本公開涉及半導(dǎo)體，具體而言，涉及一種抗反射膜層結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、在光刻膠(photoresist，pr)曝光過程中，可通過其下方的抗反射膜層(dielectric?anti-reflective?coating，darc)減少反射光。然而，目前受抗反射膜層結(jié)構(gòu)的影響，曝光并顯影后形成的顯影區(qū)的輪廓均勻性較差。

2、需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開提供一種抗反射膜層結(jié)構(gòu)及其形成方法，可提高顯影區(qū)的輪廓的均勻性。

2、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種抗反射膜層結(jié)構(gòu)，包括：

3、堆疊分布的第一硬掩膜層和第二硬掩膜層；

4、其中，所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)不同；所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的厚度之比為1:10～10:1。

5、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的厚度均為10nm～60nm。

6、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第一硬掩膜層的數(shù)量為兩個(gè)，所述第二硬掩膜層位于兩個(gè)所述第一硬掩膜層之間；或者，所述第二硬掩膜層的數(shù)量為兩個(gè)，所述第一硬掩膜層位于兩個(gè)所述第二硬掩膜層之間。

7、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的數(shù)量均為多個(gè)，多個(gè)所述第一硬掩膜層和多個(gè)所述第二硬掩膜層依次交替分布。

8、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，多個(gè)所述第一硬掩膜層的總厚度大于多個(gè)所述第二硬掩膜層的總厚度，且所述第一硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)小于所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)。

9、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，多個(gè)所述第二硬掩膜層的總厚度大于多個(gè)所述第一硬掩膜層的總厚度，且所述第一硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)大于所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)。

10、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種抗反射膜層結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：

11、形成堆疊分布的第一硬掩膜層和第二硬掩膜層；

12、其中，所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)不同；所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的厚度之比為1:10～10:1。

13、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第一硬掩膜層的數(shù)量為兩個(gè)，所述第二硬掩膜層位于兩個(gè)所述第一硬掩膜層之間；或者，所述第二硬掩膜層的數(shù)量為兩個(gè)，所述第一硬掩膜層位于兩個(gè)所述第二硬掩膜層之間。

14、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的數(shù)量均為多個(gè)，多個(gè)所述第一硬掩膜層和多個(gè)所述第二硬掩膜層依次交替分布。

15、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，多個(gè)所述第一硬掩膜層的總厚度大于多個(gè)所述第二硬掩膜層的總厚度，且所述第一硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)小于所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)。

16、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，多個(gè)所述第二硬掩膜層的總厚度大于多個(gè)所述第一硬掩膜層的總厚度，且所述第一硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)大于所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)。

17、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述第一硬掩膜層的材料為氮氧化硅，所述第二硬掩膜層的材料為碳氧化硅。

18、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，形成所述第一硬掩膜層包括：

19、提供反應(yīng)腔室；

20、向所述反應(yīng)腔室內(nèi)通入含硅氣體和含氮?dú)怏w；

21、對所述含硅氣體和所述含氮?dú)怏w進(jìn)行等離子體轟擊，以使所述含硅氣體和所述含氮?dú)怏w解離并重組形成所述第一硬掩膜層。

22、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，形成所述第二硬掩膜層包括：

23、向所述反應(yīng)腔室內(nèi)通入含硅氣體和含碳?xì)怏w；

24、對所述含硅氣體和所述含碳?xì)怏w進(jìn)行等離子體轟擊，以使所述含硅氣體和所述含碳?xì)怏w解離并重組形成所述第二硬掩膜層。

25、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述含硅氣體為硅烷，所述含氮?dú)怏w至少包括一氧化二氮，所述含碳?xì)怏w為二氧化碳。

