[发明专利]二次图形的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种二次图形的形成方法。

背景技术

随着集成电路设计的最小线宽和间距的不断缩小，当曝光线条的特征尺寸接近于曝光系统的理论分辨极限时，光刻成像就会发生严重的畸变，从而导致光刻图形质量的严重下降。为了减小光学邻近效应的影响，工业界提出了光刻分辨率增强技术，其中的二次图形工艺(DPT：Double Patterning Technology)被认为是填补浸入式光刻和极紫外光刻(EUV)之间鸿沟的有力保障。

现有比较典型的二次图形工艺为两次光刻和两次刻蚀工艺(Litho Etch Litho Etch，LELE)工艺或者双重显影工艺(Dual-tone Development，DDT)。

LELE(Litho Etch Litho Etch)工艺是对同一待处理基底进行两次光刻和两次刻蚀，在待处理基底中形成半导体图形，使得两相邻半导体图形之间的最小间距相对于一次光刻和一次刻蚀变得更小。现有采用LELE(Litho Etch Litho Etch)工艺形成二次图形(double pattern)的过程包括：提供基底，在所述基底上依次形成待刻蚀材料层和第一光刻胶层，曝光光线通过第一掩模板对第一光刻胶层进行曝光，在第一光刻胶层中形成第一曝光区；进行显影工艺，去除第一光刻胶层中的第一曝光区，形成具有第一开口的第一光刻胶层；以第一光刻胶层为掩膜，沿第一开口刻蚀所述待刻蚀材料层，形成第二开口；去除第一光刻胶层，在待刻蚀材料层和基底上形成第二光刻胶层，曝光光线通过第二掩模板对第二光刻胶层进行曝光，在第二光刻胶层中形成第二曝光区；进行显影工艺，去除第二光刻胶层的第二曝光区，形成具有第三开口的第二光刻胶层；以第二光刻胶层为掩膜，沿第三开口刻蚀所述待刻蚀材料层，在待刻蚀材料层中形成第四开口；去除第二光刻胶层，在待刻蚀材料层中形成二次图形。

但是，前述LELE工艺形成的二次图形的尺寸和间距仍较大。

发明内容

本发明解决的问题是二次图形的制作过程中，怎样可以减小二次图形的尺寸和间距，同时采用的光掩模板的线宽尺寸可以保持较大，减小量光掩模板的制作难度和制作费用。

为解决上述问题，本发明提供一种二次图形的形成方法，包括：

提供基底，所述基底表面形成有第一硬掩膜层，第一硬掩膜层表面形成有第二硬掩膜层；图形化所述第二硬掩膜层，在所述第一硬掩膜层表面形成若干分立的第一图形；形成覆盖所述第一图形和第一硬掩膜层表面的光刻胶层，所述光刻胶层中包括光致产酸剂；对所述第一图形之间的光刻胶层进行第一曝光，被曝光的光刻胶层中的光致产酸剂产生酸；进行负显影工艺，去除未曝光的光刻胶层，在相邻的第一图形之间形成第二图形；以所述第二图形和第一图形为掩膜，刻蚀所述第一硬掩膜层。

可选的，所述被曝光部分的光刻胶为亲水且不溶于负显影工艺时采用的显影液，未曝光的部分光刻胶为不亲水且溶于负显影工艺时采用的显影液。

可选的，所述第一曝光的能量为。。所述负显影工艺采用的显影液为乙酸正丁酯、二醇醚或芳径。

可选的，所述对第一图形之间的光刻胶层进行第一曝光采用第一光掩膜板，所述第一光掩膜板具有与若干第二图形对应的若干第一开口。

可选的，所述通过显影去除未曝光的光刻胶层步骤之前，还包括：对所述第一图形顶部表面的光刻胶层进行第二曝光。

可选的，所述对所述第一图形顶部表面的光刻胶层进行第二曝光采用第二光掩模板，所述第二光掩模板中具有与第一图形对应的若干第二开口。

可选的，所述第二曝光的光刻胶层的尺寸与第一图形的尺寸对应。

可选的，所述进行第一曝光和第二曝光后，通过负显影工艺去除未曝光的光刻胶层，在相邻的第一图形之间形成第二图形，在第一图形顶部表面形成第三图形。

可选的，以所述第一图形、第三图形和第二图形为掩膜，刻蚀所述第一硬掩膜层。

可选的，图形化所述第二硬掩膜层的过程包括：在所述第二掩膜层表面形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层中具有暴露出第二掩膜层表面若干开口；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二掩膜层，在第一掩膜层表面形成若干分立的第一图形；去除所述图形化的光刻胶层。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：