 μ m的厚度?？蛇x地，絕緣材料層108可包括其它材料和尺寸。
[0033]硬掩模110設(shè)置在絕緣材料層108之上。硬掩模110用于限定絕緣材料層108。硬掩模Iio包括金屬或氧化物材料，并具有大約300埃的厚度。例如，在一些實施例中，硬掩模110包括TiN?？蛇x地，硬掩模110可包括其它材料和尺寸。
[0034]工件104的第二部分112/114包括設(shè)置在硬掩模110上方的底層112以及設(shè)置在底層112上方的中間層114。在一些實施例中，底層112包括大約為1,000埃的碳有機(jī)材料，并且中間層114包括大約為330埃的含硅碳膜。可選地，底層112和中間層114可包括其它材料和尺寸。例如，在一些實施例中，中間層114輔助限定底層112。
[0035]蝕刻終止層106和絕緣材料層108在本文(例如，在一些權(quán)利要求中)被統(tǒng)稱為第一材料層106/108。底層112和中間層114在本文(例如，在一些權(quán)利要求中)被統(tǒng)稱為第二材料層112/114。
[0036]本公開的實施例包括圖案化圖1所示絕緣材料層108的新方法。材料層110、112和114包括在多步圖案化處理中使用的犧牲材料層。在多步圖案化處理中還使用一個光刻膠層116和兩個間隔件材料120(圖1未示出，參見圖3)和130 (參見圖8)，這將在本文進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
[0037]再次參照圖1，為了圖案化絕緣材料層108，首先，在工件104之上形成材料層116。在一些實施例中，材料層116包括光刻膠層。材料層116可以可選地包括其他類型的感光材料。在一些實施例中，材料層116具有大約750埃的厚度?？蛇x地，材料層116可包括其他材料和尺寸。
[0038]例如，通過將材料層116暴露給通過其上具有期望圖樣的光刻掩模傳輸或從該光刻掩模反射的光或能量，利用光刻來圖案化材料層116?？蛇x地，例如使用激光可以直接圖案化材料層116。如圖2所示，材料層116被顯影，并且灰化和/或蝕刻掉材料層116的未露出部分(或露出部分，這根據(jù)材料層116是包括正性光刻膠還是或負(fù)性光刻膠)。
[0039]在一些實施例中，例如，利用包括用于半導(dǎo)體器件100的最小部件尺寸的部件來圖案化材料層116。例如，在實施例中，包括材料層116的部件寬度的尺寸Cl1大約為48nm，并且包括材料層116的部件之間的間隔的尺寸d2大約為80nm?？蛇x地，圖案化材料層116可具有其它尺寸。
[0040]在沉積材料層116和圖案化材料層116之后，工件104被放置在蝕刻室中。在一些實施例中，工件104在用于圖案化絕緣材料層108的剩余制造工藝期間沒有從蝕刻室移除。例如，在這些實施例中，在蝕刻室中原位執(zhí)行圖3至圖14所示的制造步驟。
[0041]然后，如圖3所示，在圖案化材料層116之上形成第一間隔件材料120。在一些實施例中，通過向蝕刻室引入氣體來形成第一間隔件材料120。例如，在一些實施例中，通過將工件104暴露給[C(n)H(2n+2)+N2]等離子體或C(n)H(2n+2)等離子體來形成第一間隔件材料120，其中η = 1,2,3等等。例如,如果η = I,則[CH4+N2]等離子體或CH4等離子體用于形成第一間隔件材料120。作為另一實例，如果η = 2，則[C2H6+N2]等離子體或C2H6等離子體用于形成第一間隔件材料120。在一些實施例中，第一間隔件材料120包括含氮氫化非晶碳(a-C:H:N)膜或富碳膜。例如，第一間隔件材料120具有大約50nm或更小的厚度?？蛇x地，第一間隔件材料120可包括其它材料和尺寸。第一間隔件材料120有利地包括可在蝕刻室中形成的材料，而不從蝕刻室移除工件104。例如，在一些實施例中，第一間隔件材料120形成工藝有利地不使用化學(xué)汽相沉積(CVD)工藝，而這種工藝會包括從蝕刻室移除工件104并移動工件104到單獨的等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)室。
