專(zhuān)利名稱：形成半導(dǎo)體器件微圖樣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成半導(dǎo)體器件微圖樣的方法，更具體說(shuō)，涉及防止光致抗蝕圖樣中出現(xiàn)缺陷的方法，例如在使用有機(jī)抗反射涂層時(shí)出現(xiàn)的基腳(footing)或基蝕。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件集成密度的增加，平板印刷技術(shù)正在變成實(shí)現(xiàn)高集成內(nèi)存器件的關(guān)鍵。特別是，在半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)中，形成光致抗蝕圖樣的過(guò)程是非常重要的過(guò)程。
通常，光致抗蝕圖樣用曝光方法形成。而在曝光過(guò)程中，光致抗蝕圖樣受到底面半導(dǎo)體基底的反射光很強(qiáng)的作用。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在形成光致抗蝕圖樣之前，另外形成一個(gè)抗反射層。
作為眾所周知的抗反射層的無(wú)機(jī)的SiON層是在用KrF線的平板印刷技術(shù)中通常使用的底面抗反射層(BARL)。
然而，在蝕刻過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題是無(wú)機(jī)SiON層對(duì)半導(dǎo)體基底的蝕刻選擇性問(wèn)題。如果在蝕刻過(guò)程后，不必要的無(wú)機(jī)SiON層保留在半導(dǎo)體基底上，那么它將影響該器件的性能，因此需要把它完全除去。
另外，在復(fù)雜階梯部分的透明氧化硅層形成在底面半導(dǎo)體基底上的情況下，形成的無(wú)機(jī)SiON層的厚度在其所有部分上都不均勻，這樣，底面半導(dǎo)體基底上的反射光密度也不均勻。
而且，由于無(wú)機(jī)SiON層對(duì)空氣中的氧敏感，在一段時(shí)間后形成一個(gè)不均勻的薄氧化層，在無(wú)機(jī)SiON層上部形成的化學(xué)增強(qiáng)抗蝕劑(CAR)中就會(huì)產(chǎn)生缺陷，因而不便于通過(guò)氧等離子體去除該氧化層。
另一方面，在90年代后期由于化學(xué)增強(qiáng)抗蝕劑得到了高傳輸性，克服了分辨率的限制，產(chǎn)生光致抗蝕圖樣在高反射基底上退化的問(wèn)題。在這樣的情況下，導(dǎo)致只使用無(wú)機(jī)SiON層作為抗反射層的限制。
為此人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了能夠用作無(wú)機(jī)SiON層或代替它的抗反射涂層材料。結(jié)果，這種有機(jī)反射涂層材料，雖然在90年代中期已開(kāi)發(fā)出來(lái)，但由于需求很少而極少使用，最近才又開(kāi)始使用它。
這些有機(jī)反射涂層由于使用甲基丙烯酸酯樹(shù)脂而不是使用現(xiàn)有技術(shù)中的含苯基的樹(shù)脂，因而顯著增加了蝕刻速度。已經(jīng)研制出的該技術(shù)使甲基丙烯酸酯樹(shù)脂即使小于1000埃的厚度也能作為抗反射涂層。而且，具有小厚度的有機(jī)抗反射涂層內(nèi)部可用熱酸生成劑(TAG)化合物彼此交聯(lián)，使該涂層的表面硬化。現(xiàn)已可研制出用于調(diào)整該介面與形成在有機(jī)抗反射涂層上部的光致抗蝕劑之間兼容性的技術(shù)。
然而，在使用上述有機(jī)抗反射涂層的情況下，存在與某些部分光致抗蝕劑匹配的問(wèn)題。換句話說(shuō)，在生產(chǎn)上經(jīng)常出現(xiàn)有機(jī)抗反射層與光致抗蝕劑的相互混合，由此造成光致抗蝕圖樣中的缺陷，如(a)基腳、(b)基蝕，如圖1的(a)和圖2的(b)所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)一種防止光致抗蝕圖樣中產(chǎn)生缺陷的方法，該缺陷如基蝕或基腳是由于有機(jī)抗反射涂層與光致抗蝕劑之間相互混合而產(chǎn)生的，通過(guò)對(duì)有機(jī)抗反射涂層進(jìn)行固化處理，如離子注入或電子束固化，使該有機(jī)抗反射涂層表面形成碳化層來(lái)防止相互混合，從而防止缺陷的產(chǎn)生。
