CN1932645A - 包括阻剂流动工艺及膜涂布工艺的半导体装置制造方法 - Google Patents
包括阻剂流动工艺及膜涂布工艺的半导体装置制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1932645A CN1932645A CNA2006101056423A CN200610105642A CN1932645A CN 1932645 A CN1932645 A CN 1932645A CN A2006101056423 A CNA2006101056423 A CN A2006101056423A CN 200610105642 A CN200610105642 A CN 200610105642A CN 1932645 A CN1932645 A CN 1932645A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photoresist
- contact hole
- pattern
- hole pattern
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 104
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000009501 film coating Methods 0.000 title description 2
- 239000007888 film coating Substances 0.000 title description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 151
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- -1 methacrylate compound Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 claims description 5
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 4
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000001925 cycloalkenes Chemical class 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
- H01L21/76816—Aspects relating to the layout of the pattern or to the size of vias or trenches
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31144—Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
一种制造半导体装置的方法，其中将光阻剂图案形成于底层上，之后再进行阻剂流动工艺与涂布处理工艺，藉此获得缩小到相同尺寸的光阻剂图案，而不论光阻剂的图案密度为何。因此，本发明所揭示的方法在所有半导体制造过程中用来形成高于曝光器分辨率的精细图案，是很有用的。
Description
技术领域
本发明一般而言涉及一种制造半导体装置的方法，其包括(i)形成一光阻剂图案、然后(ii)在其上方进行阻剂流动工艺(以下均称为“RFP”)以及涂布处理工艺，藉此获得一均匀缩小的光阻剂图案，不论光阻剂的图案密度为何。
背景技术
随着半导体装置应用的领域逐渐扩展，开始有需要制造具有经改良的完整性的高容量记忆装置。半导体工艺有必要地包括了一种用来形成线形图案(诸如栅线与位线)，或者是接触孔洞图案(诸如位线接触)的平版印刷工艺。
为了要形成小于0.1μm的临界尺寸(CD)，该平版印刷工艺运用了短波长的深紫外光(DUV)光源的曝光器，诸如ArF(193nm)或VUV(157nm)，来取代长波长光源，诸如i-line或KrF(248nm)。
此外，为了要获得具有在曝光器以上的分辨率的精细接触孔洞图案，已经研发出一种(i)RFP(Japanese Journal of Applied Physics.Vol.37(1998)pp.6863-6868)、或者是(ii)一种涂布处理工艺，其利用由Tokyo OhkaKogyo Co.，Ltd.(Advances in Resist Technology and Processing XXI.，由Sturtevant，John L.所编著，Proceedings of the SPIE，volume 5376，pp.533-540(2004)，其所有教示及揭示内容全部均于此并入作为参考资料)所制成的SAFIERTM(Shrink Assist Film for Enhanced Resolution，用于提高分辨率的收缩辅助膜)材料。
