專利名稱：圖形化膜層的方法
技術領域：
本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及圖形化膜層的方法。
背景技術：
隨著半導體技術的發展，形成金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的工藝中，為了減小接觸栓塞與單晶硅與多晶硅的接觸電阻，會形成金屬硅化物。通常形成自對準金屬硅化物的方法為將鈷、鎳、鈦等金屬與硅反應。現有技術中，形成金屬硅化物的工藝為提供硅基底，在硅基底上形成一層硅的氧化物；接著，在硅的氧化物上形成光刻膠層；之后，對光刻膠層進行曝光、顯影在光刻膠層中形成圖形，該圖形定義出即將刻蝕的硅的氧化物的圖形；之后，以圖形化后的光刻膠為掩膜濕法刻蝕硅的氧化物，將光刻膠層的圖形轉移到硅的氧化物層；接著，去除圖形化的光刻膠層，并以圖形化的硅的氧化物層為掩膜在沒有被硅的氧化物覆蓋的部分將鈷、鎳、鈦等金屬與硅反應形成金屬硅化物。這層圖形化的硅的氧化物層被稱為自對準硅化物阻擋塊 (silicide area block，SAB)。隨著集成電路的發展，需要形成的SAB的線寬越來越小，因此在形成SAB時，對光刻膠成像的分辨率需要越來越高，而光刻膠的成像分辨率與曝光光源的波長成反比，因此縮小曝光光源的波長成為提高光刻膠成像分辨率的主要途徑。曝光光源的種類包括近紫外光(Near Ultra-Violet，NUV)、中紫外光(Mid Ultra_Violet，MUV)、深紫外光(De印Ultra-Vi0let，NUV)、X射線(X_ray)等，相應的，光刻膠也分為NUV光刻膠、 MUV光刻膠、DUV光刻膠、X射線光刻膠等。其中MUV光刻膠可以實現的最小線寬為350nm(納米)，具有相對成熟的工藝。DUV光刻膠可以實現的最小線寬為130nm。現有技術中，形成SAB 工藝中使用MUV光刻膠，隨著半導體工藝的發展，在需要形成的SAB的最小線寬小于或等于 350nm時，現有的MUV光刻膠工藝已不能滿足工藝的需求，需要利用DUV光刻膠實現，然而， 在以DUV光刻膠為掩膜去除沒有被其覆蓋的硅的氧化物時，需要用到濕法刻蝕，而DUV光刻膠不能耐受濕法刻蝕，會被濕法刻蝕腐蝕，導致DUV光刻膠的圖形被破壞。利用DUV光刻膠對半導體工藝中的其他膜層進行圖形化，在需要用到濕法刻蝕去除沒有被DUV光刻膠覆蓋的部分時，同樣也有這樣的問題。現有技術中，有許多關于利用光刻膠圖形化膜層的方法，例如2006年5月31日公開的公開號為1779571的中國專利公開的“圖形化膜層與障壁的形成方法”，然而，均沒有解決上述問題。
發明內容
本發明解決的問題是當膜層圖形的線寬縮小至小于等于350nm時，必須用深紫外光刻技術制作圖形，而膜層后續的濕法刻蝕又不允許深紫外光刻膠做掩膜的矛盾。為解決上述問題，本發明具體實施例提供圖形化膜層的方法，包括提供基底，所述基底上形成有膜層；在所述膜層上形成耐受濕法刻蝕的中間層；