[0042]如圖4所示，將工件104暴露給蝕刻工藝，其從材料層116和中間層114的頂面去除第一間隔材料120。蝕刻工藝包括各向異性蝕刻工藝，其是用于與部件(諸如圖案化材料層116)側(cè)壁相比從工件104的露出頂面去除更多的第一間隔件材料120的定向蝕刻工藝。留在工件104上方的第一間隔件材料120位于圖案化材料層116的側(cè)壁上。例如,在一些實施例中，第一間隔件120具有包括約為半導(dǎo)體器件100的最小部件尺寸的1/2的尺寸d3的寬度。作為另一實例，在實施例中，尺寸d3大約為16nm。相鄰第一間隔件120之間的距離包括尺寸山，其中，尺寸d4大約為48nm。可選地，尺寸d3和d4可以是其它值。
[0043]如圖5所示，然后去除圖案化材料層116。然后，如圖6所示，第一間隔件120被用作蝕刻掩模，同時蝕刻掉部分中間層114和部分底層112。如圖7所示，利用蝕刻工藝和/或灰化工藝去除第一間隔件120。同樣如圖7所示，在一些實施例中，還去除中間層114。圖案化底層112具有與第一間隔件120基本相同的尺寸d3，并且如第一間隔件120，圖案化底層112中的部件通過基本相同的尺寸d4間隔開。
[0044]然后，如圖8所示，在圖案化底層112之上形成第二間隔件材料130。第二間隔件材料130包括通過與針對第一間隔件材料120描述的類似方法形成的類似材料。如圖9所示，利用各向異性蝕刻工藝蝕刻第二間隔件材料130，從底層112和硬掩模110的頂面去除第二間隔件材料130。部分第二間隔件材料130保留在圖案化底層112的側(cè)壁上，形成第二間隔件130。然后，如圖10所示去除圖案化底層112。
[0045]如圖10所示，第二間隔件130具有包括尺寸d5的寬度并且通過尺寸d6間隔開。在一些實施例中，第二間隔件130具有包括約為半導(dǎo)體器件100的最小部件尺寸的1/4的尺寸(15的寬度。例如,在一些實施例中，尺寸(15和d6大約為16nm。可選地,尺寸(15和(16可以是其他值。
[0046]如圖11所示，將第二間隔件130用作蝕刻掩模，使用蝕刻工藝圖案化硬掩模110。如圖12所示，然后利用蝕刻工藝和/或灰化工藝去除第二間隔件130。如圖13所示，將硬掩模110用作蝕刻掩模，然后圖案化絕緣材料層108的上部。絕緣材料層108中的圖案包括用于多條導(dǎo)線的溝槽。
[0047]如圖14所示，然后去除硬掩模110。如圖15所示，導(dǎo)電材料132在絕緣材料層108上方形成在工件104之上，填充絕緣材料層108中的圖案。例如，導(dǎo)電材料132可包括勢壘層、種子層、襯墊或它們的多層或組合(未示出)。例如，可利用電化學(xué)鍍(ECP)方法和/或其它沉積方法在層/襯墊上方形成諸如銅或銅合金的填充材料。如圖16所示，化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝和/或蝕刻工藝被用于從絕緣材料層108的頂面之上去除過量的導(dǎo)電材料132，在絕緣材料層108中形成進(jìn)出紙面延伸預(yù)定距離的多條導(dǎo)線132。導(dǎo)線132具有分別與圖10和圖13所示的第二間隔件130和硬掩模110基本相同的尺寸d5和d6。
[0048]接下來將描述若干可選的處理步驟和過程。在圖11至圖13中，在圖案化絕緣層108期間，第二間隔件材料130可以可選地保留在硬掩模110之上。在圖案化絕緣材料層108之后，第二間隔件材料130隨后被去除。在結(jié)構(gòu)中可以可選地保留硬掩模110 (未示出)。例如，在硬掩模110包括氧化物的實施例中，硬掩模110可以留在絕緣材料層108上方，并且可以在圖案化的硬掩模110和絕緣材料層108之上沉積導(dǎo)電材料132。在一些實施例中，如圖13所示，僅圖案化絕緣材料層108的一部分以形成用于導(dǎo)線132的圖案。可選地，可以圖案化絕緣材料層108的整個厚度，露出蝕刻終止層106的頂面(未示出)。還可以在用于絕緣材料層108的圖案化步驟中圖案化蝕刻終止層106的一部分(未示出)。在一些實施例中，作為另一實例，當(dāng)圖案化絕緣材料層108時，沒有去除蝕刻終止層106的大部分。
