专利名称：用显影剂-裁切的硬掩模形成光刻结构的方法
技术领域：
本发明广泛地涉及新颖的可溶于显影剂的硬掩模组合物，以及使用该硬掩模组合物在半导体基片上形成结构的方法。
背景技术：
集成电路芯片制造商们在不断地寻求更高的电路密度，制造这种电路的方法一直在挑战着光刻技术的极限。近年来在这一方面最重要的成就是ArF技术的成熟，以及浸没光刻技术的开发。这些技术的努力都是基于光学物理的最基本的原理，即投射的图像的分辨率与投射透镜的数值孔径以及入射波长的倒数成正比。但是，为了利用这些原理提高分辨率的代价是焦深(DOF)的显著减小。DOF是用来决定光刻法的剧烈程度，从而决定最终器件的产率的实际性因素。为了弥补DOF的损失，必须减小光刻胶的厚度。不幸的是，在常规的单层工艺中，光刻胶厚度的减小存在极限。该极限是由蚀刻深度和光刻胶对基片的选择性决定的。近些年来，ArF光刻胶的蚀刻选择性得到了显著的提高，同时，对基于有机聚合物的光刻胶的进一步提高则很小。为了蚀刻选择性的原因，人们探索了许多新的光刻法，例如双层或多层工艺来减小光刻胶厚度。可以采用的另一种选择是通过各向同性蚀刻进行光刻胶裁切法。裁切法 (trimming process)减小特征尺寸的能力可超出光刻法的能力范围，例如裁切线对于制造晶体管门电路以提高器件的速度来说可能是很重要的。但是，该工艺具有两个基础性的缺陷。首先，光刻胶图案不仅沿横向裁切，而且还沿垂直方向裁切。大体上来说，垂直蚀刻速率(etch rate)通常最高可达横向蚀刻速率的三倍。因此，在裁切工艺中，相当大量的已经严格设计的光刻胶厚度损失掉了。其次，裁切等离子体将不可避免地对下面的层造成蚀刻。 这种不希望出现的蚀刻有时候可能是很剧烈的。
发明内容
本发明通过提供不存在上述缺陷的新颖的组合物和方法，克服了现有技术的这些问题。本发明包括可用作硬掩模层的组合物。该组合物包含
权利要求
1.一种微电子结构，该结构包括具有表面的微电子基片，所述基片具有蚀刻速率；以及位于所述基片表面上、或者位于所述基片表面上的中间层上的T形结构，所述T形结构包括直立的腿部，其包括具有蚀刻速率的硬掩模；所述腿部具有通过相背的垂直侧壁相连的上部部分和下部部分，所述垂直侧壁大体上与所述基片表面垂直，所述下部部分与所述基片表面或者中间层相接触，所述腿部具有在所述垂直侧壁之间测得的最大距离宽度 “W”;所述水平区段具有长度“L”，其为沿大体平行于“W”的平面的最大距离，“W"约等于或小于“L”的80% ；以及大体水平的区段，该区段包括成像层，具有以下特性与所述上部部分相邻，或者与所述上部部分上的中间层相邻；并且大体上垂直于所述垂直侧壁，所述硬掩模蚀刻速率小于所述基片蚀刻速率的约1/3。
2.如权利要求1所述的结构，其特征在于所述水平区段具有上表面；所述T形结构具有定义为从所述基片表面到所述上表面的最大距离的高度"H"；所述腿部具有定义为所述垂直侧壁之间的最大距离的宽度“W”；“H” / “W” 约为 2-5。
3.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述垂直侧壁和基片表面形成约80-100° 的角度。
4.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述硬掩模包含选自以下的结构和
5.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述微电子结构选自硅，氧化硅，氮化硅，氮氧化硅，铝，钨，硅化钨，砷化镓，锗，钽，亚硝酸钽和SiGe。
