光刻圖案的形成方法和雙鑲嵌結構的製造方法
2023-06-02 19:49:01 5
專利名稱：光刻圖案的形成方法和雙鑲嵌結構的製造方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造技術領域，特別涉及一種光刻圖案的形成方 法和雙鑲嵌結構的製造方法。
背景技術：
隨著半導體集成電路製造工藝的不斷發展，集成度越來越高，線寬 越來越小，為降低功耗，提高響應速度，在製造後段的互連線時，採用 低電阻率的銅作為互連線材料。由於銅難以刻蝕，需採用雙鑲嵌工藝來
形成銅互連線結構；專利公開號為CN 1866495 A的中國專利申請文件公 開了 一種製造銅雙鑲嵌結構的方法，在其公開的中國專利申請文件中， 首先，提供半導體襯底，該半導體襯底包含有介質層，在該介質層中具 有雙鑲嵌孔洞(即連接孔和溝槽)，接著，在該雙鑲嵌孔洞側壁和底部 沉積保護層和阻擋層，然後，在所述雙鑲嵌孔洞中形成銅金屬層。
一般的，形成所述中國專利申請文件的雙鑲嵌孔洞的方法有兩種 連接孔優先(即先形成連接孔後形成溝槽)或溝槽優先(即先形成溝槽 後形成連接孔)。無論是連接孔優先還是溝槽優先的方法，都需要兩步 光刻和刻蝕工藝，在介質層生形成先形成連接孔之後，需要再次光刻並 刻蝕以形成溝槽，或者先形成溝槽之後，需要再次光刻並刻蝕以形成連 接孔；但是，無論是首先形成連接孔還是溝槽都會造成半導體基底表面 不再是平坦的表面，需要先旋塗用於平坦化的抗反射層，填充半導體基 底中的連接孔或凹槽，然後再旋塗光刻膠層進行後續的光刻工藝；然而， 首先形成的連接孔或溝槽由於在介質層不同位置具有不同的疏密程度， 使得的抗反射層表面平整度變差，影響後續的第二步光刻工藝。
圖1至圖5為現有的 一種連接孔優先的方式形成雙鑲嵌孔洞的方法的 各步驟相應的結構的剖面示意圖。
如圖l所示，首先提供半導體基底30，在所述半導體基底30上形成第 一介質層32,在所述第一介質層32上形成第二介質層34,所述第二介質 層104為低介電常數材料。
如圖2所示，在所述第二介質層34上旋塗光刻膠層36,通過曝光顯影 形成連接孔圖案38。
如圖3所示，刻蝕所述連接孔圖案38底部的第二介質層34,在所述第 二介質層34中形成連接孔38a。
如圖4所示，去除所述第一光刻膠層36，並在所述連接孔38a中和第 二介質層34上形成的抗反射層40,在所述抗反射層40上旋塗第二光刻膠 層42，通過曝光顯影工藝形成溝槽圖案44。
如圖5所示，刻蝕所述溝槽圖案44底部的抗反射層40和第二介質層 34,將所述溝槽圖案44轉移到第二介質層34中，去除所述第二光刻膠層 42和抗反射層40,形成溝槽44a。
由於第二介質層34中的連接孔38a^不同位置的疏密層度不同，且在 第二介質層34表面的部分區域有大片的空曠區域，使得在所述連接孔38a 中和第二介質層34上形成的抗反射層40的表面平坦度較差，在連接孔38a 較為密集的區域，抗反射層40較薄，而在連接孔38a較為稀疏的區域或第 二介質層34上大片的空曠區域上的抗反射層40卻較厚，使得在連接孔38a 較為密集區域的抗反射層40表面產生凹陷；這使得光刻形成的溝槽圖案 44的線寬的一致性變差，減小了形成溝槽圖案44的光刻工藝窗口 。
發明內容
本發明提供一種光刻圖案的形成方法和雙鑲嵌結構的製造方法，該 方法形成的光刻圖案的線寬具有較好的一致性。
本發明提供的一種光刻圖案的形成方法，包括
提供具有介質層的半導體基底，在所述介質層中具有第一開口；
在所述第一開口中和介質層上形成第一材料層，所述第一材料層至 少填滿所述第一開口；
在所述第 一材料層上形成第二材料層；
在所述第二材料層上形成光刻膠層，並圖形化該光刻膠層形成第二 開口圖案，至少一第二開口圖案位於所述第一開口上方。
可選的，第一材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟如下
向所述介質層表面噴出第 一材料，以第 一速率旋轉所述半導體基
底；
以大於所述第一速率的第二速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第二速率的第三速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第一材料；
以大於所述第三速率且小於第二速率的第四速率旋轉所述半導體 基底。
可選的，第一材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟包括 向所述介質層表面噴出第一材料，旋轉所述半導體基底，使所述第 一材料至少填滿所述第一開口 ；
回刻所述第一材料，使所述第一開口中的第一材料表面低於所述介 質層表面；