(i)根据该RFP，在玻璃转换温度(Tg)以上，将热能施加到由光刻工艺所获得的光阻剂图案上，历时一段预先决定的时间，使得光阻剂能以热的方式流动。因此，得以缩小该光阻剂接触孔洞图案的尺寸。
甚至在该RFP期间，当均匀热能传送至该光阻剂的整个表面上时，该光阻剂从下部位置流出会比从上部或中间位置流出的速度更快，使得在该图案的上部分变得比该图案的下部分还要宽的位置，会产生溢流(over-flowing)现象。更进一步而言，因为在该装置上形成了每一个都具有不同密度的光阻剂图案，而使得该密度差导致光阻剂的热流量的不同。因此，要获得具有均匀尺寸的缩小图案是很困难的。
图1a与1b为说明当进行传统RFP时，光阻剂接触孔洞图案尺寸变化的图解。
参照图1a，在底层1上的该光阻剂膜3上方进行曝光和显影工艺，藉此获得130nm的光阻剂接触孔洞图案5。之后，再于该光阻剂接触孔洞图案5上进行一般的RFP工艺，历时一分钟。因此，如图1b中所显示，因为在具有较高接触孔洞密度的区域(a)中可以流动的阻剂数量小，而形成缩小到100nm的该接触孔洞图案5-1，同时因为在具有较低接触孔洞密度的区域(b)中可以流动的阻剂数量大，而形成缩小到70nm的该接触孔洞图案5-2。
(ii)根据该涂布处理工艺，在由光刻工艺所获得的整个光阻剂图案上涂布诸如SAFIERTM材料的材料。然后，将该所得的结构加热超过该光阻剂聚合物的玻璃转换温度，来缩小该光阻剂接触孔洞图案。
然而，当涂层膜形成于该光阻剂图案上时，将涂层材料填充至具有高接触孔洞图案密度的区域里的多数接触孔洞中，使得形成低厚度的涂层膜。另一方面，有一些接触孔洞是以具有低接触孔洞图案密度的区域里的涂层材料加以填充，使得形成高厚度的涂层膜。因此，甚至是在之后的加热处理工艺当中，当把相同的能量传送至该涂层薄膜的整个表面上时，由于涂层膜厚度差异，也难以来缩小该光阻剂接触孔洞图案至均匀尺寸。
图2a至2c为说明当利用传统SAFIERTM材料来进行涂布处理工艺时，光阻剂接触孔洞图案尺寸变化的图解。
参照图2a，在底层21上的该光阻剂薄膜23上方进行曝光与显影工艺，藉此获得130nm的光阻剂接触孔洞图案25。之后，再将SAFIERTM材料涂布至该光阻剂接触孔洞图案25上，以形成涂层膜27，并且在该光阻剂的玻璃转换温度以上在所得的结构上进行加热处理工艺29，历时超过三分钟。然后，将该涂层膜移除。因此，缩小到100nm的该光阻剂接触孔洞图案25-2形成于区域(b)当中，同时70nm的接触孔洞图案25-1形成于该区域(a)当中，因为薄的涂层膜而使在具有高接触孔洞图案密度的区域(a)当中的热传送效应比具有低接触孔洞图案密度的区域(b)高。
当藉由以上所叙述现象而形成非均匀图案时，就不可能获得足够的蚀刻容度(margin)来执行之后的稳定蚀刻工艺，而图案临界尺寸的精确度就会下降而造成最终半导体装置产量下降。
发明内容
本说明书所揭示的是一种制造半导体装置的方法，其包括RFP和涂布处理工艺，使得光阻剂接触孔洞图案能够均匀缩小，不论光阻剂的图案密度为何。
本发明所揭示的使用光刻工艺来制造半导体装置的方法，包括了以下步骤：(a)形成第一光阻剂图案；以及(b)进行阻剂流动工艺(RFP)和涂布处理工艺，以获得具有高于该第一光阻剂图案的分辨率的第二光阻剂图案。
在较佳的情形下，该制造半导体装置的方法包括了以下步骤：
(a)在底层上形成光阻剂膜；
(b)在该光阻剂膜上进行曝光与显影工艺，以形成第一光阻剂接触孔洞图案；
(c)在该第一光阻剂接触孔洞图案上进行RFP；以及
(d)在该所得结构的整个表面上进行涂布处理工艺，以获得第二光阻剂图案。
步骤(d)中的涂布处理工艺较佳包括在步骤(c)的所得结构上形成涂层膜；在其上进行加热处理工艺；并且将该涂层膜移除。
步骤(c)的RFP工艺较佳是在玻璃转换温度或者是高于该玻璃转换温度下进行，历时一段预先决定的时间，更佳是在将先前的工艺所获得的最小光阻剂接触孔洞图案缩小大约5％至大约20％的条件下进行。并且，步骤(d)的涂布处理工艺的加热处理工艺较佳在将先前的工艺所获得的最小光阻剂接触孔洞图案缩小大约5％至大约20％的条件下进行。
在较佳的情形下，该涂层膜具有不同于光阻剂的溶解物理特性。因此，该光阻剂膜的溶解度不同于移除该涂层膜的溶剂中的涂层膜溶解度。举例而言，当把水用来作为移除该涂层薄膜的溶剂时，该光阻剂膜就具有相对水的较低溶解度，而该涂层膜就具有相对水的较高的溶解度。
