[发明专利]用KrF及其以下工艺制作半导体器件长方形孔的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件制作的工艺方法，尤其是一种用KrF工艺制作半导体器件长方形孔的方法。

背景技术

在半导体器件一些特殊工艺的关键层次中，存在长方形孔的图形结构，例如长方形接触孔和双极型晶体管的发射极窗口。由于光学近似效应，长方形孔长度方向通常有明显的缩头现象，并且随着尺寸减小变得更为严重，图形的保真度要求成为工艺中的难点，同时也无法保证足够的工艺窗口，如图1和图2所示，图1中设计的小尺寸的长方形孔在刻蚀之后已经变成图2所示的椭圆形。对于宽度尺寸小于0.15um的长方形孔，现有的KrF(波长248nm)工艺已经开始无能为力，通常的解决办法是采用ArF(波长193nm)工艺，但这意味着巨大提高成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用KrF工艺及其以下工艺制作半导体器件长方形孔的方法，能够用成本低廉的工艺方法，制作合格的小尺寸长方形孔，避免缩头现象的发生。

为解决上述技术问题，本发明用KrF及其以下工艺制作半导体器件长方形孔的方法的技术方案是，包括如下步骤：

在长方形孔的位置上，用光刻胶光刻定义尺寸为D1×D2的中空的第一长方形图形，其中D1≤D2；

然后在中空长方形图形上涂布光刻胶，并光刻定义尺寸为D3×D4的中空的第二长方形图形，其中D3≤D4，所述第一长方形图形长度为D2的边与所述第二长方形图形长度为D4的边垂直，并且D3≤D2，D1≤D4；

对所述第一长方形图形和第二长方形图形所叠加的尺寸为D1×D3的区域进行刻蚀，得到长方形孔。

本发明通过两步光刻，形成具有高保真度的小尺寸长方形孔图形，避免了缩头现象的发生，而且所采用的工艺方法成本低廉，容易实现。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1和图2为现有技术所制作小尺寸长方形孔的示意图；

图3和图4为本发明用KrF及其以下工艺制作半导体器件长方形孔的方法的原理示意图；

图5为本发明用KrF及其以下工艺制作半导体器件长方形孔的方法各步骤工艺的俯视图；

图6为本发明用KrF及其以下工艺制作半导体器件长方形孔的方法各步骤工艺的侧面剖视图。

图中附图标记为，1.光刻胶；2.光刻胶；3.第一长方形图形；4.第二长方形图形；5.有机抗反射层；6.长方形孔

具体实施方式

本发明公开了一种用KrF及其以下工艺制作半导体器件长方形孔的方法，本发明所说的KrF及其以下工艺是指工艺线宽不大于KrF工艺的半导体制造工艺，主要包括诸如KrF，I-line(波长365nm)和G-line(波长436nm)工艺，如图3和图4所示，以KrF工艺为例，包括如下步骤：

在长方形孔的位置上，用KrF光刻胶光刻定义尺寸为D1×D2的中空的第一长方形图形，其中D1≤D2；

然后在中空长方形图形上涂布光刻胶，并光刻定义尺寸为D3×D4的中空的第二长方形图形，其中D3≤D4，所述第一长方形图形长度为D2的边与所述第二长方形图形长度为D4的边垂直，并且D3≤D2，D1≤D4；

对所述第一长方形图形和第二长方形图形所叠加的尺寸为D1×D3的区域进行刻蚀，得到长方形孔。

在定义得到所述第一长方形图形之后，在其上面涂布一层有机抗反射层，之后再涂布光刻胶并定义第二长方形图形，在定义第二长方形图形之后，先将暴露在D1×D3区域中的有机抗反射层刻蚀掉，然后在继续刻蚀长方形孔。

在0.18技术节点及其以下的一些特殊工艺中，包括BCD(Bipolar CMOSDMOS)，SBC(SiGe bipolar CMOS)等，一些关键层次存在的长方形孔，例如长方形接触孔(sub CT)和双极型晶体管的发射极窗口(emitter window)。随着尺寸减小，用通常的一步KrF工艺，图形的保真度和工艺窗口无法保证。为解决上述问题，本发明利用现有KrF工艺，通过两步光刻，形成具有高保真度的长方形孔。如图5和图6所示，首先在长方形孔的位置上定义第一长方形图形，该长方形图形周围由光刻胶1包围，然后可以在上面制作一层有机抗反射层5，再涂布第二层光刻胶2，并定义第二长方形图形，两个长方形图形叠加的区域就是小尺寸长方形孔的区域，对该区域进行刻蚀就可以得到小尺寸长方形孔。

综上所述，本发明通过两步光刻，形成具有高保真度的小尺寸长方形孔图形，避免了缩头现象的发生，而且所采用的工艺方法成本低廉，容易实现。