再次噴出第一材料，並旋轉所述半導體基底，使所述第一材料覆蓋 整個半導體基底表面。
可選的，第二材料層為可旋塗材料，形成第二材料層的步驟包括
向所述第 一材料層表面噴出第二材料，以第五速率旋轉所述半導體 基底；
以大於所述第五速率的第六速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第六速率的第七速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第二材料；
以大於所述第七速率且小於第六速率的第八速率旋轉所述半導體 基底。
可選的，所述第一材料層和第二材料層為有機抗反射材料。
可選的，所述有機抗反射材料為DU0248。
可選的，所述第二材料層為低溫氧化層。
可選的，形成所述低溫氧化層的方法為化學氣相沉積。
可選的，該方法進一步包括在旋塗光刻膠之前在所述第二材料層
上形成抗反射層。
可選的，該方法進一步包括
將所述第二開口圖案轉移到所述介質層中，在所述介質層中形成第
二開口；
移除所述光刻膠層、第二材料層和第一材料層。
本發明還提供一種雙鑲嵌結構的製造方法，包括 提供具有介質層的半導體基底，在所述介質層中具有連接孔； 在所述連接孔中和介質層上形成第一材料層，所述第一材料層至少 填滿所述連接孔；
在所述第一材料層上形成第二材料層；
在所述第二材料層上形成光刻膠層，並圖形化該光刻膠層形成溝槽 圖案，至少一溝槽圖案位於所述連接孔上方；
將所述溝槽圖案轉移到所述介質層中，在所述介質層中形成溝槽； 移除所述光刻膠層、第二材料層和第一材料層。 可選的，第一材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟如下 向所述介質層表面噴出第一材料，以第一速率旋轉所述半導體基
底；
以大於所述第 一速率的第二速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第二速率的第三速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第一材料；
以大於所述第三速率且小於第二速率的第四速率旋轉所述半導體 基底。
可選的，第一材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟包括
向所述介質層表面噴出第一材料，旋轉所述半導體基底，使所述第 一材料至少填滿所述連接孔；
回刻所述第 一材料，使所述連接孔中的第 一材料表面低於所述介質 層表面；
再次噴出第一材料，並旋轉所述半導體基底，使所述第一材料覆蓋 整個半導體基底表面。
可選的，第二材料層為可旋塗材料，形成第二材料層的步驟包括 向所述第 一材料層表面噴出第二材料，以第五速率旋轉所述半導體
基底；
以大於所述第五速率的第六速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第六速率的第七速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第二材料；
以大於所述第七速率且小於第六速率的第八速率旋轉所述半導體 基底。
可選的，所述第一材料層和第二材料層為有機抗反射材料。
可選的，所述有機抗反射材料為DU0248。
可選的，所述第二材料層為低溫氧化層。
可選的，形成所述^f氐溫氧化層的方法為化學氣相沉積。
可選的，該方法進一步包括在旋塗光刻膠之前在所述第二材料層 上形成抗反射層。
可選的，該方法進一步包括在所述連接孔和溝槽中填充金屬材料。 本發明還提供一種雙鑲嵌結構的製造方法，包括 提供具有介質層的半導體基底，在所述介質層中具有溝槽； 在所述溝槽中和介質層上形成第一材料層，所述第一材料層至少填 滿所述溝槽；
在所述第 一材料層上形成第二材料層；
在所述第二材料層上形成光刻膠層，並圖形化該光刻膠層形成連接 孔圖案，至少一連接孔圖案位於所述溝槽上方；
將所述連接孔圖案轉移到所述介質層中，在所述介質層中形成連接
孔；
移除所述光刻膠層、第二材料層和第一材料層。
可選的，所述第一材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟如
下
向所述介質層表面噴出第 一材料，以第 一速率旋轉所述半導體基
底；
以大於所述第 一速率的第二速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第二速率的第三速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第一材料；