一般而言该光阻剂膜相对水具有较低的溶解度。该涂层膜包括一种可溶于水的聚合物化合物，其分子量范围从大约200至大约50,000，相对水具有较高的溶解度，并且可以有效地填充至该接触孔洞图案之中，更佳地，具有15,000的分子量的一种聚(N，N-二甲基丙烯醯胺)化合物或者一般的SAFIERTM材料可以用作涂层材料。
藉由以上所叙述方法所获得的第二光阻剂图案，比藉由使用曝光器而获得之光阻剂图案还要高。
在该步骤(c)与(d)中所缩小的图案尺寸，可以利用该RFP的处理时间和温度、以及该涂布处理工艺的加热时间与温度来加以调节。
附图说明
为了更完整了解本发明的揭示，应该要参考以下详细说明和伴随的附图，其中：
图1a和1b为说明一种利用阻剂流动工艺来制造半导体装置的传统方法的图解；
图2a至2c为说明一种利用SAFIERTM材料来制造半导体装置的传统方法的图解；
图3a至3d为说明一种根据实施例1来制造半导体装置的揭示方法的图解；
图4a为说明实施例1的光阻剂图案的SEM照片；
图4b为说明在实施例1的阻剂流动工艺后，该光阻剂图案的SEM照片；
图4c为说明在实施例1的涂布处理工艺后，该光阻剂图案的SEM照片；
图5a至5d为说明一种根据实施例2来制造半导体装置的揭示方法的图解；
图6a为说明实施例2的光阻剂图案的SEM照片；
图6b为说明在实施例2的涂布处理工艺后，该光阻剂图案的SEM照片；以及
图6c为说明在实施例2的阻剂流动工艺后，该光阻剂图案的SEM照片。
虽然所揭示的组成物及方法可以具有各种形式的具体实施例，但是在图式中已说明(并且将会在以下进行叙述)本发明的特定具体实施例，应该要了解到的是，该揭示是为说明目的，并非用来将本发明局限在本说明书中所叙述和说明的该些特定具体实施例里。
主要组件符号说明
1，21，101，201：底层
3，23，103，203：光阻剂膜
5，25，105，205：接触孔洞(C/H)图案
5-1，105-1：在RFP之后从具有高图案密度的区域获得的C/H图案
5-2，105-2：在RFP之后从具有低图案密度的区域获得的C/H图案
25-1，205-1：在加热涂层膜之后从具有高图案密度的区域获得的C/H图案
25-2，205-2：在加热涂层膜之后从具有低图案密度的区域获得的C/H图案
27，107，207：涂层膜
29，109，209：加热处理工艺
111，211：缩小到相同尺寸的最终的C/H图案
a，a′：具有高图案密度的区域
b，b′：具有低图案密度的区域
具体实施方式
将参照附图详细叙述本发明所揭示的方法。
参照图3a，在底层101上的该光阻剂膜103上方进行曝光与显影工艺，藉此获得110nm的第一光阻剂接触孔洞图案105(参见图3a与4a)。
该底层并未特别加以限制。举例而言，该底层可包括多晶硅、SiO、SiON、或者是金属膜，诸如W或Al(例如)。
任何适当的化学增强型光阻剂都可以被用来作为该光阻剂膜。在较佳的情形下，该光阻剂具有一结构，其包括甲基丙烯酸酯化合物、或环烯烃化合物作为其主链。
在此，较佳是在该曝光工艺之前进行软烤工艺(soft baking process)，并且在该曝光工艺之后进行后烤工艺(post baking process)。该烘烤工艺较佳是在温度范围大约70℃至大约200℃下进行。
该曝光工艺的执行较佳是使用选自于由以下所构成的群组中的光源：KrF(248nm)、ArF(193nm)、VUV(157nm)、EUV(13nm)、电子束(e-beam)、x-光、以及离子束，而该曝光工艺的执行则较佳是在暴露能量范围从大约0.1mJ/cm2至大约100mJ/cmu2。
在该光阻剂的玻璃转换温度或者是高于该玻璃转换温度，在图3a的第一光阻剂接触孔洞图案105上进行RFP，历时一段预先决定的时间，以缩小该第一光阻剂接触孔洞图案105的尺寸5～20％。因此，如图3b中所显示，因为能够在具有高接触孔洞图案密度的区域(a′)中流动的阻剂数量较少，而形成缩至比第一图案还小的100nm的光阻剂接触孔洞图案105-1；而因为能够在具有低接触孔洞图案密度的区域(b′)中流动的阻剂数量较大，而形成缩至比第一图案还小的90nm的光阻剂接触孔洞图案105-2(参见图3b与4b)。
参照Japanese Journal of Applied Physics(vol.37(1998)pp.6863-6868)，可以将特定RFP条件进行适当地调整，其所有教示及揭示内容全部均于此并入作为参考资料。在较佳的情形下，该RFP是在温度范围从大约140℃至大约170℃下进行，历时从大约20秒至大约50秒。
然后，如图3c中所显示，在该所得的结构的整个表面上，以相同于该光阻剂膜的厚度形成涂层膜107，以用于填充不同尺寸的接触孔洞图案105-1和105-2，其取决于以上所叙述的图3b的图案密度。
将该涂层材料填充至具有高接触孔洞图案密度的区域中的许多接触孔洞里，使得该涂层膜会以低厚度形成。另一方面，有少数接触孔洞是以具有高接触孔洞图案密度的区域中的涂层材料加以填充，使得该涂层膜会以高厚度形成。
