[发明专利]半导体器件的制造方法

权利要求书

1.一种形成半导体器件的微细图案的方法，该方法包括：

在半导体衬底上方形成蚀刻目标层、硬掩模层、底部抗反射涂(BARC)层和含硅(Si)的第一光刻胶图案；

在所述第一光刻胶图案的表面上方形成有机层；

在所述BARC层和所述有机层上方形成含硅(Si)的第二光刻胶层；

实施第一蚀刻过程，使得所述第二光刻胶层保留在所述第一光刻胶图案之间的所述BARC层上，并且成为第二光刻胶图案；

移除在所述第一光刻胶图案上和在所述第一和第二光刻胶图案之间的所述有机层以及在所述有机层下方形成的所述BARC层；

通过使用所述第一和第二光刻胶图案作为蚀刻掩模的第二蚀刻过程来蚀刻所述硬掩模层，由此形成硬掩模图案；和

通过使用所述硬掩模图案作为蚀刻掩模的第三蚀刻过程来蚀刻所述蚀刻目标层。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻目标层包括绝缘层、导电层或层间绝缘层的膜。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述硬掩模层具有包括非晶碳层和氮氧化硅(SiON)层的堆叠结构。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一光刻胶图案具有临界尺寸(CD)，所述临界尺寸是后续形成的微细图案的间距的大约一半。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述有机层是非晶碳层。

6.如权利要求1所述的方法，其中在所述BARC层上方形成所述有机层。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述有机层由相对于所述第二光刻胶层和所述第一光刻胶图案的材料具有不同的蚀刻选择性的材料形成。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述有机层具有与所述BARC层基本相同的蚀刻选择性。

9.如权利要求1所述的方法，其中在所述第一光刻胶图案的侧面上沉积的有机层的厚度是后续形成的微细图案的间距的大约一半。

10.如权利要求1所述的方法，其中通过回蚀刻过程蚀刻所述第二光刻胶层。

11.如权利要求1所述的方法，其中在所述第一蚀刻过程期间，所述第二光刻胶图案保留至不高于所述第一光刻胶图案的高度。

12.如权利要求1所述的方法，其中通过干式蚀刻过程移除所述有机层。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述有机层相对于所述第一光刻胶图案材料和所述第二光刻胶层具有不同的蚀刻选择性。

14.如权利要求6所述的方法，其中在所述有机层的移除过程期间，在所述BARC层上形成的所述有机层保留在所述第一光刻胶图案和所述第二光刻胶图案上。

15.如权利要求1所述的方法，其中在所述第一光刻胶图案之间形成所述第二光刻胶图案。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述第二蚀刻过程包括实施干式蚀刻过程。

17.一种形成半导体器件的微细图案的方法，该方法包括：

在半导体衬底上方形成蚀刻目标层、硬掩模层、BARC层和含硅(Si)的第一光刻胶图案，其中所述半导体衬底包括单元栅极区域、选择性晶体管区域和周边区域；

在所述第一光刻胶图案的表面上方形成有机层；

在所述BARC层和所述有机层上方形成含硅(Si)的第二光刻胶层；

移除在所述选择性晶体管区域和所述周边区域中形成的所述第二光刻胶层；

实施第一蚀刻过程，使得在所述单元栅极区域中形成的所述第二光刻胶层保留在所述第一光刻胶图案之间的所述BARC层上，并且成为第二光刻胶图案；

移除在所述第一光刻胶图案上和在所述第一和第二光刻胶图案之间的所述有机层以及在所述单元栅极区域中的所述有机层下方形成的所述BARC层；

通过使用所述第一和第二光刻胶图案作为蚀刻掩模的第二蚀刻过程来蚀刻所述硬掩模层，由此形成硬掩模图案；以及

通过使用所述硬掩模图案作为蚀刻掩模的第三蚀刻过程来蚀刻所述蚀刻目标层。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述蚀刻目标层由硅化钨(WSi_x)层形成。