層結(jié)構(gòu)及制造其的方法、形成圖案的方法以及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【專利說明】層結(jié)構(gòu)及制造其的方法、形成圖案的方法從及半導(dǎo)體裝置
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)案主張2014年10月31日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)案第 10-2014-0150602號(hào)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容W引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明掲露一種制造層結(jié)構(gòu)的方法和一種形成圖案的方法，并且尤其掲露一種制 造層結(jié)構(gòu)用于形成如雙重鑲嵌互連結(jié)構(gòu)（dual damascene interconnection st;ruc1:ure) 的多圖案結(jié)構(gòu)的方法W及一種形成圖案的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 最近，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)研發(fā)出具有幾納米到幾十納米尺寸的圖案的超精細(xì)技術(shù)。 運(yùn)種超精細(xì)技術(shù)基本上需要有效的光刻（lithographic)技術(shù)。 陽〇化]典型的光刻技術(shù)包含：在半導(dǎo)體襯底上提供材料層；在其上涂布光刻膠層；曝光 并且顯影光刻膠層W提供光刻膠圖案；W及使用光刻膠圖案作為掩模來蝕刻材料層。
[0006] 現(xiàn)如今，根據(jù)待形成的圖案的小尺寸，僅僅通過上述典型光刻技術(shù)難W提供具有 卓越輪廓的精細(xì)圖案。因此，可W在材料層與光刻膠層之間形成被稱為硬掩模層的有機(jī)層 來提供精細(xì)圖案。
[0007] 硬掩模層具有中間層的作用，用于經(jīng)由選擇性蝕刻制程將光刻膠的精細(xì)圖案轉(zhuǎn)印 到材料層。因此，硬掩模層需要具有如耐熱性和耐蝕刻性等特征，W在多個(gè)蝕刻制程期間為 耐受的。
[0008] 另外，在多圖案化過程中，當(dāng)襯底具有級(jí)距或圖案密集區(qū)域或無圖案區(qū)域存在于 晶片上時(shí)，填充圖案的硬掩模層特別需要具有平坦化特征W便最小化圖案之間的級(jí)距。
[0009] 因此，需要能夠符合所述特征的層結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 一個(gè)實(shí)施例提供一種制造具有卓越平坦化特征的層結(jié)構(gòu)的方法而無需單獨(dú)的回 蝕刻制程或化學(xué)機(jī)械拋光（chemical mechanical polishing, CMP)制程。
[0011] 另一實(shí)施例提供具有卓越平坦化特征并且確保耐蝕刻性的層結(jié)構(gòu)。
[0012] 又一實(shí)施例提供一種使用所述層結(jié)構(gòu)形成圖案的方法。
[0013] 再一實(shí)施例提供一種通過形成圖案的方法制造的半導(dǎo)體裝置。
[0014] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種制造層結(jié)構(gòu)的方法包含通過將包含第一有機(jī)化合物的第一 組合物涂覆到具有多個(gè)圖案的襯底上W形成第一有機(jī)層；將溶劑涂覆到第一有機(jī)層上W去 除第一有機(jī)層的一部分；W及將包含第二有機(jī)化合物的第二組合物涂覆到其中的一部分被 去除的第一有機(jī)層上并且經(jīng)由固化過程形成第二有機(jī)層。
[0015] 其中的一部分被去除的第一有機(jī)層可存在于圖案的間隙內(nèi)。
[0016] 溶劑對(duì)第一組合物的第一有機(jī)化合物可具有溶解性。
