專利名稱：形成反色調(diào)圖像的硬掩模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用反色調(diào)硬掩模成像方法在器件上形成精細(xì)圖案的方法。
背景技術(shù)：
光致抗蝕劑組合物用于縮微光刻方法，這些方法例如在計(jì)算機(jī)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 施加于基底材料上，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底以使該 光致抗蝕劑組合物中的任何溶劑蒸發(fā)并將涂層固定到基底上。該涂覆在基底上的光致抗蝕 劑接下來經(jīng)歷對輻射的成像式曝光。該輻射曝光導(dǎo)致該涂覆表面的曝光區(qū)域發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)變?？梢姽?、紫外(UV)光、電 子束、遠(yuǎn)紫外線(euv)和X射線輻射能是目前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(jīng)涂覆的基底，然后用顯影劑溶液處理以溶解和除去該光致抗 蝕劑的經(jīng)輻射曝光(正性光致抗蝕劑)或未經(jīng)曝光區(qū)域(負(fù)性光致抗蝕劑)。正性作用光致抗蝕劑當(dāng)它們對輻射進(jìn)行成像式曝光時(shí)會(huì)使該光致抗蝕劑組合物 的對輻射曝光的那些區(qū)域變得更加可溶于顯影劑溶液，然而沒有曝光的那些區(qū)域保持相對 不可溶于顯影劑溶液。因此，用顯影劑對經(jīng)曝光的正性作用光致抗蝕劑的處理使得涂層的 曝光區(qū)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。在需要亞半微米幾何結(jié)構(gòu)的情況下，經(jīng)常使用對短波長(大約IOOnm到大約 300nm)敏感的光致抗蝕劑。尤其優(yōu)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(chǎn)生劑，任選地，溶解抑制劑，堿猝滅劑和溶劑。 高分辨率、化學(xué)放大的、深紫外(100-300nm)正色調(diào)光致抗蝕劑可用來將具有小于四分之 一微米幾何結(jié)構(gòu)的圖像圖案化。光致抗蝕劑還用來在基底上形成窄的經(jīng)掩蔽的空間，其中進(jìn)一步蝕刻該基底以在 該基底中形成溝槽。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用正性光致抗蝕劑的硬掩模圖案化在該基底上產(chǎn)生高分辨 率圖案。然而，需要使用正性光致抗蝕劑在基底中提供非常窄和深的溝槽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及在器件上形成圖案使得在基底上形成反色調(diào)圖案的方法，該方法使用 用硬化性化合物連同硬掩模技術(shù)凍結(jié)的正性光致抗蝕劑圖案。所述光致抗蝕劑的凍結(jié)允許 使用寬范圍的硬掩模材料，因?yàn)橛惭谀Ｍ苛辖M合物的溶劑不溶解凍結(jié)的光致抗蝕劑，而它 將溶解未凍結(jié)的光致抗蝕劑并因此是不相容的。硬掩模技術(shù)允許非常深且窄的溝槽在基底 中形成。發(fā)明概述本發(fā)明涉及在器件上形成反色調(diào)圖像的方法，包括a)在基底上形成吸收性底層；b)在所述底層上形成正性光致抗蝕劑的涂層；
c)將所述正性光致抗蝕劑成像式曝光和顯影，從而形成光致抗蝕劑圖案；d)用硬化性化合物處理所述光致抗蝕劑圖案，從而形成經(jīng)硬化的光致抗蝕劑圖 案；e)在所述經(jīng)硬化的光致抗蝕劑圖案上由硅涂料組合物形成硅涂層，其中所述硅涂 層比所述光致抗蝕劑圖案厚，和進(jìn)一步其中所述硅涂料組合物包含硅聚合物和有機(jī)涂料溶 劑；f)干蝕刻所述硅涂層以除去所述硅涂層直到所述硅涂層具有與所述光致抗蝕劑 圖案幾乎相同的厚度；和g)干蝕刻以除去所述光致抗蝕劑和底層，從而在所述光致抗蝕劑圖案的原始位置 下方形成溝槽。所述硬化性化合物可以包含至少2個(gè)氨基(NH2)。所述硬化性化合物可以具有以下結(jié)構(gòu)(I)，
權(quán)利要求
1.在器件上形成反色調(diào)圖像的方法，包括；a)在基底上形成吸收性底層；b)在所述底層上形成正性光致抗蝕劑的涂層；c)將所述正性光致抗蝕劑成像式曝光和顯影，從而形成光致抗蝕劑圖案；d)用硬化性化合物處理所述光致抗蝕劑圖案，從而形成經(jīng)硬化的光致抗蝕劑圖案；e)在所述經(jīng)硬化的光致抗蝕劑圖案上由硅涂料組合物形成硅涂層，其中所述硅涂層比 所述光致抗蝕劑圖案厚，和進(jìn)一步其中所述硅涂料組合物包含硅聚合物和有機(jī)涂料溶劑；f)干蝕刻所述硅涂層以除去所述硅涂層直到所述硅涂層具有與所述光致抗蝕劑圖案 幾乎相同的厚度；和g)干蝕刻以除去所述光致抗蝕劑和底層，從而在所述光致抗蝕劑圖案的原始位置下方 形成溝槽。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述硬化性化合物包含至少2個(gè)氨基(NH2)。