在该涂层薄膜107上进行加热处理工艺109以后，将该所得的结构浸入至水中大约10秒至大约120秒，以移除该涂层膜107。
就该涂层膜而言，较佳为具有分子量为大约15,000的聚(N，N-二甲基丙烯醯胺)或者是一般的SAFIERTM材料。
该加热处理的进行较佳是在光阻剂的玻璃转换温度或者是高于该玻璃转换温度，历时一段预先决定的时间，例如从大约140℃至大约170℃，历时大约30秒至大约120秒，如此得以将由先前RFP工艺所获得的最小的光阻剂接触孔洞图案，例如90nm光阻剂接触孔洞图案105-2，缩小大约5％至大约20％。
在区域(b′)中将该90nm的光阻剂图案缩小至80nm，同时在区域(a′)中将100nm的该光阻剂图案缩小至80nm，因为涂层膜而使在具有高接触孔洞图案密度的区域(a′)当中的热传送效应比具有低接触孔洞图案密度的区域(b′)高，如图3d中所显示。因此，藉由所揭示的方法来形成缩小至80nm的第二光阻剂接触孔洞图案111，不论图案密度为何。(参见图3d与4c)。
同样地，提供了一种制造半导体装置的方法，其包括了以下的步骤：
(a)在一底层上形成一层光阻剂膜；
(b)在该光阻剂膜上进行曝光与显影工艺，以形成第一光阻剂图案；
(c)在该第一光阻剂图案上进行涂布处理工艺；以及
(d)在该所得的结构上进行RFP，以获得具有高于该第一光阻剂图案的分辨率的第二光阻剂图案。
步骤(c)的该涂布处理工艺优选包括在步骤(b)的所得结构上形成一层涂层膜；在其上进行加热处理工艺；并且将该涂层膜移除。
该RFP执行较佳是在光阻剂的玻璃转换温度或者是高于该玻璃转换温度。该涂布处理工艺的加热处理工艺的执行是在该光阻剂的玻璃转换温度或者是高于该玻璃转换温度。
第二个揭示的方法会参考附图进行详细的叙述。
参照图5a，在底层201上的该光阻剂膜203上方进行曝光与显影工艺，藉此获得110nm的光阻剂接触孔洞图案205(参见图5a与6a)。
如图5b中所显示，在该所得的结构的整个表面上，以相同于该光阻剂膜的厚度涂覆涂层膜205，以填充该第一光阻剂接触孔洞图案203。当在光阻剂的玻璃转换温度在该涂层膜207上进行加热处理工艺209以后，再将该最终的结构浸入至水中历时一段预先决定的时间，以移除该涂层膜207，如图5c中所显示。
当该涂层材料为一种分子量为15,000的聚(N，N一二甲基丙烯醯胺)化合物时，较佳是在光阻剂的玻璃转换温度或者是高于该玻璃转换温度下进行加热处理工艺，历时一段预先决定的时间，以缩小该第一光阻剂接触孔洞图案203大约5％至大约20％。举例来说，当该加热处理工艺是在从大约140℃至大约170℃的温度下进行大约30秒至大约120秒时，在具有高接触孔洞图案密度的区域(a′)中会形成缩小至小于该第一图案的90nm的接触孔洞图案205-1，而在具有高接触孔洞图案密度的区域(b′)中会形成缩小至小于该第一图案的100nm的接触孔洞图案205-2(参见图5c与6b)。
之后，取决于该图案密度，在光阻剂的玻璃转换温度下，于不同尺寸的接触孔洞图案205-1与205-2上进行RFP。
该RFP工艺的进行较佳是在光阻剂的玻璃转换温度或者是高于该玻璃转换温度下，历时一段预先决定的时间，例如从大约140℃至大约170℃，历时大约30秒至大约120秒，如此得以将由先前RFP工艺所获得的最小的光阻剂接触孔洞图案，例如90nm光阻剂接触孔洞图案205-1，缩小大约5％至大约20％。
如图5d中所显示，在具有低接触孔洞图案密度的区域(b′)中所形成的该100nm的接触孔洞图案缩小至80nm，并且将在具有高接触孔洞图案密度的区域(a′)中将90nm的该图案以相对少的程度缩小至80nm。因此，形成了缩小至80nm的第二光阻剂接触孔洞图案213，不论图案密度为何(参见图5d与6c)。
此外，提供了一种由以上所叙述的用于制造半导体装置的方法制造而成的半导体装置。
所揭示的图案将会参照以下的实施例进行详细的叙述，但是其并非用来局限本发明的揭示。
I.所揭示的涂层材料的制备
制备实施例1
聚(N，N-二甲基丙烯醯胺)(由Aldrich.Co.所制造，玻璃转换温度为157℃)具有15,000(10g)的分子量，将其溶解于蒸馏水(120g)中，以获得所揭示的涂层材料。
II.所揭示的图案的形成
实施例1
在一个经过HMDS处理过的硅晶片上形成一层氧化物膜来作为底层，并且将一种甲基丙烯酸酯型式的光阻剂(由TOK Co.所制成的Tarf-7a-39，玻璃转换温度为154℃)旋转涂布于其上，再将其于大约130℃下进行软烤大约90秒，以形成一层厚度为3,500的光阻剂膜。在烘烤过后，利用ArF曝光器，将该光阻剂膜暴露于光之下，并于大约130℃下进行后烤处理大约90秒。当完成后烤处理之后，将其于2.38wt％的氢氧化四甲铵(TMAH)溶液中进行显影，历时大约30秒，以获得110nm的第一光阻剂接触孔洞图案(参见图4a)。
