抗反射层及其制造方法技术

一种制造抗反射层的方法，包括涂覆聚合物溶液和随后用高温烘干的步骤，其中聚合物溶液包括选自由酚基树脂、水溶树脂、和丙烯酰基树脂组成的一组中的至少一种化合物作为主要组分。该方法是简化的，该层的反射率大为降低了。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更详细地说，涉及用抗蚀剂合成物形成。利用光刻技术形成半导体器件的精细图形是众所周知的。利用光刻技术制造半导体器件的简略方法如下所述。首先，在要形成图形的衬底上，例如，在半导体晶片、电介质层或者导电层上，形成由有机材料组成的光致抗蚀剂膜，该材料的特性是它在用紫外线(UV)、x射线辐射等曝光前后对碱性溶液的溶解度发生变化。利用光致抗蚀剂膜上面的掩模图形，有选择地曝光抗蚀剂膜，然后显影以去除高溶解度的部分(在正性抗蚀剂的情况，去除曝光部分)，蒸留下低溶解度的部分以形成抗蚀剂图形。腐蚀已去除了抗蚀剂的那部分衬底以形成图形，然后去除剩余的抗蚀剂，就给出了所需的布线、电极等图形。因为能获得高分辨率的精细图形，所以广泛地采用上述光刻技术形成图形的方法。但是为了形成更精细图形，还有必要进一步改善制造工艺。在曝光和显影光致抗蚀剂膜后形成的精细图形的线宽需要在一个特定的缩小比例下和光掩模的线宽相同。但是，由于光刻中需要很多步骤，故难于保持图形线宽的一致性。线宽的变化主要是由于a)因为抗蚀剂厚度的差别引起曝光剂量的差别，b)因为外形上的光的漫反射引起的光干涉(S.Wolf and R.N.Tauber，Silicon Pro-cessing for the VLSI Era，Vol.1，p439，1986)。最近，利用复杂集成电路的系统的微型化要求更小尺寸的芯片设计电路。尺寸的减少或容量的增加需要光刻工艺的微型化，通过使用更平整的外形更短波长的光，可以满足这种微型化的要求。然而，利用更高频率的光作为曝光源产生了一个新的问题。例如，期望用于制造256兆位DRAM(动态随机存取存储器)的KrF受激准分子激光和DUV(深紫外线)光比g－线，i－线等有更短的波长。如果用上述光作为光源，某些缺陷，即由具有不平整表面的底层产生的反射造成的缺陷，就成了有影响的缺陷。即，由于从具有不平整外形的表面产生的干涉及漫反射，产生了CD(临界尺寸)差。为了解决上述问题，研究抗反射层的涂层是不可避免的。在美国专利No.4,910,122中公开了一种抗反射层。在象光致抗蚀剂那样的光敏层下面使用该抗反射层，其作用是消除由反射光产生的缺陷。抗反射层包含光吸收染料成分，是均匀的薄层。由于该层可以吸收由衬底反射的光，故利用这种层能够用常规方法制造清晰的光敏层图形。然而，常规的深紫外线光抗反射层具有复杂的组分并对可选择的材料有所限制。这提高了产品的成本，使它的应用变得困难。作为常规的抗反射涂覆合成物的一个例子，在上述美国专利中公开了由聚酰胺基酸、姜黄素、胭脂树橙、苏丹橙G、环乙酮、N－甲基－2－吡咯烷酮组成的6组分混合物。这种合成物由能吸收特定波长光的4种染料组分和用于溶解4种组分的2种溶剂组成。由举例说明的成分可知，该合成物相当复杂，而且其制备不是一件容易的事情。此外，由于该合成物由很多组分组成，因此产生了和涂在抗反射层表面上的抗蚀剂合成物混合的问题，产生了一种不希望有的产物。本专利技术考虑到常规抗反射涂覆合成物的上述缺陷，消除了构成常规抗反射涂覆合成物各成分的复杂性，使之能用单组分系统构成并降低了产品的成本。本专利技术的一个目的是提供一种包含下述树脂的抗反射涂覆合成物，即酚醛清漆基树脂，水溶树脂或者聚乙烯酚基树脂，已知上述树脂适合作为g－线和/或i－线光致抗蚀剂的原材料。本专利技术的另一个目的是利用本专利技术的涂覆合成物提供一个抗反射层。本专利技术的又一个目的是提供制造本专利技术抗反射层的方法。本专利技术的再一个目的是通过使用本专利技术的抗反射层提供一种简单、并给出优良产品的制造半导体器件的方法。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供一种用于半导体器件的抗反射涂覆合成物，该合成物由包含至少选自下述一组材料中的一种化合物的聚合物溶液作为主要组分而组成，该组材料由酚基树脂、水溶树脂和丙烯酰基(acryl)树脂组成。通过一种制造抗反射层的方法可达到本专利技术的另一个目的，其方法包括下述步骤涂覆包含选自下述一组材料中的至少一种化合物作为主要成分的聚合物溶液，该组材料由酚基树脂、水溶树脂和丙烯酰基树脂组成；将其在高温下烘干。本专利技术的又一个目的由用上述方法制造的抗反射层来实现。用一种制造半导体器件的方法实现本专利技术的再一个目的，其方法包括下列步骤通过涂覆包含选自下述一组材料中的至少一种化合物作为主要组分的聚合物溶液形成一抗反射层(该组材料由酚基树脂、水溶树脂和丙烯酰基树脂组成)，在高温下烘焙，于抗反射层表面上形成光敏层，然后对光敏层曝光和显影。