[0049]根據(jù)一些實施例，可以有利地在一個蝕刻室中執(zhí)行圖3至圖14所示的步驟，而不從蝕刻室中移除工件104。例如，在一些實施例中，在單個蝕刻室內(nèi)原位執(zhí)行形成第一間隔件材料120、蝕刻第一間隔件材料120、去除圖案化光刻膠層116、圖案化第二材料層112/114、去除第一間隔件120、形成第二間隔件材料130、蝕刻第二間隔件材料130、去除圖案化材料層112、圖案化硬掩模110、去除第二間隔件130以及圖案化材料層108，而不用從蝕刻室中移除半導(dǎo)體器件100。
[0050]圖17是示出根據(jù)實施例的制造半導(dǎo)體器件100的方法的流程圖140。首先，在步驟142中，提供工件104，其包括第一部分102/106/108、第二部分112/114以及設(shè)置在第一部分102/106/108和第二部分112/114之間的硬掩模110。在步驟144中，材料層116形成在工件104之上。在步驟146中，圖案化材料層116。在步驟148中，第一間隔件120形成在圖案化材料層116的側(cè)壁上。在步驟150中，去除圖案化材料層116。在步驟152中，將第一間隔件120用作蝕刻掩模，圖案化工件104的第二部分112/114。在步驟154中，去除第一間隔件120。在步驟156中，第二間隔件130形成在工件104的圖案化第二部分112的側(cè)壁上。在步驟158中，去除工件114的圖案化第二部分112。在步驟160中，將第二間隔件130用作蝕刻掩模，圖案化工件104的硬掩模110。在步驟162中，將硬掩模110用作蝕刻掩模，圖案化工件104的第一部分102/106/108(例如，絕緣材料層108的上部)。
[0051]本公開實施例的優(yōu)點包括提供了一種新穎的制造方法，其中，使用[C(n)H(2n+2)+N2]等離子體或C(n)H(2n+2)等離子體形成用于形成BEOL互連件132的間隔件120和130。根據(jù)實施例，溝槽形成在絕緣材料108中并使用鑲嵌工藝進(jìn)行填充以形成導(dǎo)線132。根據(jù)本公開的實施例，只使用一個光刻工藝來圖案化光刻膠116，可以實現(xiàn)具有1/4間距的導(dǎo)線132。在一些實施例中，使用CH4+N2等離子體或CH4等離子體原位形成用于形成溝槽的間隔件120和130，使得可在“一體化”工藝室中執(zhí)行間隔件120和130的沉積和蝕刻?？梢栽谖g刻室中有利地形成新型間隔件材料120和130，而無需將工件140移動到不同的處理室來形成間隔件材料120和130。
[0052]在結(jié)構(gòu)中只使用一個硬掩模110，但形成兩個間隔件材料120和130。只使用兩個沉積和蝕刻工藝用于間隔材料120和130的形成。文中描述的圖案化方法降低了制造成本并增加了產(chǎn)量。在一些實施例中，在低溫下(例如約60攝氏度)執(zhí)行用于間隔件材料120和130的沉積工藝。間隔件材料120和130高度共形，改善了間隔件120和130的形成。第一間隔件120用于限定中間層114和底層112，以及第二間隔件130用于限定硬掩模110。然后，硬掩模110用于限定下面的絕緣材料層108。這種新穎的半導(dǎo)體器件制造方法在制造工藝流程中很容易實現(xiàn)。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在工件之上形成材料層。工件包括第一部分、第二部分以及設(shè)置在第一部分和第二部分之間的硬掩模。圖案化材料層，并且第一間隔件形成在圖案化材料層的側(cè)壁上。去除圖案化材料層，并且將第一間隔件用作蝕刻掩模來圖案化工件的第二部分。去除第一間間隔件，并且第二間隔件形成在工件的圖案化第二部分的側(cè)壁上。去除工件的圖案化第二部分，并且將第二間隔件用作蝕刻掩模來圖案化工件的硬掩模。將硬掩模用作蝕刻掩模來圖案化工件的第一部分。
