[發明專利]使用聚硅氮烷形成反色調圖像的硬掩模方法有效

申請號：	200980156339.8	申請日：	2009-03-30
公開（公告）號：	CN102308260A	公開（公告）日：	2012-01-04
發明（設計）人：	D·J·阿布達拉;R·R·達梅爾;高野祐輔;李晉;黑澤和則	申請（專利權）人：	AZ電子材料美國公司
主分類號：	G03F7/40	分類號：	G03F7/40;H01L21/027;H01L21/033;H01L21/3213
代理公司：	中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038	代理人：	宓霞
地址：	美國***	國省代碼：	美國;US
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摘要：
搜索關鍵詞：	使用聚硅氮烷形成色調圖像硬掩模方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及使用反色調硬掩模成像方法在器件上形成精細圖案的方法。

背景技術

光致抗蝕劑組合物用于縮微光刻方法，這些方法例如在計算機芯片和集成電路的制造中用于制造小型化電子元件。通常，在這些方法中，首先將光致抗蝕劑組合物的薄涂膜施加于基材材料上，例如用于制造集成電路的硅晶片上。然后烘烤該已涂覆的基材以使該光致抗蝕劑組合物中的任何溶劑蒸發并將涂層固定到基材上。該涂覆在基材上的光致抗蝕劑接下來經歷暴露在輻射下的成像式曝光。

該輻射曝光導致該涂覆表面的曝光區域發生化學轉變。目前，可見光、紫外(UV)光、電子束、遠紫外線(euv)和X射線輻射能是縮微光刻方法中常用的輻射類型。在這一成像式曝光之后，任選地烘烤經涂覆基材，然后用顯影劑溶液處理以溶解和除去該光致抗蝕劑的經輻射曝光(正性光致抗蝕劑)或未經曝光的區域(負性光致抗蝕劑)。

正性作用光致抗蝕劑當它們對輻射成像式曝光時會使該光致抗蝕劑組合物對輻射曝光的那些區域變得更加可溶于顯影劑溶液，而沒有曝光的那些區域保持相對不可溶于顯影劑溶液。曝光后烘烤可用來處理光致抗蝕劑成像的部分。用顯影劑對經曝光的正性作用光致抗蝕劑的處理使得涂層的曝光區域被除去和在光致抗蝕劑涂層中形成正像。再次露出位于下方的表面的所需部分。

在需要亞半微米(μm)幾何結構的情況下，經常使用對短波長(大約100nm到大約300nm)敏感的光致抗蝕劑。尤其優選的是在200nm以下，例如193nm和157nm處敏感的深uv光致抗蝕劑，其包含非芳族聚合物，光酸產生劑，任選地，溶解抑制劑，堿猝滅劑和溶劑。高分辨率、化學放大的、深紫外(100-300nm)正色調光致抗蝕劑可用來將具有小于四分之一微米幾何結構的圖像構圖。也可以使用可用于壓印技術的光致抗蝕劑。

光致抗蝕劑用來在基材上形成掩模圖案并且在開放區進一步蝕刻基材以在基材中形成圖案。然而，需要使用光致抗蝕劑在基材中提供非常窄和深的溝道或孔。此外，已經發現使用正性光致抗蝕劑的硬掩模構圖在基材上方得到高分辨率圖案。

發明內容

本發明涉及在器件上形成圖案的方法以致在基材上形成反色調圖案；所述方法使用光致抗蝕劑圖案，該光致抗蝕劑圖案具有在光致抗蝕劑上方涂覆的聚硅氮烷涂層，該聚硅氮烷涂層充當前體硬掩模用于將圖案蝕刻到基材中。所述聚硅氮烷配方使用不與光致抗蝕劑相容的溶劑以致圖案化光致抗蝕劑在施用期間不溶解；因此，光致抗蝕劑圖案在聚硅氮烷涂覆步驟之前不必定需要不溶解化處理步驟，而是可以應用不溶解化步驟。在加工期間將聚硅氮烷膜轉化成經氧化的硅硬掩模。有利地，在將聚硅氮烷涂覆在光致抗蝕劑圖案上方之前不必要處理圖案化的光致抗蝕劑。硅硬掩模技術允許非常深且窄的溝道或孔在基材中形成。

發明概述

本發明涉及在器件上形成反色調圖像的方法，包括：

a)任選地，在基材上形成吸收性有機底層；

b)在所述底層或基材上形成光致抗蝕劑的涂層；

c)在所述光致抗蝕劑層中形成光致抗蝕劑圖案；

d)在所述光致抗蝕劑圖案上方由聚硅氮烷涂料組合物形成聚硅氮烷涂層，其中所述聚硅氮烷涂層比所述光致抗蝕劑圖案厚，和進一步其中所述聚硅氮烷涂料組合物包含硅/氮聚合物和有機涂料溶劑；

e)蝕刻所述聚硅氮烷涂層以除去所述聚硅氮烷涂層至少直到其中所述光致抗蝕劑圖案的頂部露出的程度；和

f)干蝕刻以除去所述光致抗蝕劑和在所述光致抗蝕劑下方的任選的底層，從而在曾經存在所述光致抗蝕劑圖案的位置的下方形成開口。

本發明進一步涉及上述方法的產品和由使用上述方法制成的微電子器件。

附圖說明

圖1示出了具有任選的底層涂層1(層1)的基材0。

圖2示出了具有底層的涂層1(層1)和光致抗蝕劑2(層2)的基材0。