專利名稱：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，涉及防止光致抗蝕圖樣中出現(xiàn)缺陷的方法，例如在使用有機抗反射涂層時出現(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程是非常重要的過程。
通常，光致抗蝕圖樣用曝光方法形成。而在曝光過程中，光致抗蝕圖樣受到底面半導(dǎo)體基底的反射光很強的作用。為了解決這個問題，在形成光致抗蝕圖樣之前，另外形成一個抗反射層。
作為眾所周知的抗反射層的無機的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，在蝕刻過程中出現(xiàn)的問題是無機SiON層對半導(dǎo)體基底的蝕刻選擇性問題。如果在蝕刻過程后，不必要的無機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，形成的無機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，由于無機SiON層對空氣中的氧敏感，在一段時間后形成一個不均勻的薄氧化層，在無機SiON層上部形成的化學(xué)增強抗蝕劑(CAR)中就會產(chǎn)生缺陷，因而不便于通過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題。在這樣的情況下，導(dǎo)致只使用無機SiON層作為抗反射層的限制。
為此人們已經(jīng)開發(fā)了能夠用作無機SiON層或代替它的抗反射涂層材料。結(jié)果，這種有機反射涂層材料，雖然在90年代中期已開發(fā)出來，但由于需求很少而極少使用，最近才又開始使用它。
這些有機反射涂層由于使用甲基丙烯酸酯樹脂而不是使用現(xiàn)有技術(shù)中的含苯基的樹脂，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題。換句話說，在生產(chǎn)上經(jīng)常出現(xiàn)有機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抗反射涂層與光致抗蝕劑之間相互混合而產(chǎn)生的，通過對有機抗反射涂層進行固化處理，如離子注入或電子束固化，使該有機抗反射涂層表面形成碳化層來防止相互混合，從而防止缺陷的產(chǎn)生。
本發(fā)明公開了形成半導(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抗反射涂層，并進行烘硬處理；在有機抗反射涂層上進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行烘軟處理；在涂有光致抗蝕劑的基底上進行曝光與顯影，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、特點和優(yōu)點變得更加明顯，其中
圖1說明了在常規(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，說明了本發(fā)明公開的方法所形成的半導(dǎo)體器件的微圖樣；以及圖7說明了本發(fā)明公開的形成半導(dǎo)體器件微圖樣的方法所形成的無缺陷光致抗蝕圖樣。
具體實施例方式
現(xiàn)參照

本發(fā)明的方法。本實施方案只用于說明本發(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缺陷的光致抗蝕圖樣。
首先，如圖3所說明的，有機抗反射涂層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，在其上進行平板印刷。這時，半導(dǎo)體基底100的表面先用HMDS(六甲基二硅烷基胺)處理，以增加它與有機抗反射涂層120的粘合性。
接著，有機抗反射涂層120上進行烘硬處理，將該有機抗反射涂層上的所有溶劑蒸發(fā)掉。這時，在大約150到大約250℃范圍的溫度下，烘硬過程進行大約10到大約300秒時間。
然后，如圖4所說明的，在有機抗反射涂層120的表面上進行固化處理，以形成碳化層120′。
這時，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所說明的，此后，在大約90到大約130℃范圍的溫度下，對光致抗蝕劑140進行大約60到大約50秒時間烘軟處理，使光致抗蝕劑140中的溶劑蒸發(fā)。
接著，如圖6所說明的，光致抗蝕劑140的頂部覆蓋有掩模(未畫出)，該掩模具有所需的圖樣。然后，通過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上進行曝光，曝光后，在其上進行烘烤。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。
通過上面的處理，在形成光致抗蝕圖樣的過程中，由于在有機抗反射涂層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，從而得到無缺陷的光致抗蝕圖樣。
如上所述，本發(fā)明的方法通過固化處理，在有機抗反射涂層的表面上形成碳化層，防止了有機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)選的實施方案表明和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的專業(yè)人員將會明白，只要不背離本發(fā)明所附權(quán)利要求書的構(gòu)思和范圍，可以在形式與細節(jié)上進行各種改變。
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抗反射涂層，并進行烘硬處理；在有機抗反射涂層上進行固化處理，在其上形成碳化層；在碳化層上涂光致抗蝕層，并進行烘軟處理；在光致抗蝕層上進行曝光和顯影處理，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％范圍的濃度下進行。
全文摘要
本發(fā)明公開了形成半導(dǎo)體基底的微圖樣的方法,更具體說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,該缺陷是由于有機抗反射涂層與光致抗蝕劑之間相互混合而產(chǎn)生的,通過對有機抗反射涂層進行固化處理,如離子注入或電子束固化,使該有機抗反射涂層表面形成碳化層來防止相互混合,從而防止缺陷的產(chǎn)生。
文檔編號G03F7/11GK1331486SQ0112329
公開日2002年1月16日 申請日期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 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司