在所述中間層上形成圖形化的深紫外光刻膠層，定義出所述膜層需要去除的區域；以所述圖形化的深紫外光刻膠層為掩膜，去除所述中間層沒有被所述圖形化的深紫外光刻膠層覆蓋的部分，形成圖形化的中間層；去除所述圖形化的深紫外光刻膠層；以所述圖形化的中間層為掩膜刻蝕所述膜層；去除所述圖形化的中間層。可選的，所述中間層耐受濕法刻蝕。可選的，所述膜層刻蝕后作為自對準硅化物阻擋層。可選的，所述膜層的材料為硅的氧化物。可選的，所述膜層的材料為富硅氧化物或者氧化硅、氮氧化硅和氧化硅的三層結構。可選的，刻蝕所述膜層的方法為濕法刻蝕或者濕法加干法刻蝕。可選的，所述中間層為中紫外光刻膠層。可選的，去除所述中間層沒有被所述圖形化的深紫外光刻膠層覆蓋的部分的方法為干法刻蝕。可選的，去除所述圖形化的中紫外光刻膠層的方法為灰化。可選的，在所述中間層上形成圖形化的深紫外光刻膠層包括在所述中間層上形成深紫外光刻膠層；對所述深紫外光刻膠層進行曝光、顯影形成圖形化的深紫外光刻膠層。可選的，去除所述圖形化的深紫外光刻膠層的方法為灰化。與現有技術相比，本發明具體實施例具有以下優點本技術方案在膜層上先形成耐受濕法刻蝕的中間層，之后在中間層上形成圖形化的深紫外光刻膠層，之后將深紫外光刻膠層的圖形轉移到中間層中，去除所述圖形化的深紫外光刻膠層后，以圖形化的中間層為掩膜刻蝕膜層。中間層可耐受濕法刻蝕，即使需要對膜層進行濕法刻蝕，由于在對膜層進行濕法刻蝕時，圖形化的深紫外光刻膠層已經被去除， 可以利用以上的方法對膜層進行濕法刻蝕或濕法加干法刻蝕，以實現對膜層的圖形化，且保證膜層中圖形的線寬可以小于等于350nm。解決現有技術中，當膜層圖形的線寬縮小至小于等于350nm時，必須用深紫外光刻技術制作圖形，而膜層后續的濕法刻蝕又不允許深紫外光刻膠做掩膜的矛盾。
圖1為本發明具體實施例的圖形化膜層的方法的流程示意圖；圖2 圖7為本發明具體實施例的圖形化膜層的方法的剖面結構示意圖。
具體實施例方式本發明具體實施例的圖形化膜層的方法，將耐受濕法刻蝕的中間層和深紫外光刻膠層結合，先將深紫外光刻膠層上的圖形轉移到中間層，這樣中間層的線寬也就與深紫外光刻膠層相同，去除深紫外中間層后，可以以圖形化后的中間層為掩膜對膜層進行刻蝕，實現膜層的線寬小于或等于350nm。為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣。因此本發明不受下面公開的具體實施方式
的限制。圖1為本發明具體實施例的圖形化膜層的方法的流程示意圖，參考圖1，本發明具體實施例的圖形化膜層的方法，包括步驟S11，提供基底，所述基底上形成有膜層；步驟S12，在所述膜層上形成耐受濕法刻蝕的中間層；步驟S13，在所述中間層上形成圖形化的深紫外光刻膠層，定義出所述膜層需要去除的區域；步驟S14，以所述圖形化的深紫外光刻膠層為掩膜，去除所述中間層沒有被所述圖形化的深紫外光刻膠層覆蓋的部分，形成圖形化的中間層；步驟S15，去除所述圖形化的深紫外光刻膠層；步驟S16，以所述圖形化的中間層為掩膜刻蝕所述膜層；步驟S17，去除所述圖形化的中間層。圖2 圖7為本發明具體實施例的圖形化膜層的方法的剖面結構示意圖，結合參考圖1和圖2 圖7詳述本發明具體實施例的圖形化膜層的方法。結合參考圖1和圖2，執行步驟S11，提供基底20，所述基底20上形成有膜層21。 本發明中，基底20的材料為單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III-V族元素化合物、單晶碳化硅或絕緣體上硅(SOI)結構。基底20內形成有器件結構(未示出)，例如可以為源極、漏極，基底20上形成有柵極。本發明具體實施例中，基底20的材料為單晶硅。本發明具體實施例中，膜層21的材料為硅的氧化物，例如可以為富硅氧化物 (silicon rich oxide, SR0)，也可以為包括氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)和氧化硅 (SiO2)的三層結構。