以大於所述第三速率且小於第二速率的第四速率旋轉所述半導體 基底。
可選的，所述第一材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟包
括
向所述介質層表面噴出第一材料，旋轉所述半導體基底，使所述第 一材料至少填滿所述溝槽；
回刻所述第 一材料，使所述溝槽孔中的第 一材料表面低於所述介質 層表面；
再次噴出第一材料，並旋轉所述半導體基底，使所述第一材料覆蓋 整個半導體基底表面。
可選的，所述第二材料層為可旋塗材料，形成第二材料層的步驟包
括
向所述第 一材料層表面噴出第二材料，以第五速率旋轉所述半導體 基底；
以大於所述第五速率的第六速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第六速率的第七速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第二材料；
以大於所述第七速率且小於第六速率的第八速率旋轉所述半導體 基底。
可選的，所述第一材料層和第二材料層為有機抗反射材料。
可選的，所述有機抗反射材料為DU0248。
可選的，所述第二材料層為低溫氧化層。
可選的，形成所述低溫氧化層的方法為化學氣相沉積。
可選的，該方法進一步包括在旋塗光刻膠之前在所述第二材料層 上形成抗反射層。
可選的，該方法進一步包括在所述連接孔和溝槽中填充金屬材料。 與現有技術相比，本發明具有以下優點
通過在具有第一開口的介質層上形成第一材料層和第二材料層，可 減小由於第一開口的疏密不同對材料層的表面的平坦度的影響；第一材 料層材料填充第一開口後，該第一材料層的表面較介質層的表面更為平 坦，因而，該第一材料層表面的平坦度對其上層的第二材料層的表面的 平坦度影響更小，從而，形成的第二材料層的表面的平坦度更高，即通 過形成第二材料層減小了由於介質層中的第 一開口的疏密不同對材料 層的影響，使得第二材料層具有較高的平坦度；第二材料層的表面平坦 度較高，使得通過光刻工藝在第二材料層上形成的第二開口圖案(即連 接孔優先的雙鑲嵌工藝中的溝槽圖案或溝槽優先的雙鑲嵌工藝中連接 孔圖案)的線寬一致性較好，可提高形成第二開口圖案的工藝窗口，提 高光刻工藝的穩定性和可維護性，進而可提高形成的半導體器件的良率 的穩定性；
通過調整形成第 一材料層和第二材料層時的旋塗速率，也可以進一 步提高平坦度。
圖1至圖5為現有的一種連接孔優先的方式形成雙鑲嵌孔洞的方法 的各步驟相應的結構的剖面示意圖6至12為本發明的雙鑲嵌結構的製造方法的實施例的各步驟相 應的結構的剖面示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。
在表面不平坦的介質層中形成開口時，例如，在具有第一開口的介 質層中形成第二開口時，由於第一開口造成介質層表面不平坦，會影響 形成第二開口的光刻工藝；需要在介質層上和第 一開口中形成用於平坦
化的材料層，但是由於第一開口在介質層中不同位置的疏密程度不同， 這使得形成材料層的表面平坦度下降。
本發明提供一種方法，首先形成至少填滿第 一開口的第 一材料層， 然後在第一材料層上形成第二材料層，其中所述第一材料層為有機抗反
射材料，該第一材料層通過旋塗的方法形成；第二材料層為有機抗反射
層或低溫氧化層。通過在半導體基底上形成第一材料層和第二材料層， 可以獲得較為平坦的表面，然後在該表面形成圖形化的光刻膠層，可獲
得線寬一致性較好的第二開口圖案；進一步的，將該第二開口圖案轉移
到所述的介質層中，可獲得線寬一致性較好的第二開口。
下面結合圖6至圖12對本發明的方法進行詳細描述，圖6至圖12 為本本發明的連接孔優先的雙鑲嵌結構的製造方法的實施例的各步驟 相應的結構的剖面示意圖，其中，連"l妄孔為第一開口，溝槽為第二開口。
如圖6所示的剖面示意圖，提供半導體基底10，在所述半導體基底 10中具有半導體器件(未示出)和介質層12，在所述介質層12中具有 較為密集的連接孔14和和孤立的連接孔14a;
其中，所述介質層12為低介電常數材料，例如，所述介質層12可 以是氟矽玻璃、磷矽玻璃、硼矽玻璃、硼磷矽玻璃、黑鑽石(Black Diamond, BD)中的一種，形成介質層12的方法可以是物理氣相沉積、 化學氣相沉積、原子層沉積中的一種。
在所述介質層12上可以有覆蓋層13,用以保護低介電常數的介質 層12不受刻蝕、清洗等工藝的損傷；所述覆蓋層13可以是氮化矽、碳 化矽、二氧化矽中的一種。
在所述介質層12下具有刻蝕停止層11,所述刻蝕停止層11作為在 形成連接孔14和14a時的刻蝕終點檢測層；所述刻蝕停止層11的材質 可以是氧化矽、碳氮矽化合物、氮化矽中的一種，其中，形成所述刻蝕 停止層11的方法為物理氣相沉積、化學氣相沉積、原子層沉積中的一