本發(fā)明公開(kāi)了形成半導(dǎo)體器件微圖樣的方法，包括在半導(dǎo)體基底的頂部形成有機(jī)抗反射涂層，并進(jìn)行烘硬處理；在有機(jī)抗反射涂層上進(jìn)行固化處理而在其上形成碳化層；在碳化層的頂部涂光致抗蝕劑并進(jìn)行烘軟處理；在涂有光致抗蝕劑的基底上進(jìn)行曝光與顯影，形成光致抗蝕圖樣；以及清洗成品材料。


下面結(jié)合附圖作具體描述，由此將使本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)變得更加明顯，其中
圖1說(shuō)明了在常規(guī)技術(shù)形成的微圖樣中，由于抗反射涂層與光致抗蝕劑之間的相互混合而發(fā)生的基腳現(xiàn)象；圖2說(shuō)明了在常規(guī)技術(shù)形成的微圖樣中，由于抗反射涂層與光致抗蝕劑之間的相互混合而發(fā)生的基蝕現(xiàn)象；圖3到6是剖視圖，說(shuō)明了本發(fā)明公開(kāi)的方法所形成的半導(dǎo)體器件的微圖樣；以及圖7說(shuō)明了本發(fā)明公開(kāi)的形成半導(dǎo)體器件微圖樣的方法所形成的無(wú)缺陷光致抗蝕圖樣。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照

本發(fā)明的方法。本實(shí)施方案只用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
圖3到6是剖視圖，說(shuō)明本發(fā)明形成半導(dǎo)體器件微圖樣的方法。
圖7表示本發(fā)明形成半導(dǎo)體器件微圖樣的方法所形成的無(wú)缺陷的光致抗蝕圖樣。
首先，如圖3所說(shuō)明的，有機(jī)抗反射涂層120在大約10到大約100nm的厚度范圍內(nèi)，薄薄地形成在半導(dǎo)體基底100的頂部，在其上進(jìn)行平板印刷。這時(shí)，半導(dǎo)體基底100的表面先用HMDS(六甲基二硅烷基胺)處理，以增加它與有機(jī)抗反射涂層120的粘合性。
接著，有機(jī)抗反射涂層120上進(jìn)行烘硬處理，將該有機(jī)抗反射涂層上的所有溶劑蒸發(fā)掉。這時(shí)，在大約150到大約250℃范圍的溫度下，烘硬過(guò)程進(jìn)行大約10到大約300秒時(shí)間。
然后，如圖4所說(shuō)明的，在有機(jī)抗反射涂層120的表面上進(jìn)行固化處理，以形成碳化層120′。
這時(shí)，該固化是用離子注入或電子束的固化方法。
離子注入是使用氬、氫、氖和砷的任何一種離子源，離子加速電壓在大約20到大約60keV范圍。在電子束固化方法中，使用了大約500到大約4000uC/cm2范圍的劑量。
形成的碳化層120′用于防止有機(jī)抗反射涂層120與光致抗蝕劑140之間的相互混合。這樣，在形成光致抗蝕圖樣的過(guò)程中可以防止發(fā)生(a)基蝕或(b)基腳現(xiàn)象。
下面，如圖5所說(shuō)明的，此后，在大約90到大約130℃范圍的溫度下，對(duì)光致抗蝕劑140進(jìn)行大約60到大約50秒時(shí)間烘軟處理，使光致抗蝕劑140中的溶劑蒸發(fā)。
接著，如圖6所說(shuō)明的，光致抗蝕劑140的頂部覆蓋有掩模(未畫(huà)出)，該掩模具有所需的圖樣。然后，通過(guò)使用適于光致抗蝕劑140的g-線、KrF和ArF的任何一種曝光手段在覆蓋有光致抗蝕劑的半導(dǎo)體基底100上進(jìn)行曝光，曝光后，在其上進(jìn)行烘烤。然后，在所得的材料上用TMAH(濃度范圍從大約0.1到大約10％的四甲基羥銨)進(jìn)行顯影，形成光致抗蝕圖樣140′。