[0017] 溶劑可包含 y -下內(nèi)醋（y-butyrolactone)、5 -戊內(nèi)醋（5-valerolactone)、 乳酸乙醋（6化八lactate)、乙基-3-乙氧基丙酸醋（ethyl-3-etho巧propionate)、丙二 醇單甲離乙酸醋（propylene glycolmonome^^d ether acetate)、(6-?基 (6-甲基了 酸醋（0-]17化〇巧0-1116化7化的7抓古6)、甲醇、乙醇、1-丙醇（1-口1'〇口7131(3〇11〇1)、2-丙 醇、2-下醇、乙二醇、丙二醇、甘油、1,6-己二醇（l，6-hexanediol)、環(huán)己二醇、山梨糖醇、木 糖醇、2-甲基-2,4-戊二醇（2-methyl-2,4-pentanediol)、1，3-下二醇、1,4-下二醇、乙 二醇單甲離（e^^dene glycol monome化e^er)、二乙二醇（die^^dene glycol)、二 丙二醇（dipropylene glycol)、丙二醇單甲離（propylene glycol monome化e^er)、 二乙二醇單甲離（die^^dene glycol monome化e^er)、S 乙二醇（trie^^dene glycol)、聚（乙二醇）（poly (e化ylene glycol))、丙二醇單甲離（propylene glycol monomethyl ether)、二丙二酉享單甲酉迷（dipropylene glycol monomethyl ether)、蘭丙 二醇單甲離（triprop^dene glycol monome化八 e^er)、二乙二醇單下離（die^^dene glycol monobutyl e化er)、丙二醇單甲離乙酸醋（propylene glycol monome^^d e化er acetate)、乙基乙氧基丙酸醋（e^^detho巧propionate)、丙二醇單甲離丙酸醋 (propylene glycol monomethyl ether propionate)、乙二酉享二乙酉堇酉g (ethylene glycol diacetate)、乳酸乙醋（6化八lactate)、乳酸了醋化ut)d lactate)、2-鞋基異了酸甲醋 (methyl 2-hydroxyisobutyrate)、乙酸正下醋（n-but)d acetate)、甲醜胺、單甲基甲醜 胺（monome^^dformamide)、二甲基甲醜胺（dimethyl formamide)、乙醜胺、單甲基乙醜 胺（monome^^dacetamide)、二甲基乙醜胺（dimethyl acetamide)、單乙基乙醜胺、二乙 基乙醜胺、N-甲基比咯焼酬（N-methylpyrrolidone)、甲氧基丙酸甲醋（metho巧1116化八 propionate)、甲氧基丙酸乙醋（metho;xy 6化八propionate)、甲氧基丙酸丙醋（metho;xy propyl propionate)、甲氧基丙酸下醋（methoxy butyl propionate)、乙氧基丙酸甲醋 (e 化 oxy methyl propionate)、乙氧基丙酸乙醋（e 化 oxy ethylpropionate)、乙氧基丙酸 丙醋（e 化 oxy prop)d propionate)、乙氧基丙酸下醋（e 化 oxy but)d propionate)、二甲石風(fēng) (dime^^d sulfone)、二甲亞諷（dimethyl sulfoxide)、環(huán)下諷、丙酬、乙醜丙酬（acetyl acetone)、甲基乙基酬（methyle^^d ketone)、甲基異下基酬（methyl isobut^d ketone) 或其組合。
[0018] 可^約0? Icc到約IOOcc的量涂覆溶劑。
[0019] 溶劑可通過旋涂（spin-on coating)、絲網(wǎng)印刷（screen printing)、狹縫涂布 (slit coating)、浸潰（di卵ing)、噴墨印刷、擁鑄（casting)或噴涂（spray coating)涂覆 到第一有機(jī)層上。
[0020] 第一有機(jī)層的形成可進(jìn)一步包含固化涂覆到襯底上的第一組合物。
[0021] 在涂覆第一組合物之后的固化和在涂覆第二組合物之后的固化可獨(dú)立地包含施 加選自熱、紫外線（ultraviolet, UV)、微波、聲波、超聲波或其組合的能量。
[0022] 在涂覆第二組合物之后的固化可在比涂覆第一組合物之后的固化高的溫度下進(jìn) 行。