種。
所述連接孔14和14a的線寬相同，處於介質層12的不同位置；所 述連接孔14和14a的深度與介質層12的厚度相同，所述連接孔14和 14a的底部露出半導體基底10中的金屬導線層(未示出)；
通過光刻和刻蝕形成所述連接孔14和14a,其中，刻蝕的方法可以 是反應離子刻蝕(Reactive Ion Etch )。
所述連接孔14和14a用於形成連接插塞，連接半導體基底10中的 金屬導線層和上層的金屬導線層；在所述連接孔14和14a中填充導電 材料可形成連接插塞。
如圖7所示，在所述介質層12上、連接孔14和14a中形成第一材 料層16，其中，所述第一材料層16至少填滿所述連接孔14和14a。
在其中的一個實施例中，所述第一材料層16為可旋塗材料，例如 為有機抗反射材料DU0248;形成該可旋塗的第一材料層16的步驟如 下
步驟l、向所述半導體基底10表面(即介質層12表面)噴出第一 材料，以第一速率旋轉所述半導體基底，
將所述半導體基底10置於旋塗設備中的支撐柱上，並通過真空吸 附所述半導體基底10的底部；將第一材料噴嘴移動至所述半導體基底 10的中間上方位置，並使所述噴嘴距離所述半導體基底具有一定的距 離。
通過馬達驅動，使所述支撐柱帶動半導體基底10以較慢的第一速 率旋轉，同時所述噴嘴向所述半導體基底IO表面噴出第一材料。通過 旋轉的離心作用，噴出的第一材料沿著所述半導體基底10的介質層12 (或覆蓋層13 )表面緩緩的向外移動，填充於連接孔14和14a中，並 布滿整個介質層12表面。
步驟2、繼續向所述半導體基底IO表面噴出第一材料，以大於所述 第一速率的第二速率旋轉所述半導體基底10;
由於所述介質層12中的連接孔14和14a在不同位置的疏密程度不
相同，造成介質層12的不同位置對所述第一材料的阻力不同，在以較
慢的第一速率旋轉時，第一材料在介質層12表面不同的區域、位置的 流動速率不同，導致了形成在介質層12上的第一材料各處的厚度不相 同；
例如，在以第一速率旋轉時，可能出現連接孔14和14a填不滿， 而介質層12表面的其它平坦的空曠區域第一材剩-較厚的現象；
通過較高的第二速率的旋轉，使介質層12表面部分區域較厚第一 材料向較薄的區域流動，或者被甩出半導體基底10之外；同時繼續噴 出抗反射材料進行補充，並使之填充至所述未填滿的連接孔14和14a 中；
由於該第二速率較大，因而半導體基底10邊緣會聚集較多的第一 材料，而介質層12表面的中央部分較少，整個介質層12表面的第一材 料表面呈凹形。
步驟3、以小於所述第二速率的第三速率旋轉所述半導體基底10;
改變所述半導體基底10的旋轉速率至第三速率，所述第三速率小 於所述第二速率，同時繼續噴出第一材料；
通過減小旋轉速率，使所述介質層12表面的第一材料回流；另外 繼續噴出第 一材料進一步填充凹陷區域。
將所述半導體基底10的旋轉速率由較高的第二速率在較短的時間 內下降至較低的第三速率，對所述介質層12表面的第一材料進行回流， 使得位於邊緣的第一材料部分向所述介質層12的中央方向移動，可起 到平坦化作用和進一步填充連接孔14和14a的作用。
另外，所述噴嘴繼續向介質層12的中央噴出第一材料並使之慢慢 向外流動，兩者結合提高所述介質層12表面的第一材料平坦度，並提 高對所述連接孔14和14a的填充、覆蓋能力。
步驟4、停止噴出第一材料；
步驟5、以大於所述第三速率且小於第二速率的第四速率旋轉所述 半導體基底。 通過較長時間的第四速率的旋轉，甩掉介質層12表面多餘的第一 材料。
對第一材料執行烘烤工藝，加強所述抗反射材料和介質層的粘附、
並蒸發水分，形成第一材料層16。
由於介質層12中不同位置的連接孔疏密不同，受疏密程度不同的 連接孔的影響，使形成第一材料層16的表面的平坦化程度較差，通過 所述的一系列的不同速率時的旋塗，可提高所述第一材料層16的平坦 度。
在另外的實施例中，形成所述第一平坦層16的步驟如下 首先，向所述介質層12表面噴出第一材料，旋轉所述半導體基底 10,使所述第一材料至少填滿所述連接孔14和14a;
接著，回刻所述第一材料，使連接孔14和14a中的第一材料表面 低於所述介質層12表面，但是高於所述連接孔14的深度的三分之二；
再次向所述介質層12表面噴出第一材料，並旋轉所述半導體基底 10,使所述第一材料覆蓋整個半導體基底10的介質層12表面；
通過首先向連接孔14和14a中填充部分第一材料，使得再次填充 第一材料時，連接孔14和14a的深度較小，以此減小連接孔14和14a 的疏密程度的不同對第一材料層16的表面平坦度的影響，可提高平坦 度。
如圖8所示，在所述第一材料層16上形成第二材料層18;