最后，用去離子水清洗所得的材料。
通過(guò)上面的處理，在形成光致抗蝕圖樣的過(guò)程中，由于在有機(jī)抗反射涂層120與光致抗蝕劑140之間形成碳化層，防止了有機(jī)抗反射涂層與光致抗蝕劑之間的出現(xiàn)相互混合，如圖7所示，從而得到無(wú)缺陷的光致抗蝕圖樣。
如上所述，本發(fā)明的方法通過(guò)固化處理，在有機(jī)抗反射涂層的表面上形成碳化層，防止了有機(jī)抗反射涂層與光致抗蝕劑之間的相互混合，從而防止半導(dǎo)體基底光致抗蝕圖樣中出現(xiàn)缺陷，如發(fā)生基蝕或基腳現(xiàn)象。
另外，本發(fā)明的方法可以增加128M到256M、1G、和4G的高集成半導(dǎo)體器件的產(chǎn)率。
上面已用優(yōu)選的實(shí)施方案表明和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員將會(huì)明白，只要不背離本發(fā)明所附權(quán)利要求書(shū)的構(gòu)思和范圍，可以在形式與細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種形成半導(dǎo)體器件的微圖樣的方法，包括在半導(dǎo)體基底的頂部形成有機(jī)抗反射涂層，并進(jìn)行烘硬處理；在有機(jī)抗反射涂層上進(jìn)行固化處理，在其上形成碳化層；在碳化層上涂光致抗蝕層，并進(jìn)行烘軟處理；在光致抗蝕層上進(jìn)行曝光和顯影處理，而在其上形成光致抗蝕圖樣，從而形成成品材料；以及清洗該成品材料。
2.權(quán)利要求1的方法，其中有機(jī)抗反射涂層具有大約10到大約100nm范圍的厚度。
3.權(quán)利要求1的方法，其中烘硬處理溫度大約在150到大約250℃范圍，烘硬處理時(shí)間大約10到大約300秒范圍。
4.權(quán)利要求1的方法，其中固化處理包括離子注入或電子束固化。
5.權(quán)利要求4的方法，其中固化處理是離子注入，使用氬、氫、氖和砷中的任何一種離子源，離子注入的加速電壓在大約20到大約60keV范圍。
6.權(quán)利要求4的方法，其中固化過(guò)程是電子束固化，劑量在大約500到大約4000uC/cm2范圍。
7.權(quán)利要求1的方法，其中光致抗蝕劑是g-線、KrF和ArF中任一種光致抗蝕劑，其所形成的厚度在大約100到1000nm范圍。
8.權(quán)利要求1的方法，其中烘軟溫度在大約90到大約130℃范圍，烘軟時(shí)間大約60到大約50秒范圍。
9.權(quán)利要求1的方法，其中曝光處理是使用適于光致抗蝕劑的g-線、KrF和ArF中任何一種手段進(jìn)行的。
10.權(quán)利要求1的方法，其中顯影處理中使用TMAH，在大約0.1到大約10％范圍的濃度下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了形成半導(dǎo)體基底的微圖樣的方法,更具體說(shuō)是涉及一種防止光致抗蝕圖樣中產(chǎn)生缺陷(如基蝕或基腳)的方法,該缺陷是由于有機(jī)抗反射涂層與光致抗蝕劑之間相互混合而產(chǎn)生的,通過(guò)對(duì)有機(jī)抗反射涂層進(jìn)行固化處理,如離子注入或電子束固化,使該有機(jī)抗反射涂層表面形成碳化層來(lái)防止相互混合,從而防止缺陷的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)G03F7/11GK1331486SQ0112329
公開(kāi)日2002年1月16日 申請(qǐng)日期2001年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
發(fā)明者高次元, 洪圣恩, 鄭旼鎬, 金珍秀, 李根守, 鄭載昌 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司