26、本公開的抗反射膜層結(jié)構(gòu)及其形成方法，一方面，通過將折射率和/或消光系數(shù)不同的第一硬掩膜層和第二硬掩膜層堆疊設(shè)置，使得最終形成的抗反射膜層結(jié)構(gòu)的折射率處于第一硬掩膜層的折射率與第二硬掩膜層的折射率之間；同時(shí)，使得抗反射膜層結(jié)構(gòu)的消光系數(shù)處于第一硬掩膜層的消光系數(shù)與第二硬掩膜層的消光系數(shù)之間，拓寬了抗反射膜層的消光系數(shù)和/或折射率的取值范圍，有助于改善光線在抗反射膜層結(jié)構(gòu)中的傳播路徑和干涉效應(yīng)，降低顯影區(qū)的線寬粗糙度和邊緣粗糙度，進(jìn)而改善光刻膠的曝光或顯影效果，提高顯影區(qū)的輪廓的均勻性。另一方面，由于第一硬掩膜層和第二硬掩膜層的厚度之比處于1:10～10:1的范圍內(nèi)，進(jìn)而為第一硬掩膜層和第二硬掩膜層的組合提供了多種厚度搭配的可能性，由于不同種厚度搭配可能獲得不同的折射率或消光系數(shù)，進(jìn)一步拓寬了抗反射膜層結(jié)構(gòu)的消光系數(shù)和/或折射率的取值范圍，可滿足不同光刻工藝過程對折射率和/或消光系數(shù)的要求。在光刻過程中，可根據(jù)工藝需求選取不同厚度比例的第一硬掩膜層和第二硬掩膜層，有助于降低不同工藝過程中顯影區(qū)的線寬粗糙度和邊緣粗糙度，進(jìn)而提高顯影區(qū)的輪廓的均勻性。

27、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

技術(shù)特征：

1.一種抗反射膜層結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗反射膜層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的厚度均為10nm～60nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗反射膜層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一硬掩膜層的數(shù)量為兩個(gè)，所述第二硬掩膜層位于兩個(gè)所述第一硬掩膜層之間；或者，所述第二硬掩膜層的數(shù)量為兩個(gè)，所述第一硬掩膜層位于兩個(gè)所述第二硬掩膜層之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗反射膜層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的數(shù)量均為多個(gè)，多個(gè)所述第一硬掩膜層和多個(gè)所述第二硬掩膜層依次交替分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗反射膜層結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個(gè)所述第一硬掩膜層的總厚度大于多個(gè)所述第二硬掩膜層的總厚度，且所述第一硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)小于所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗反射膜層結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個(gè)所述第二硬掩膜層的總厚度大于多個(gè)所述第一硬掩膜層的總厚度，且所述第一硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)大于所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)。

7.一種抗反射膜層結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第一硬掩膜層的數(shù)量為兩個(gè)，所述第二硬掩膜層位于兩個(gè)所述第一硬掩膜層之間；或者，所述第二硬掩膜層的數(shù)量為兩個(gè)，所述第一硬掩膜層位于兩個(gè)所述第二硬掩膜層之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的數(shù)量均為多個(gè)，多個(gè)所述第一硬掩膜層和多個(gè)所述第二硬掩膜層依次交替分布。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，多個(gè)所述第一硬掩膜層的總厚度大于多個(gè)所述第二硬掩膜層的總厚度，且所述第一硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)小于所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，多個(gè)所述第二硬掩膜層的總厚度大于多個(gè)所述第一硬掩膜層的總厚度，且所述第一硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)大于所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)。

12.根據(jù)權(quán)利要求7-11任一項(xiàng)所述的形成方法，其特征在于，所述第一硬掩膜層的材料為氮氧化硅，所述第二硬掩膜層的材料為碳氧化硅。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成方法，其特征在于，形成所述第一硬掩膜層包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的形成方法，其特征在于，形成所述第二硬掩膜層包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的形成方法，其特征在于，所述含硅氣體為硅烷，所述含氮?dú)怏w至少包括一氧化二氮，所述含碳?xì)怏w為二氧化碳。

技術(shù)總結(jié)
本公開是關(guān)于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗反射膜層結(jié)構(gòu)及其形成方法，該反射膜層結(jié)構(gòu)包括堆疊分布的第一硬掩膜層和第二硬掩膜層；其中，所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的折射率和/或消光系數(shù)不同；所述第一硬掩膜層和所述第二硬掩膜層的厚度之比為1:10～10:1。該形成方法可提高顯影區(qū)的輪廓的均勻性。

技術(shù)研發(fā)人員：付偉佳,吳強(qiáng),張曼玲,匡定東,陳誠,廉婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長鑫存儲技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9