[0023] 在涂覆第二組合物之后的固化可包含在約2(TC到約40(TC下的第一固化和在約 3(TC到約50(TC范圍下的第二固化，并且第二固化溫度可高于第一固化溫度。
[0024] 第一組合物的第一有機(jī)化合物的碳含量可W是約60原子百分比（atom% )到約 96原子百分比W及第二組合物的第二有機(jī)化合物的碳含量可W是約60原子百分比到約96 原子百分比。
[00巧]第一組合物的第一有機(jī)化合物和第二組合物的第二有機(jī)化合物可獨(dú)立地包含至 少一種被取代或未被取代的芳族環(huán)基、被取代或未被取代的脂環(huán)基、被取代或未被取代的 雜芳族環(huán)基、被取代或未被取代的雜脂環(huán)基或其組合。
[00%] 第一組合物的第一有機(jī)化合物和第二組合物的第二有機(jī)化合物可獨(dú)立地包含有 機(jī)聚合物、有機(jī)單體或其組合。
[0027] 有機(jī)聚合物的重量平均分子量可W是約500到約200, 000。
[0028] 有機(jī)單體的分子量可W是約50到約5, 000。
[0029] 第一組合物或第二組合物可包含添加劑。
[0030] 第一組合物可包含W 100重量份第一組合物計(jì)約0.0 Ol重量份到40重量份的添 加劑，W及第二組合物可包含W 100重量份第二組合物計(jì)約0.0 Ol重量份到40重量份的添 加劑。 W31] 添加劑可包含表面活性劑、塑化劑、交聯(lián)劑、熱酸產(chǎn)生劑（thermal acid generator, TAG)、光酸產(chǎn)生劑（photoacid generator, PAG)或其組合。
[0032] 交聯(lián)劑可包含甲氧基甲基化甘脈（methoxymethylated glycoluril)、 下氧基甲基化甘脈化Utoxymethylated glycoluril)、甲氧基甲基化S聚氯胺 (methoxymethylated melamine)、下氧基甲基化；聚氯胺化Utoxymethylated melamine)、 甲氧基甲基化苯并脈胺（methoxymethylated benzoguanamine)、下氧基甲基化苯并脈 月安（butoxymethylated benzoguanamine)、甲氧基甲基化脈（methoxymethylated urea)、 下氧基甲基化脈化utoxymethylated urea)、甲氧基甲基化硫脈（methoxymethylated thiourea)、甲氧基甲基化硫脈（methoxymethylated thiourea)、甲氧基甲基化苯 (methoxymethyIatedbenzene)、了氧基甲基化苯化UtoxymethyIatedbenzene)、甲氧基甲基 化苯酪（methoxymethylated 地enol)、下氧基甲基化苯酪化Utoxymethylated phenol)或 其組合。 W33] 第一組合物可進(jìn)一步包含第一溶劑，第二組合物可進(jìn)一步包含第二溶劑， 并且第一溶劑和第二溶劑可各自獨(dú)立地包含丙二醇、丙二醇二乙酸醋（propylene glycol diacetate)、甲氧基丙二醇（metho 巧 propanediol)、二乙二醇、二乙二醇下 酸（dieth}dene glycol but}dethe;r)、S (乙二醇）單甲酸（tri (eth}dene glycol) monometh}dethe;r)、丙二醇單甲酸（propylene glycol monometh}dethe;r)、丙二醇單甲酸 乙酸醋（propylene glycol monometh}dether acetate)、環(huán)己酬、乳酸乙醋、丫-下內(nèi)醋 (gamma-butyrolactone)、N，N-二甲基甲酯胺（N，N-dimeth}d formamide)、N，N-二甲基 乙酷胺（N，N-dimeth}d acetamide)、甲基化咯燒酬（methylpyrrolidone)、甲基化咯燒酬 (methylpyrrolidinone)、乙酷丙酬、3-乙氧基丙酸乙醋（eth}d S-ethoxypropionate)或 其組合。
[0034] 第一有機(jī)層和第二有機(jī)層可W是硬掩模層。
[0035] 第一組合物和第二組合物可各自W約300 A到約10 ym的厚度涂覆。
[0036] 第一組合物和第二組合物可通過旋涂、絲網(wǎng)印刷