本發明具體實施例中，膜層21的材料為富硅氧化物(silicon rich oxide，SR0)，其形成方法為等離子體化學氣相沉積，采用單硅烷(SiH4)、氧氣(O2)和稀有氣體如氬(Ar)的氣體混合物作為制備氣體。也可以用另一種硅烷氣體，例如二硅烷(Si2H6) 氣體和正硅酸乙酯(TE0Q氣體取代單硅烷氣體。也可以使用含氧氣體，例如一氧化二氮 (N2O)氣體或者臭氧(O3)取代氧氣。本發明具體實施例中，膜層21不限于刻蝕后作為SAB，也可以為其他用途的膜層， 例如作為層間介質層的氧化硅，只要用到深紫外光刻膠技術制作圖形，但對膜層需要濕法刻蝕時，深紫外光刻膠層又不能做掩膜時，即可以用本發明的方法。結合參考圖1和圖3，執行步驟S12，在所述膜層21上形成耐受濕法刻蝕的中間層 22。在膜層21需要用濕法刻蝕時，中間層22要耐受濕法刻蝕，即中間層22不會被濕法腐蝕。本發明具體實施例中，膜層21刻蝕后作為自對準硅化物阻擋塊，對膜層21的圖形化需要用到濕法刻蝕，因此中間層22應耐受濕法刻蝕。本實施例中的中間層22選用中紫外光刻膠層。形成中紫外光刻膠層的方法可以為旋涂、滴涂等，中紫外光刻膠層的厚度根據實際工藝需要進行確定。
結合參考圖1和圖3，執行步驟S13，在所述中間層22上形成圖形化的深紫外光刻膠層23，定義出所述膜層21需要去除的區域。具體的方法為在中間層22上形成深紫外光刻膠層，其形成方法為旋涂或滴涂等，深紫外光刻膠層的厚度根據實際工藝需要進行確定；然后，利用與深紫外光刻膠層匹配的深紫外線對深紫外光刻膠層進行曝光，對曝光后的深紫外光刻膠層進行顯影即得到圖形化的深紫外光刻膠層23，該圖形化的深紫外光刻膠層定義出膜層21需要去除的區域。結合參考圖1和圖4，執行步驟S14，以所述圖形化的深紫外光刻膠層23為掩膜， 去除中間層22沒有被所述圖形化的深紫外光刻膠層23覆蓋的部分，形成圖形化的中間層 22。在去除了沒有被所述圖形化的深紫外光刻膠層23覆蓋的部分中間層22后，圖形化的深紫外光刻膠層23的圖形即轉移到了中間層22，形成了圖形化的中間層22，相應的圖形化的中間層22也定義出膜層21需要被去除的區域。本發明具體實施例中，去除沒有被圖形化的深紫外光刻膠層23覆蓋的中間層的方法為干法刻蝕，中間層22為中紫外光刻膠層。需要說明的是，本發明具體實施例中，中間層選用中紫外光刻膠層，但本發明中， 中間層不限于中紫外光刻膠層，也可以為其他的中間層，只要能進行干法刻蝕而且耐住濕法刻蝕的有機材料就可以滿足本發明的中間層的要求。結合參考圖1和圖5，執行步驟S15，去除所述圖形化的深紫外光刻膠層。本發明具體實施例中，去除圖形化的深紫外光刻膠層的方法為灰化。在去除了圖形化的深紫外光刻膠層后，圖形化的中間層22作為之后刻蝕膜層21的掩膜層，定義出了膜層21需要被去除的區域。結合參考圖1和圖6，執行步驟S16，以所述圖形化的中間層22為掩膜刻蝕所述膜層21。其中，根據膜層21的材料選擇適合的刻蝕方法，本發明具體實施例中，膜層21刻蝕后作為自對準硅化物阻擋塊，選用濕法刻蝕膜層21，或者選用濕法加干法刻蝕膜層21。在其他實施例中，當膜層21的材料發生變化時，對其的刻蝕方法根據其材料做相應的調整。結合參考圖1和圖7，執行步驟S17，去除所述圖形化的中間層。本發明具體實施例中，中間層為中紫外光刻膠層，去除圖形化的中紫外光刻膠層的方法為灰化。