一种细线宽硅化物阻挡层图案形成方法 【技术领域】
本发明涉及半导体工艺领域，具体涉及一种细线宽硅化物阻挡层图案形成方法。
背景技术
随着集成电路的集成度不断提高，集成电路向亚微米、深亚微米方向快速发展，其图案线宽也将越来越细，这对半导体工艺提出了更高的要求。因此，对如何实现细线宽图案进行深入研究以适应半导体工艺的新要求已成为一个刻不容缓的课题。
光刻技术(Lithograph)是实现集成电路图案的关键工艺技术。在光刻技术中，将感光材料(光刻胶)涂覆于基底的薄膜上，采用与光刻胶感光特性相应的波段的光，透过具有特定图案的掩膜板照射至光刻胶表面，经显影后形成与掩膜板上的图案相对应的光刻胶图形。在集成电路的后续工艺中，以此光刻胶图形作为阻挡层对其下的薄膜进行选择性刻蚀，便可以将掩膜板上的图案完整地转移到基底的薄膜上。集成电路的图案线宽越细，要求光刻胶的成像分辨率越高，而光刻胶的成像分辨率与曝光光源的波长成反比，因此，缩小曝光光源的波长成为实现细线宽图案的主要途径。
目前，随着集成电路的发展，光刻技术经历了G线光刻(436nm)、I线光刻(365nm)、KrF深紫外光刻(248nm)以及ArF深紫外光刻(193nm)等发展历程。曝光光源的种类包括近紫外光(Near Ultra-Violet，NUV)、中紫外光(Mid Ultra-Violet，MUV)、深紫外光(Deep Ultra-Violet，DUV)、X-光(X-Ray)等多种，而与其配套的光刻胶也分为NUV光刻胶、MUV光刻胶、DUV光刻胶、X-射线光刻胶等。其中，MUV光刻胶可以实现350～450nm的线宽，具有相对成熟的工艺技术，能满足大部分大规模集成电路及超大规模集成电路的制作，然而受到波长的限制，350nm的线宽已经成为MUV光刻的极限。与之相比，DUV光刻胶可以实现更细线宽的图案，目前主要应用于存储器生产领域，但是DUV光刻工艺的成本相对较高且DUV光刻胶在HF溶液中容易剥离或者倒掉，具有一定的工艺局限性，且DUV光刻工艺的成熟性和普及性远远不及MUV光刻工艺。有鉴于此，在当今小线宽工艺技术大规模发展的形势下，能够利用MUV光刻实现更细线宽的应用对于降低生产成本、提高生产效率就非常有实用意义。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种细线宽硅化物阻挡层图案形成方法，突破MUV光刻胶的原有光刻极限，将其应用延伸至350nm以下的线宽技术领域。
本发明提供一种细线宽硅化物阻挡层图案形成方法，包括：提供硅衬底以及位于所述硅衬底上的待刻蚀硅化物阻挡层；通过涂胶、中紫外光刻、显影在所述待刻蚀硅化物阻挡层表面上形成中紫外光刻胶图形；通过干法刻蚀工艺修整所述中紫外光刻胶图形的侧表面，使得所述中紫外光刻胶图形的线宽变细；用修整后的中紫外光刻胶图形作为阻挡层对所述待刻蚀硅化物阻挡层进行选择性刻蚀以形成细线宽硅化物阻挡层图案；去除所述中紫外光刻胶图形。
优选的，所述待刻蚀硅化物阻挡层材料为硅的氧化物或其组合物。
优选的，所述待刻蚀硅化物阻挡层材料为富硅二氧化硅、二氧化硅或两者的组合物。
优选的，所述干法刻蚀为等离子体刻蚀。
优选的，所述等离子体刻蚀采用含氧等离子体。
优选的，所述含氧等离子体内加入氮气或四氟化碳或其组合。
优选的，所述选择性刻蚀为湿法刻蚀。
优选的，所述湿法刻蚀使用HF稀释溶液。
优选的，所述细线宽硅化物阻挡层图案的线宽小于等于350nm。
与现有技术相比，本发明提出的细线宽硅化物阻挡层图案形成方法，通过MUV光刻形成MUV光刻胶图形后，结合干法刻蚀对MUV光刻胶图形进行修整以使其线宽变细，采用修整后的MUV光刻胶图形作为阻挡层进行刻蚀以形成细线宽硅化物阻挡层图案，突破了MUV光刻胶的光刻极限，将其应用延伸至350nm以下的线宽技术领域。
【附图说明】
图1为本发明的细线宽硅化物阻挡层图案形成方法的工艺流程图。
