[发明专利]具有细微图案的半导体元件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有细微图案的半导体元件的制备方法，特别涉及一种具有细微图案的半导体元件的制备方法，其整合二层光致抗蚀剂层及一次曝光工艺。

背景技术

随着元件集成度增加，半导体工艺的光刻技术需要更高的解析度方可达到元件的精密度需求。光刻技术经常应用于半导体基板上制备电子元件或光电元件，通过光刻技术制备的光致抗蚀剂图案则作为蚀刻或离子注入的掩模。因此，元件集成度取决于光致抗蚀剂图案的细微程度。

增加解析度的方法之一是采用较短波长的光源，例如采用氟化氪(KrF)激光所产生的深紫外光(波长248纳米)或氟化氩(ArF)激光所产生深紫外光(波长193纳米)做为光刻曝光的光源。另一种增加解析度的方法是采用双重图案化(double patterning)技术，其通过第一曝光/蚀刻工艺在半导体基板上形成初步图案，再通过在初步图案上进行第二曝光/蚀刻工艺形成最终想要的图案。然而，双重图案化技术必须进行二次曝光工艺，需要非常精密的对位技术。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种一种具有细微图案的半导体元件的制备方法，其整合二层光致抗蚀剂层及一次曝光工艺。

本发明的一实施例提供一种具有细微图案的半导体元件的制备方法，其包含下列步骤：提供一半导体基板；形成一第一光致抗蚀剂层于该半导体基板上；形成一第二光致抗蚀剂层于该第一光致抗蚀剂层上；以及进行一曝光工艺以改变该第一光致抗蚀剂层的至少一第一区域的状态并改变该第二光致抗蚀剂层的至少一第二区域的状态。

公知双重图案化技术必须进行二次曝光工艺，需要非常精密的对位技术；相对地，本发明的实施例仅需要进行一次曝光工艺即可实现双重图案化技术，因此不需要精密的对位技术。

上文已相当广泛地概述本发明的技术特征，以使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的专利保护范围标的的其它技术特征将描述于下文。本发明所属技术领域中普通技术人员应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域中普通技术人员也应了解，这类等效建构无法脱离所附的权利要求所界定的本发明的精神和范围。

附图说明

通过参照前述说明及下列附图，本发明的技术特征得以获得完全了解。

图1为剖示图，其例示本发明一实施例的半导体基板；

图2例示本发明一实施例的曝光工艺；

图3为剖示图，其例示本发明一实施例的曝光光束的应用；

图4为剖示图，其例示本发明一实施例的第二光致抗蚀剂层的显影工艺；

图5及图6为剖示图，其例示本发明一实施例的第一光致抗蚀剂层的蚀刻工艺；以及

图7及图8为剖示图，其例示本发明一实施例的目标层的蚀刻工艺。

上述附图中的附图标记说明如下：

11半导体基板

13目标层

15孔洞

21第一光致抗蚀剂层

23第一区域

25其它区域

27开口

29开口

31第二光致抗蚀剂层

33第二区域

35其它区域

37开口

43间距

45间距

50光掩模

51透光基板

53遮光图案

60曝光光束

61波峰

63波谷

65临限强度

67临限强度

100半导体元件

具体实施方式

图1至图8例示本发明一实施例的具有细微图案的半导体元件100的制备方法。图1为剖示图，其例示本发明一实施例的半导体基板11。在本发明的一实施例中，首先在该半导体基板11(例如硅基板)上形成一目标层13(例如氧化物层)；之后，通过涂布工艺以形成一第一光致抗蚀剂层21于该目标层13上以及一第二光致抗蚀剂层31于该第一光致抗蚀剂层21上。在本发明的一实施例中，该第二光致抗蚀剂层31直接形成于该第一光致抗蚀剂层21上，也即该第一光致抗蚀剂层21及该第二光致抗蚀剂层31之间没有中间层。