之后，将该第一光阻剂接触孔洞图案于154℃下进行烘烤大约30秒，以将该光阻剂流动。因此，在具有高接触孔洞图案密度的区域(a′)中形成了100nm的光阻剂接触孔洞图案，在具有低接触孔洞图案密度的区域(b′)中形成了90nm的光阻剂接触孔洞图案(参见图4b)。
其次，将由制备实施例1所获得的涂层材料在该光阻剂接触孔洞图案的整个表面上以3,500旋转涂布。然后，将该所得的结构在157℃下进行加热大约一分钟，并且将其浸入至水中大约40秒，以移除该涂层膜。因此，在具有高接触孔洞图案密度和低接触孔洞图案密度的两种区域中，形成了缩小至80nm的第二光阻剂接触孔洞图案(参见图4c)。
实施例2
在一个经过HMDS处理过的硅晶片上形成一层氧化物膜来作为底层，并且将实施例1中所使用的甲基丙烯酸酯型式的光阻剂旋转涂布于其上，再将其于大约130℃下进行软烤大约90秒，以形成一层厚度为3,500的光阻剂膜。在烘烤过后，利用ArF曝光器，将该光阻剂膜暴露于光之下，并于大约130℃下进行后烤处理大约90秒。当完成后烤处理之后，将其于2.38wt％的氢氧化四甲铵(TMAH)溶液中进行显影，历时大约30秒，以获得110nm的第一光阻剂接触孔洞图案(参见图6a)。
其次，将由制备实施例1所获得的涂层材料在该光阻剂接触孔洞图案的整个表面上以3,500旋转涂布。然后，将该所得的结构在157℃下进行加热大约一分钟，并且将其浸入至水中大约40秒，以移除该涂层膜。因此，在具有高接触孔洞图案密度的区域(a′)中形成了90nm的光阻剂接触孔洞图案，在具有低接触孔洞图案密度的区域(b′)中形成了100nm的光阻剂接触孔洞图案(参见图6b)。
然后，于154℃下在该接触孔洞图案的整个表面上进行阻剂流动工艺，历时大约30秒，以在具有高接触孔洞图案密度和低接触孔洞图案密度的两种区域中，获得缩小至80nm的第二接触孔洞图案(参见图6c)。
实施例3
在一个经过HMDS处理过的硅晶片上形成一层氧化物膜来作为底层，并且将一种环烯烃型式的光阻剂(由Dongin Semichem Co.所制成的GX02，玻璃转换温度为162℃)旋转涂布于其上，再将其于大约130℃下进行软烤大约90秒，以形成一层厚度为3,500的光阻剂膜。在烘烤过后，利用ArF曝光器，将该光阻剂膜暴露于光之下，并于大约130℃下进行后烤处理大约90秒。当完成后烤处理之后，将其于2.38wt％的氢氧化四甲铵(TMAH)溶液中进行显影，历时大约30秒，以获得110nm的第一光阻剂接触孔洞图案。
之后，将该第一光阻剂接触孔洞图案于162℃下进行烘烤大约30秒，以将该光阻剂流动。因此，在具有高接触孔洞图案密度的区域中形成了100nm的光阻剂接触孔洞图案，在具有低接触孔洞图案密度的区域中形成了90nm的光阻剂接触孔洞图案。
其次，将由制备实施例1所获得的涂层材料在该光阻剂接触孔洞图案的整个表面上以3,500旋转涂布。然后，将该所得终的结构在157℃下进行加热大约一分钟，并且将其浸入至水中大约40秒，以移除该涂层膜。因此，在具有高接触孔洞图案密度和低接触孔洞图案密度的两种区域中，形成了缩小至80nm的第二光阻剂接触孔洞图案。
实施例4
在一个经过HMDS处理过的硅晶片上形成一层氧化物膜来作为底层，并且将实施例3中所使用的环烯烃型式的光阻剂旋转涂布于其上，再将其于大约130℃下进行软烤大约90秒，以形成一层厚度为3,500的光阻剂膜。在烘烤过后，利用ArF曝光器，将该光阻剂薄膜暴露于光之下，并于大约130℃下进行后烤处理大约90秒。当完成后烤处理之后，将其于2.38wt％的氢氧化四甲铵(TMAH)溶液中进行显影，历时大约30秒，以获得110nm的第一光阻剂接触孔洞图案。
其次，将由制备实施例1所获得的涂层材料在该光阻剂接触孔洞图案的整个表面上以3,500旋转涂布。然后，将该所得的结构在157℃下进行加热大约一分钟，并且将其浸入至水中大约40秒，以移除该涂层膜。因此，在具有高接触孔洞图案密度的区域中形成了90nm的光阻剂接触孔洞图案，在具有低接触孔洞图案密度的区域中形成了100nm的光阻剂接触孔洞图案。
然后，于162℃下在该接触孔洞图案的整个表面上进行阻剂流动工艺，历时大约30秒，以在具有高接触孔洞图案密度和低接触孔洞图案密度的两种区域中，获得缩小至80nm的第二接触孔洞图案。
如以上所叙述，形成一层光阻剂图案，并且在其上进行RFP与涂布处理工艺，藉此获得缩小至高于曝光器分辨率的相同尺寸的光阻剂图案，不论图案密度为何。
Claims (16)
1.一种使用光刻工艺制造半导体装置的方法，其包括：
(a)由光阻剂组成物形成第一光阻剂图案；以及
(b)进行阻剂流动工艺(RFP)与涂布处理工艺，以获得具有高于该第一光阻剂图案的分辨率的第二光阻剂图案。
2.根据权利要求1的方法，其包括：
(i)在底层上形成光阻剂膜；