图2A～图2E为本发明的一个实施例提出的细线宽硅化物阻挡层图案形成方法的各步骤相应结构的剖面示意图；
【具体实施方式】
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
在背景技术中已经提及，MUV光刻胶地应用受限于其光刻极限，而DUV光刻工艺的成本相对较高且DUV光刻胶在HF溶液中容易剥离或者倒掉，具有一定的工艺局限性。
本发明的核心思想在于，通过MUV光刻结合干法刻蚀修整以形成更细线宽的MUV光刻胶图形，利用此MUV光刻胶图形作为阻挡层进行后续的刻蚀工艺从而形成细线宽硅化物阻挡层图案。
图1为本发明的细线宽硅化物阻挡层图案(SAB图案)形成方法的工艺流程图，具体包括：
步骤S10：提供硅衬底以及位于所述硅衬底上的待刻蚀硅化物阻挡层(SAB层)；
步骤S11：通过涂胶、MUV光刻、显影在所述待刻蚀SAB层表面上形成MUV光刻胶图形；
步骤S12：通过干法刻蚀工艺修整所述MUV光刻胶图形的侧表面，使得所述MUV光刻胶图形的线宽变细；
步骤S13：用修整后的MUV光刻胶图形作为阻挡层对所述待刻蚀SAB层进行选择性刻蚀以形成细线宽SAB图案；
步骤S14：去除所述MUV光刻胶图形。
下面将结合各个步骤的剖面示意图对本发明提供的细线宽图案形成方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此下列描述并不作为对本发明的限制。
图2A～图2E为本发明的一个实施例提出的细线宽图案形成方法的各步骤相应结构的剖面示意图。
首先，提供硅衬底11以及位于硅衬底11上的待刻蚀SAB层12，如图2A所示。硅衬底11能包含一层或者更多层材料及/或图案，例如沟道、掺杂区、互联线等，并能进一步包含装置，例如晶体管、电容、电阻、二极管等。待刻蚀SAB层12的材料为硅的氧化物或其组合物，更进一步的，为富硅二氧化硅、二氧化硅或两者的组合物。
然后，在所述待刻蚀SAB层12表面上涂布一层MUV光刻胶，通过具有预定图案的掩膜板(未图示)使所述MUV光刻胶曝光并显影，在所述待刻蚀SAB层12表面上形成MUV光刻胶图形13，如图2B所示。这与现有技术中成熟的MUV光刻胶工艺相兼容，从而可以降低生产成本。
接下来，通过干法刻蚀工艺修整所述MUV光刻胶图形13侧表面，使得所述MUV光刻胶图形13的线宽变细，同时其顶部也会被修整，如图2C所示。修整后的MUV光刻胶图形13的线宽小于等于350nm。本实施例中，所述干法刻蚀工艺为等离子体刻蚀工艺，采用含氧等离子体，可以加入氮气或四氟化碳或其组合。虽然在修整所述MUV光刻胶图形13的侧表面的同时其顶部也会被修整，但是由于MUV光刻胶在后续湿法刻蚀步骤中相对比较稳定，因此对本发明的技术效果不会有实质性的影响。
然后，用修整后的MUV光刻胶图形13作为阻挡层对所述待刻蚀SAB层12进行选择性刻蚀以形成细线宽SAB图案12A，如图2D所示。较佳的，所述选择性刻蚀为湿法刻蚀，所述湿法刻蚀使用HF稀释溶液。所述细线宽SAB图案12A的线宽与修整后的MUV光刻胶图形13的线宽相对应，小于等于350nm。
最后，去除所述MUV光刻胶图形13，如图2E所示。
完成上述步骤后就可以在所述硅衬底11上进行后续的硅化物形成工艺，在没有SAB图案覆盖的硅衬底区域形成硅化物，在被SAB图案覆盖的硅衬底区域则不形成硅化物。硅化物形成工艺为本领域技术人员习知的技术，在此不再赘述。
综上所述，本发明提出的细线宽硅化物阻挡层图案形成方法，通过MUV光刻形成MUV光刻胶图形后，结合干法刻蚀对MUV光刻胶图形进行修整以使其线宽变细，采用修整后的MUV光刻胶图形作为阻挡层进行刻蚀以形成细线宽硅化物阻挡层图案，突破了MUV光刻胶的光刻极限，将其应用延伸至350nm以下的线宽技术领域。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。