在其中的一個實施例中，所述第二材料層18為可旋塗的有機抗反 射材料，例如可以是DU0248。
旋塗所述第二材料層18的步驟如下
向所述第一材料層16表面噴出第二材料，以第五速率旋轉所述半 導體基底10;
以大於所述第五速率的第六速率旋轉所述半導體基底10; 以小於所述第六速率的第七速率旋轉所述半導體基底10;
停止噴出第二材料；
以大於所述第七速率且小於第六速率的第八速率旋轉所述半導體
基底10。
由於所述第一材料層16的表面較所述介質層12的表面更為平坦， 因而，所述第一材料層16表面的平坦度對其上層的第二材料層18表面 的平坦度影響更小，從而，形成的第二材料層18的表面的平坦度更高， 也即通過形成第二材料層18減小了由於介質層12中的連接孔14和14a 的疏密不同對材料層的影響；
進一步的，可在所述第二材料層18上形成第三、第四......材料層，
進一步提高平整度；
在另外實施例中，所述第二材料層18為低溫氧化層，形成所述低 溫氧化層的方法為化學氣相沉積，例如可以是等離子增強化學氣相沉 積，沉積的溫度為100至250攝氏度；
如圖9所示，在所述第二材料層18上形成光刻膠層20，並通過曝 光顯影工藝圖形化所述光刻膠層20,在所述光刻膠層10中形成溝槽圖 案22，其中，至少有一個溝槽圖案22位於其中一個連接孔14或14a 的上方；
在其它的實施例中，在形成光刻膠層20之前，可現在所述第二材 料層18上形成抗反射層(圖未示)，然後再在所述抗反射層上形成光刻 膠層20。
由於第二材料層18的表面平坦度較高，連接孔14和14a疏密程度 的不同對該表面平坦度的影響已經較小，使得通過光刻工藝形成的溝槽 圖案22的線寬的一致性較好，從而提高了形成溝槽圖案22的工藝窗口；
特別是對於更小的技術節點，例如65nm的技術節點中的溝槽圖案 的光刻工藝，聚焦深度較小，使得工藝窗口較小，通過提高光刻膠層20 下的表面的平坦度，可增大工藝窗口，提高光刻工藝的穩定性和可維護 性，進而可提高形成的半導體器件的良率的穩定性。
如圖IO所示，刻蝕所述溝槽圖案22底部的第二平坦化18、第一材
料層16和部分介質層12，將所述溝槽圖案22轉移到所述介質層12中， 在所述介質層12中形成溝槽24。
接著，通過等離子體幹法刻蝕和溼法清洗去除光刻膠層20、第二材 料層18、第一材料層16，如圖11所示。
進一步的，如圖12所示，在所述連接孔14、 14a和溝槽22中填充 金屬材料，例如銅，即形成銅的雙鑲嵌結構。
在其它的實施例中，也可以先形成溝槽、後形成連接孔，其它步驟 與先形成連接孔後形成溝槽工藝的步驟相同，不再贅述。
本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明， 任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能 的變動和修改，因此本發明的保護範圍應當以本發明權利要求所界定的 範圍為準。
權利要求
1、一種光刻圖案的形成方法，其特徵在於，包括提供具有介質層的半導體基底，在所述介質層中具有第一開口；在所述第一開口中和介質層上形成第一材料層，所述第一材料層至少填滿所述第一開口；在所述第一材料層上形成第二材料層；在所述第二材料層上形成光刻膠層，並圖形化該光刻膠層形成第二開口圖案，至少一第二開口圖案位於所述第一開口上方。
2、 如權利要求1所述的光刻圖案的形成方法，其特徵在於，第一 材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟如下向所述介質層表面噴出第一材料，以第 一速率旋轉所述半導體基底；以大於所述第 一速率的第二速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第二速率的第三速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第一材料；以大於所述第三速率且小於第二速率的第四速率旋轉所述半導體 基底。
3、 如權利要求1所述的光刻圖案的形成方法，其特徵在於，第一 材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟包括向所述介質層表面噴出第一材料，旋轉所述半導體基底，使所述第 一材料至少填滿所述第 一開口 ；回刻所述第一材料，使所述第一開口中的第一材料表面低於所述介 質層表面；再次噴出第一材料，並旋轉所述半導體基底，使所述第一材料覆蓋 整個半導體基底表面。