(ii)在该光阻剂膜上进行曝光与显影工艺，以形成第一光阻剂接触孔洞图案；
(iii)在该第一光阻剂接触孔洞图案上进行阻剂流动工艺；以及
(iv)在该所得结构的整个表面上进行涂布处理工艺，以获得第二光阻剂图案。
3.根据权利要求2的方法，其中该光阻剂膜包括了甲基丙烯酸酯化合物或环烯烃化合物。
4.根据权利要求1的方法，其包括：
(i)在底层上形成光阻剂膜；
(ii)在该光阻剂膜上进行曝光与显影工艺，以形成第一光阻剂接触孔洞图案；
(iii)在该第一光阻剂接触孔洞图案上进行涂布处理工艺；以及
(iv)在该所得的结构的整个表面上进行阻剂流动工艺，以获得第二光阻剂图案。
5.根据权利要求4的方法，其中该光阻剂膜包括了甲基丙烯酸酯化合物或环烯烃化合物。
6.根据权利要求1的方法，其包括在该光阻剂聚合物的玻璃转换温度(Tg)以上进行阻剂流动工艺。
7.根据权利要求6的方法，其包括进行该阻剂流动工艺，其条件为使该光阻剂图案从先前步骤所获得的该光阻剂图案的最小尺寸降低大约5％至大约20％。
8.根据权利要求1的方法，其中该涂布处理工艺包括了以下步骤：
在先前步骤的该所得的结构上形成涂层膜；
在其上进行加热处理工艺；以及
移除该涂层膜。
9.根据权利要求8的方法，其中该涂层膜的溶解特性不同于该光阻剂聚合物的溶解特性。
10.根据权利要求9的方法，其中该涂层膜包括了一种SAFIERTM材料、或者是具有分子量范围在200至50,000之间的可溶于水的聚合物化合物。
11.根据权利要求10的方法，其中该可溶于水的聚合物化合物为聚(N，N-二甲基丙烯醯胺)化合物，其分子量为15,000。
12.根据权利要求8的方法，其包括在该光阻剂聚合物的玻璃转换温度以上，进行涂布处理工艺的加热处理工艺。
13.根据权利要求12的方法，其包括进行该涂布处理工艺的加热处理工艺，其条件为使该光阻剂图案从先前步骤所获得的该光阻剂图案的最小尺寸降低大约5％至大约20％。
14.根据权利要求8的方法，其包括利用水来执行该移除步骤。
15.根据权利要求1的方法，其中该第二光阻剂图案的分辨率高于利用曝光器所获得的该光阻剂图案的分辨率。
16.一种半导体装置，其通过权利要求1的方法制造而成。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR85255/05 | 2005-09-13 | ||
| KR1020050085255A KR100811410B1 (ko) | 2005-09-13 | 2005-09-13 | 레지스트 플로우 공정 및 코팅막 형성 공정을 포함하는반도체 소자의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1932645A true CN1932645A (zh) | 2007-03-21 |
| CN1932645B CN1932645B (zh) | 2010-09-08 |
Family
ID=37855750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2006101056423A Expired - Fee Related CN1932645B (zh) | 2005-09-13 | 2006-07-17 | 包括阻剂流动工艺及膜涂布工艺的半导体装置制造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20070059926A1 (zh) |
| JP (1) | JP5007084B2 (zh) |
| KR (1) | KR100811410B1 (zh) |
| CN (1) | CN1932645B (zh) |
| TW (1) | TWI328833B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108231550A (zh) * | 2016-12-15 | 2018-06-29 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体装置的制作方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8531836B2 (en) | 2010-12-20 | 2013-09-10 | Panasonic Corporation | Electronic apparatus |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010005154A (ko) * | 1999-06-30 | 2001-01-15 | 김영환 | 레지스트 플로우 공정을 이용한 미세패턴 형성방법 |