[0054]根據(jù)另一個實施例，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括:在襯底之上形成第一材料層；在第一材料層之上形成硬掩模；以及在硬掩模之上形成第二材料層。光刻膠層形成在第二材料層之上，并且圖案化光刻膠層。第一間隔件形成在圖案化光刻膠層的側(cè)壁上，并且去除圖案化光刻膠層。將第一間隔件用作蝕刻掩模來圖案化第二材料層，并且去除第一間隔件。第二間隔件形成在圖案化第二材料層的側(cè)壁上，并且去除圖案化第二材料層。將第二間隔件用作蝕刻掩模來圖案化硬掩模，并且去除第二間隔件。然后將硬掩模用作蝕刻掩模來圖案化第一材料層。
[0055]根據(jù)又一實施例，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括:在襯底之上形成第一材料層；在第一材料層之上形成硬掩模；在硬掩模之上形成第二材料層；以及在第二材料層之上形成光刻膠層。圖案化光刻膠層，并在圖案化光刻膠層之上形成第一間隔件材料。蝕刻第一間隔件材料以從光刻膠層的頂面和第二材料層的頂面去除第一間隔件材料，留下位于圖案化光刻膠層的側(cè)壁上的第一間隔件。去除圖案化光刻膠層，并將第一間隔件用作蝕刻掩模來圖案化第二材料層。去除第一間隔件，并在圖案化第二材料層之上形成第二間隔件材料。蝕刻第二間隔件材料以從第二材料層的頂面和硬掩模的頂面去除第二間隔材料，留下位于圖案化第二材料層的側(cè)壁上的第二間隔件。去除圖案化第二材料層，并將第二間隔件用作蝕刻掩模來圖案化硬掩模。去除第二間隔件，并將硬掩模用作蝕刻掩模來圖案化第一材料層。
[0056]盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明實施例及其優(yōu)點，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變、替換和更改。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解，可以改變文中描述的許多特征、功能、工藝、以及材料，而剩余的特征、功能、工藝、以及材料在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，本申請的范圍不旨在限于說明書中描述的工藝、機(jī)械裝置、制造、物質(zhì)組成、工具、方法、和步驟的特定實施例。根據(jù)本公開的內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)容易地理解，根據(jù)本公開與文中描述的對應(yīng)實施例執(zhí)行基本相同的功能或?qū)崿F(xiàn)基本相同結(jié)果的目前現(xiàn)有或即將開發(fā)的工藝、機(jī)械裝置、制造、物質(zhì)組成、工具、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求旨在包括在這種工藝機(jī)械裝置、制造、物質(zhì)組成、工具、方法或或步驟的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括: 在工件之上形成材料層，所述工件包括第一部分、第二部分以及設(shè)置在所述第一部分和所述第二部分之間的硬掩模； 圖案化所述材料層； 在圖案化材料層的側(cè)壁上形成第一間隔件； 去除所述圖案化材料層； 將所述第一間隔件用作蝕刻掩模來圖案化所述工件的所述第二部分； 去除所述第一間隔件； 在所述工件的圖案化第二部分的側(cè)壁上形成第二間隔件； 去除所述工件的所述圖案化第二部分； 將所述第二間隔件用作蝕刻掩模來圖案化所述工件的所述硬掩模；以及 