本技術方案在膜層上先形成耐受濕法刻蝕的中間層，之后在中間層上形成圖形化的深紫外光刻膠層，之后將深紫外光刻膠層的圖形轉移到中間層中，去除所述圖形化的深紫外光刻膠層后，以圖形化的中間層為掩膜刻蝕膜層。中間層可耐受濕法刻蝕，即使需要對膜層進行濕法刻蝕，由于在對膜層進行濕法刻蝕時，圖形化的深紫外光刻膠層已經被去除， 可以利用以上的方法對膜層進行濕法刻蝕或濕法加干法刻蝕，以實現對膜層的圖形化，且保證膜層中圖形的線寬可以小于等于350nm。解決現有技術中，當膜層圖形的線寬縮小至小于等于350nm時，必須用深紫外光刻技術制作圖形，而膜層后續的濕法刻蝕又不允許深紫外光刻膠做掩膜的矛盾。本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。
權利要求
1.一種圖形化膜層的方法，其特征在于，包括 提供基底，所述基底上形成有膜層；在所述膜層上形成耐受濕法刻蝕的中間層；在所述中間層上形成圖形化的深紫外光刻膠層，定義出所述膜層需要去除的區域； 以所述圖形化的深紫外光刻膠層為掩膜，去除所述中間層沒有被所述圖形化的深紫外光刻膠層覆蓋的部分，形成圖形化的中間層； 去除所述圖形化的深紫外光刻膠層； 以所述圖形化的中間層為掩膜刻蝕所述膜層； 去除所述圖形化的中間層。
2.如權利要求1所述的圖形化膜層的方法，其特征在于，所述膜層刻蝕后作為自對準硅化物阻擋塊。
3.如權利要求2所述的圖形化膜層的方法，其特征在于，所述膜層的材料為硅的氧化物。
4.如權利要求2所述的圖形化膜層的方法，其特征在于，所述膜層的材料為富硅氧化物或者氧化硅、氮氧化硅和氧化硅的三層結構。
5.如權利要求3或4所述的圖形化膜層的方法，其特征在于，刻蝕所述膜層的方法為濕法刻蝕或者濕法加干法刻蝕。
6.如權利要求1所述的圖形化膜層的方法，其特征在于，所述中間層為中紫外光刻膠層。
7.如權利要求6所述的圖形化膜層的方法，其特征在于，去除所述中間層沒有被所述圖形化的深紫外光刻膠層覆蓋的部分的方法為干法刻蝕。
8.如權利要求6所述的圖形化膜層的方法，其特征在于，去除所述圖形化的中紫外光刻膠層的方法為灰化。
9.如權利要求1所述的圖形化膜層的方法，其特征在于，在所述中間層上形成圖形化的深紫外光刻膠層包括在所述中間層上形成深紫外光刻膠層；對所述深紫外光刻膠層進行曝光、顯影形成圖形化的深紫外光刻膠層。
10.如權利要求9所述的圖形化膜層的方法，其特征在于，去除所述圖形化的深紫外光刻膠層的方法為灰化。
全文摘要
一種圖形化膜層的方法，包括提供基底，所述基底上形成有膜層；在所述膜層上形成中間層；在所述中間層上形成圖形化的深紫外光刻膠層，定義出所述膜層需要去除的區域；以所述圖形化的深紫外光刻膠層為掩膜，去除所述中間層沒有被所述圖形化的深紫外光刻膠層覆蓋的部分，形成圖形化的中間層；去除所述圖形化的深紫外光刻膠層；以所述圖形化的中間層為掩膜刻蝕所述膜層；去除所述圖形化的中間層。解決現有技術中，當膜層圖形的線寬縮小至一定尺寸及更小(小于等于350nm)時，必須用深紫外光刻技術制作圖形，而膜層后續的濕法刻蝕又不允許深紫外光刻膠做掩膜的矛盾。
文檔編號H01L21/027GK102315100SQ20111030021
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者于世瑞, 于濤, 孔蔚然, 宗登剛, 徐愛斌 申請人:上海宏力半導體制造有限公司