| KR100533364B1 (ko) * | 1999-11-02 | 2005-12-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 레지스트 플로우 공정용 포토레지스트 조성물 및 이를이용한 콘택홀의 형성방법 |
| KR100533362B1 (ko) * | 2000-04-19 | 2005-12-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 레지스트 플로우 공정용 포토레지스트 조성물 및 이를이용한 콘택홀의 형성방법 |
| KR100557615B1 (ko) * | 2000-10-23 | 2006-03-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 레지스트 플로우 공정용 포토레지스트 조성물 |
| US20030008968A1 (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-09 | Yoshiki Sugeta | Method for reducing pattern dimension in photoresist layer |
| KR100489660B1 (ko) * | 2003-03-17 | 2005-05-17 | 삼성전자주식회사 | 미세 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조방법 |
| US7361447B2 (en) * | 2003-07-30 | 2008-04-22 | Hynix Semiconductor Inc. | Photoresist polymer and photoresist composition containing the same |
| JP3774713B2 (ja) * | 2003-10-15 | 2006-05-17 | 株式会社東芝 | コンタクトホールの形成方法 |
| US7033735B2 (en) * | 2003-11-17 | 2006-04-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Water soluble negative tone photoresist |
| JP2005229014A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パターン形成方法 |
| JP4512979B2 (ja) * | 2004-03-19 | 2010-07-28 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US7371509B2 (en) * | 2004-05-07 | 2008-05-13 | Micron Technology, Inc. | Resist pattern and reflow technology |
| KR100709442B1 (ko) * | 2005-05-20 | 2007-04-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물 및 이를 이용한 미세패턴형성 방법 |
-
2005
- 2005-09-13 KR KR1020050085255A patent/KR100811410B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-06-30 TW TW095123752A patent/TWI328833B/zh not_active IP Right Cessation
- 2006-06-30 US US11/479,502 patent/US20070059926A1/en not_active Abandoned
- 2006-07-17 CN CN2006101056423A patent/CN1932645B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-08-08 US US11/500,671 patent/US20070059927A1/en not_active Abandoned
- 2006-08-11 JP JP2006219907A patent/JP5007084B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108231550A (zh) * | 2016-12-15 | 2018-06-29 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体装置的制作方法 |