將所述硬掩模用作蝕刻掩模來圖案化所述工件的所述第一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述材料層包括形成光刻膠層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述第一間隔件包括使用[C(n)H(2n+2)+N2]等離子體或C(n)H(2n+2)等離子體形成所述第一間隔件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述第二間隔件包括使用[C(n)H(2n+2)+N2]等離子體或C(n)H(2n+2)等離子體形成所述第二間隔件。
5.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括: 在襯底之上形成第一材料層； 在所述第一材料層之上形成硬掩模； 在所述硬掩模之上形成第二材料層； 在所述第二材料層之上形成光刻膠層； 圖案化所述光刻膠層； 在圖案化光刻膠層的側(cè)壁上形成第一間隔件； 去除所述圖案化光刻膠層； 將所述第一間隔件用作蝕刻掩模來圖案化所述第二材料層； 去除所述第一間隔件； 在圖案化第二材料層的側(cè)壁上形成第二間隔件； 去除所述圖案化第二材料層； 將所述第二間隔件用作蝕刻掩模來圖案化所述硬掩模； 去除所述第二間隔件；以及 將所述硬掩模用作蝕刻掩模來圖案化所述第一材料層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，形成所述第一間隔件或形成所述第二間隔件包括形成含氮氫化非晶碳(a-C:H:N)膜或富碳膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，圖案化所述光刻膠層包括圖案化所述半導(dǎo)體器件的最小部件尺寸。
8.—種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括: 在襯底之上形成第一材料層； 在所述第一材料層之上形成硬掩模；在所述硬掩模之上形成第二材料層； 在所述第二材料層之上形成光刻膠層； 圖案化所述光刻膠層； 在圖案化光刻膠層之上形成第一間隔件材料； 蝕刻所述第一間隔件材料以從所述光刻膠層的頂面和所述第二材料層的頂面去除所述第一間隔件材料，留下位于所述圖案化光刻膠層的側(cè)壁上的第一間隔件； 去除所述圖案化光刻膠層； 將所述第一間隔件用作蝕刻掩模來圖案化所述第二材料層； 去除所述第一間隔件； 在圖案化第二材料層之上形成第二間隔件材料； 蝕刻所述第二間隔件材料層以從所述第二材料層的頂面和所述硬掩模的頂面去除所述第二間隔件材料，留下位于所述圖案化第二材料層的側(cè)壁上的第二間隔件； 去除所述圖案化第二材料層； 將所述第二間隔件用作蝕刻掩模來圖案化所述硬掩模； 去除第二間隔件；以及 將所述硬掩模用作蝕刻掩模來圖案化第一材料層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，形成所述第一材料層包括形成蝕刻終止層以及在所述蝕刻終止層之上形成絕緣材料，其中圖案化所述第一材料層包括去除所述絕緣材料的一部分，但是不去除所述蝕刻終止層的大部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在蝕刻室中原位執(zhí)行形成所述第一間隔件材料、蝕刻所述第一間隔件材料、去除所述圖案化光刻膠層、圖案化所述第二材料層、去除所述第一間隔件、形成所述第二間隔件材料、蝕刻所述第二間隔件材料、去除所述圖案化第二材料層、圖案化所述硬掩模、去除所述第二間隔件以及圖案化所述第一材料層，而不從所述蝕刻室移除所述半導(dǎo)體器件。
【文檔編號】H01L21/033GK103545248SQ201210391190
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】蔡政勛, 李忠儒, 姚欣潔, 包天一 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司