通过参考附图详细地叙述最佳实施例，本专利技术的上述目的将变得更加明显，其中附图说明图1是表示按照本专利技术制造抗反射层期间，在涂覆抗反射涂覆合成物后，248nm光的反射率与烘干温度之间的曲线图。图2是表示按照本专利技术在制造抗反射层期间，FT－IR峰值的相对强度变化相对于烘干温度的曲线图，其中，“a”相应于大约1500cm-1的峰值，“b”相应于大约1720cm-1的峰值。图3A和3B是表示抗反射层透射率在各种烘干温度相对于紫外线光波长的曲线图，其中图3A相应于由聚合物合成物制成的、150nm厚的抗反射层，该合成物由酚醛清漆基树脂＋重氮萘酯(DNQ)基光活性化合物(PAC)组成，图3B相应于由酚醛清漆基树脂制成的、500nm厚的抗反射层。图4是表示248nm光的反射率的曲线图，其中“a”相应于没有利用抗反射层的情况，“b”相应于利用由本专利技术方法制成的抗反射层的情况。图5是表示利用248nm光形成图形的临界尺寸(CD)变化的曲线图，其中“a”相应于没有利用抗反射层的情况，“b”相应于利用由本专利技术方法制成的抗反射层的情况。图6表示按照本专利技术的一个实施例、利用抗反射层制造半导体器件的工艺流程图。图7A至7D是表示用常规单层抗蚀剂方法制造的间隔为300nm的图形特性的扫描电子显微镜照片，其中A、B、C和D图形的线宽分别是0.30μm、0.32μm、0.34μm和0.36μm，抗蚀剂的厚度全部是0.5μm。图8A和图8B是表示利用本专利技术的抗反射层制造的、间隔为300nm图形特性的扫描电子显微镜的照片，其中，A和B中抗蚀剂的厚度为0.5μm和0.8μm，图形的线宽全部是0.3μm。本专利技术半导体器件的抗反射涂覆合成物由包含酚基树脂、水溶树脂和丙烯酰基树脂中的至少一种化合物作为主要成分的聚合物溶液组成。优选的酚基树脂包括酚醛清漆树脂、聚乙烯酚基树脂、及其混合物、或者至少包含其中一种化合物的共聚物基树脂，而优选的水溶树脂包括聚乙烯醇树脂。关于聚合物溶液的溶剂可以是以溶解树脂组分的任何一种溶剂，可以期望应用选自由醇类、芳香烃类、酮类、脂类和去离子水组成的一组材料中的至少一种溶剂。为了制造本专利技术的抗反射射层，在衬底上涂覆聚合物溶液，它包含选自由酚基树脂、水溶树脂和丙烯酰基树脂构成的一组中的至少一种化合物作为主要组分，然后把涂覆的聚合物溶液在高温下烘干。最好在环境气氛或氧气气氛下于200℃－400℃温度范围内进行高温烘干30秒－5分钟，高温烘干后，优选的涂层厚度小于1500。在形成抗反射层的涂覆工艺以后，但在高温烘干之前，进行低温烘焙去除溶剂，优选的温度是100℃到250℃，时间为30秒到5分。在低温烘焙后，可以进行涂层的厚度控制工艺，最好在高温烘干前利用选自由醇类、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的抗反射涂覆合成物，其特征在于：包括含有选自由酚基树脂、水溶树脂和丙烯酰基树脂组成的一组材料中的至少一种化合物作为主要组分的聚合物溶液。

【技术特征摘要】
KR 1993-9-8 18016/931.一种半导体器件的抗反射涂覆合成物，其特征在于包括含有选自由酚基树脂、水溶树脂和丙烯酰基树脂组成的一组材料中的至少一种化合物作为主要组分的聚合物溶液。2.根据权利要求1的合成物，其中，所述的酚基树脂是酚醛清漆基树脂、聚乙烯酚基树脂及它们的混合物，或者至少包含一种它们的化合物的共聚物基树脂。3.根据权利要求1的合成物，其中，所述水溶树脂是聚乙烯醇树脂。4.根据权利要求1的合成物，其中，所述聚合物溶液的溶剂是至少选自由醇类、芳香烃类、酮类、脂类和去离子水组成的一组中的一种溶剂。5.一种制造抗反射层的方法，它包括下述步骤在衬底上涂覆包含选自由酚基树脂、水溶树脂和丙烯酰基树脂组成的一组中的至少一种化合物作为主要组分的聚合物溶液；在高温下烘干涂覆的聚合物溶液。6.根据权利要求5的方法，其中，所述酚基树脂是酚醛清漆基树脂、聚乙烯酚基树脂、它们的混合物，或者包含至少一种它们的化合物的共聚物基树脂。7.根据权利要求5的方法，其中，所述水溶树脂是聚乙烯醇树脂。8.根据权利要求5的方法，其中，所述聚合物溶液的溶剂是选自由醇类、芳香烃类、酮类、脂类和去离子水组成的一组中的至少一种溶剂。9.根据权利要求5的方法，其中，所述烘干在200℃到400℃温度范围内进行，时间为30秒到5分钟。10...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴春根，吕起成，朴正哲，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]