| CN108231550B (zh) * | 2016-12-15 | 2021-10-26 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体装置的制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1932645B (zh) | 2010-09-08 |
| US20070059927A1 (en) | 2007-03-15 |
| KR20070030524A (ko) | 2007-03-16 |
| JP2007079559A (ja) | 2007-03-29 |
| KR100811410B1 (ko) | 2008-03-07 |
| TWI328833B (en) | 2010-08-11 |
| TW200710942A (en) | 2007-03-16 |
| US20070059926A1 (en) | 2007-03-15 |
| JP5007084B2 (ja) | 2012-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8133547B2 (en) | Photoresist coating composition and method for forming fine contact of semiconductor device | |
| JP3835545B2 (ja) | フォトレジストパターンの形成方法及び半導体素子の製造方法 | |
| JP6045504B2 (ja) | 側壁像転写ピッチダブリング及びインライン限界寸法スリミング | |
| US20140134538A1 (en) | Patterning Process and Chemical Amplified Photoresist Composition | |
| KR20160063318A (ko) | Beol 패턴 커팅 및 플러깅을 위한 노출 활성화된 화학적으로 증폭된 dsa | |
| CN103926796A (zh) | 用于光刻的涂层材料和方法 | |
| CN1549055A (zh) | 图形形成方法及曝光装置 | |
| CN1924706A (zh) | 半导体制造的微影方法 | |
| CN1677233A (zh) | 抗蚀材料以及利用该材料形成图案的方法 | |
| TWI353626B (en) | Method for forming a fine pattern of a semiconduct | |
| US7662542B2 (en) | Pattern forming method and semiconductor device manufacturing method | |
| CN1527960A (zh) | 微结构的制造方法 | |
| JP2003249437A (ja) | パターン形成方法および半導体装置の製造方法 | |
| CN1278383C (zh) | 图案形成方法 | |
| CN1308707C (zh) | 曝光装置用的反射镜、曝光装置用的反射型掩模、曝光装置以及图案形成方法 | |
| TWI278915B (en) | Pattern forming method, lower layer film forming composition and manufacturing method of semiconductor device | |
| CN1932645A (zh) | 包括阻剂流动工艺及膜涂布工艺的半导体装置制造方法 | |
| CN1488995A (zh) | 用形成水溶性树脂和抗蚀剂材料的混合层制备微电子结构的方法 | |
| TW201641608A (zh) | 化學增幅光阻材料、共聚物及微影方法 | |
| KR101698661B1 (ko) | 감광성 재료의 제조 및 이용 방법 | |
| CN1735655A (zh) | 有机底层抗反射组合物及采用该组合物的构图方法 | |
| US10863630B2 (en) | Material composition and methods thereof | |
| CN1815372A (zh) | 图案形成方法 | |
| KR100819647B1 (ko) | 반도체 소자의 제조 방법 | |
| CN2742470Y (zh) | 浸没式光刻系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100908 Termination date: 20130717 |