4、 如權利要求1所述的光刻圖案的形成方法，其特徵在於，第二 材料層為可旋塗材料，形成第二材料層的步驟包括向所述第 一材料層表面噴出第二材料，以第五速率旋轉所述半導體 基底；以大於所述第五速率的第六速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第六速率的第七速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第二材料；以大於所述第七速率且小於第六速率的第八速率旋轉所述半導體 基底。
5、 如權利要求1至4任一權利要求所述的光刻圖案的形成方法， 其特徵在於所述第 一材料層和第二材料層為有機抗反射材料。
6、 如權利要求5所述的光刻圖案的形成方法，其特徵在於所述 有機抗反射材料為DU0248。
7、 如權利要求1所述的光刻圖案的形成方法，其特徵在於所述 第二材料層為低溫氧化層。
8、 如權利要求7所述的光刻圖案的形成方法，其特徵在於形成 所述低溫氧化層的方法為化學氣相沉積。
9、 如權利要求1所述的光刻圖案的形成方法，其特徵在於，該方 法進一步包括在旋塗光刻膠之前在所述第二材料層上形成抗反射層。
10、 如權利要求1所述的光刻圖案的形成方法，其特徵在於，該方 法進一步包括將所述第二開口圖案轉移到所述介質層中，在所述介質層中形成第 二開口；移除所述光刻膠層、第二材料層和第一材料層。
11、 一種雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於，包括 提供具有介質層的半導體基底，在所述介質層中具有連接孔； 在所述連接孔中和介質層上形成第 一材料層，所述第 一材料層至少填滿所述連4妄孔；在所述第 一材料層上形成第二材料層；在所述第二材料層上形成光刻膠層，並圖形化該光刻膠層形成溝槽圖案，至少一溝槽圖案位於所述連接孔上方；將所述溝槽圖案轉移到所述介質層中，在所述介質層中形成溝槽； 移除所述光刻膠層、第二材料層和第一材料層。
12、 如權利要求11所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於， 第一材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟如下向所述介質層表面噴出第一材料，以第 一速率旋轉所述半導體基底；以大於所述第 一速率的第二速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第二速率的第三速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第一材料；以大於所述第三速率且小於第二速率的第四速率旋轉所述半導體 基底。
13、 如權利要求11所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於， 第一材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟包括向所述介質層表面噴出第一材料，旋轉所述半導體基底，使所述第 一材料至少填滿所述連接孔；回刻所述第一材料，使所述連接孔中的第一材料表面低於所述介質 層表面；再次噴出第一材料，並旋轉所述半導體基底，使所述第一材料覆蓋 整個半導體基底表面。
14、 如權利要求11所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於， 第二材料層為可旋塗材料，形成第二材料層的步驟包括向所述第 一材料層表面噴出第二材料，以第五速率旋轉所述半導體 基底；以大於所述第五速率的第六速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第六速率的第七速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第二材料； 以大於所述第七速率且小於第六速率的第八速率旋轉所述半導體 基底。
15、 如權利要求11至14任一權利要求所述的雙鑲嵌結構的製造方 法，其特徵在於所述第一材料層和第二材料層為有機抗反射材料。
16、 如權利要求15所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於 所述有機抗反射材料為DU0248。
17、 如權利要求11所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於 所述第二材料層為低溫氧化層。
18、 如權利要求17所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於 形成所述低溫氧化層的方法為化學氣相沉積。