3.權(quán)利要求1或2的方法，還包括干蝕刻所述基底的步驟。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中在步驟g)中，所述干蝕刻包括在一個(gè)連續(xù)步驟 中使用相同氣體組合物以除去光致抗蝕劑和底層。
5.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中在步驟g)中，所述干蝕刻包括首先除去光致抗 蝕劑，接著進(jìn)行除去底層的單獨(dú)步驟。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中所述硬化性化合物具有以下結(jié)構(gòu)(I)，
7.權(quán)利要求6的方法，其中η是1。
8.權(quán)利要求6或7的方法，其中所述硬化性化合物選自1，2_二氨基乙烷、1，3_丙二胺 和1，5_ 二氨基-2-甲基戊烷。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中所述光致抗蝕劑圖案的處理步驟采用蒸發(fā)的硬 化性化合物。
10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其中所述處理步驟包括加熱步驟。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述處理步驟包括在蒸發(fā)的硬化性化合物存在下加熱所 述光致抗蝕劑圖案。
12.權(quán)利要求10或11的方法，其中所述加熱步驟在大約80°C-大約225°C的范圍內(nèi)。
13.權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法，其中所述底層具有大于80重量％的碳含量。
14.權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的方法，其中所述成像式曝光選自248nm、193nm、157nm、 EUV 禾口 e-束。
15.權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的方法，其中所述硅涂料組合物的硅聚合物是倍半硅氧烷 聚合物。
16.權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)的方法，其中所述硅涂料組合物的有機(jī)溶劑也是用于所述 未經(jīng)處理的光致抗蝕劑層的溶劑。
17.權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)的方法，其中步驟g)中的用于除去硅層的干蝕刻氣體包含氟烴。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述氟烴是CF4。
19.權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的方法，其中步驟f)中的干蝕刻氣體包含氧氣。
20.通過權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的方法獲得的產(chǎn)物。
21.通過使用根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的在器件上形成反色調(diào)圖像的方法獲得的 微電子器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及在器件上形成反色調(diào)圖像的方法，包括a)在基底上形成吸收性底層；b)在所述底層上形成正性光致抗蝕劑的涂層；c)形成光致抗蝕劑圖案；d)用硬化性化合物處理所述第一光致抗蝕劑圖案，從而形成經(jīng)硬化的光致抗蝕劑圖案；e)在所述經(jīng)硬化的光致抗蝕劑圖案上由硅涂料組合物形成硅涂層；f)干蝕刻所述硅涂層以除去所述硅涂層直到所述硅涂層具有與所述光致抗蝕劑圖案幾乎相同的厚度；和g)干蝕刻以除去所述光致抗蝕劑和底層，從而在所述光致抗蝕劑圖案的原始位置下方形成溝槽。本發(fā)明進(jìn)一步涉及上述方法的產(chǎn)物和由使用上述方法制成的微電子器件。
文檔編號H01L21/027GK102124413SQ200980131798
公開日2011年7月13日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者D·J·阿卜杜拉, M·尼瑟, R·R·達(dá)莫爾 申請人:Az電子材料美國公司