19、 如權利要求11所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於， 該方法進一步包括在旋塗光刻膠之前在所述第二材料層上形成抗反射 層。
20、 如權利要求11所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於， 該方法進一步包括在所述連接孔和溝槽中填充金屬材料。
21、 一種雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於，包括提供具有介質層的半導體基底，在所述介質層中具有溝槽；在所述溝槽中和介質層上形成第 一材料層，所述第 一材料層至少填 滿所述溝槽；在所述第一材料層上形成第二材料層；在所述第二材料層上形成光刻膠層，並圖形化該光刻膠層形成連接 孔圖案，至少一連接孔圖案位於所述溝槽上方；將所述連接孔圖案轉移到所述介質層中，在所述介質層中形成連接孔；移除所述光刻膠層、第二材料層和第一材料層。
22、 如權利要求21所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於， 所述第 一材料層為可旋塗材料，形成第 一材料層的步驟如下 向所述介質層表面噴出第 一材料，以第 一速率旋轉所述半導體基底；以大於所述第 一速率的第二速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第二速率的第三速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第一材料；以大於所述第三速率且小於第二速率的第四速率旋轉所述半導體 基底。
23、 如權利要求21所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於， 所述第 一材料層為可旋塗材料，形成第一材料層的步驟包括向所述介質層表面噴出第一材料，旋轉所述半導體基底，使所述第 一材料至少填滿所述溝槽；回刻所述第一材料，使所述溝槽孔中的第一材料表面低於所述介質 層表面；再次噴出第一材料，並旋轉所述半導體基底，使所述第一材料覆蓋 整個半導體基底表面。
24、 如權利要求21所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於， 所述第二材料層為可旋塗材料，形成第二材料層的步驟包括向所述第 一材料層表面噴出第二材料，以第五速率旋轉所述半導體 基底；以大於所述第五速率的第六速率旋轉所述半導體基底； 以小於所述第六速率的第七速率旋轉所述半導體基底； 停止噴出第二材料；以大於所述第七速率且小於第六速率的第八速率旋轉所述半導體 基底。
25、 如權利要求21至24任一權利要求所述的雙鑲嵌結構的製造方 法，其特徵在於所述第一材料層和第二材料層為有機抗反射材料。
26、 如權利要求25所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於 所述有機抗反射材料為DU0248。
27、 如權利要求21所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於 所述第二材料層為低溫氧化層。
28、 如權利要求27所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於 形成所述低溫氧化層的方法為化學氣相沉積。
29、 如權利要求21所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於， 該方法進一步包括在旋塗光刻膠之前在所述第二材料層上形成抗反射 層。
30、 如權利要求21所述的雙鑲嵌結構的製造方法，其特徵在於， 該方法進一步包括在所述連接孔和溝槽中填充金屬材料。
全文摘要
一種光刻圖案的形成方法，包括提供具有介質層的半導體基底，在所述介質層中具有第一開口；在所述第一開口中和介質層上形成第一材料層，所述至少填滿所述第一開口；在所述第一材料層上形成第二材料層；在所述第二材料層上形成光刻膠層，並圖形化該光刻膠層形成第二開口圖案，至少一第二開口圖案位於所述第一開口上方。本發明還提供一種雙鑲嵌結構的製造方法。本發明形成的光刻圖案的線寬具有較好的一致性。
文檔編號H01L21/311GK101355034SQ20071004434
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月27日 優先權日2007年7月27日
發明者郝靜安 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司