6.一种微电子结构，该结构包括 具有表面的微电子基片，和位于所述基片表面上、或者位于所述基片表面上的中间层上的T形结构，所述T形结构包括直立的腿部，所述腿部包括被相背的垂直侧壁相连的上部部分和下部部分，所述下部部分与所述基片表面或者所述中间层接触，所述垂直侧壁和基片表面形成约80-100°的角度，所述腿部具有定义为所述垂直侧壁之间的最大距离的宽度“W”；以及具有上表面的大体水平的区段，其具有以下性质 与所述上部部分相邻，或者与所述上部部分上的中间层相邻； 并且大体垂直于所述垂直侧壁，所述T形结构具有定义为从所述基片表面到所述上表面的最大距离的高度〃 H"，其中，“H”/ “W”约为2-5。
7.如权利要求6所述的结构，其特征在于，所述直立的腿部包含选自以下的结构
8.如权利要求6所述的结构，其特征在于，所述微电子结构选自硅，氧化硅，氮化硅， 氮氧化硅，铝，钨，硅化钨，砷化镓，锗，钽，亚硝酸钽和SiGe。
9.如权利要求6所述的结构，其特征在于，所述腿部具有在所述垂直侧壁之间测得的最大距离宽度“W”;所述水平区段具有长度“L”，其为沿大体平行于“W”的平面的最大距离，“W"约等于或小于“L”的80%。
10.一种形成微电子结构的方法，该方法包括提供具有表面的微电子基片，所述表面上任选地包括一层或多层中间层，所述基片具有蚀刻速率；将硬掩模组合物施涂于所述基片表面，或者施涂于所述基片表面上的中间层，从而在其上形成硬掩模层，所述硬掩模层具有蚀刻速率，所述硬掩模的蚀刻速率小于所述基片蚀刻速率的约1/3 ；任选地在所述硬掩模层上形成一层或多层的中间层；在所述硬掩模层上、或者在所述硬掩模上的中间层上，形成成像层；使得所述成像层曝光，形成所述成像层的曝光部分；在曝光之后，对所述成像层进行显影，从而除去所述曝光部分、以及与所述曝光部分相邻的所述硬掩模层的部分，所述显影步骤在所述基片表面上、或者在所述基片表面上的中间层上形成T形的结构，所述T形结构包括直立的腿部，所述腿部包括被相背的垂直侧壁相连的上部部分和下部部分，所述垂直侧壁大体垂直于所述基片表面，所述下部部分与所述基片表面或者所述中间层相接触，所述腿部具有在所述垂直侧壁之间测得的最大距离宽度“W” ；所述水平区段具有长度“L”，其为沿大体平行于“W”的平面的最大距离，“W"约等于或小于“L”的80% ； 以及大体水平的区段，其具有以下性质与所述上部部分相邻，或者与所述上部部分上的中间层相邻；并且大体垂直于所述垂直侧壁。
11.一种形成微电子结构的方法，该方法包括提供微电子基片，所述基片具有表面，所述表面上任选地包括一个或多个中间层； 将硬掩模组合物施涂于所述基片表面上、或者所述基片表面上的中间层上，在其上形成硬掩模层；任选地在所述硬掩模层上形成一层或多层的中间层；在所述硬掩模层上、或者在所述硬掩模上的中间层上，形成成像层；使得所述成像层曝光，在所述成像层中形成曝光部分；在曝光之后，对所述成像层进行显影，从而除去所述曝光部分、以及与所述曝光部分相邻的所述硬掩模层的部分，所述显影步骤在所述基片表面上、或者在所述基片表面上的中间层上形成T形的结构，所述T形结构包括直立的腿部，所述腿部包括被相背的垂直侧壁相连的上部部分和下部部分，所述垂直侧壁大体垂直于所述基片表面，所述下部部分与所述基片表面或者所述中间层接触，所述垂直侧壁和基片表面形成约80-100°的角度，所述腿部具有定义为所述垂直侧壁之间的最大距离的宽度“W”；以及具有上表面的大体水平的区段，其具有以下性质 与所述上部部分相邻，或者与所述上部部分上的中间层相邻；并且大体垂垂于所述垂直侧壁，所述T形结构具有定义为从所述基片表面到所述上表面的最大距离的高度〃 H"，其中，“H”/ “W”约为2-5。
12.一种微电子结构，该结构包括 具有表面的微电子基片，和位于所述基片表面上、或者位于所述基片表面上的中间层上的T形结构，所述T形结构包括由权利要求1所述组合物形成的直立的腿部，所述腿部包括被相背的垂直侧壁相连的上部部分和下部部分，所述下部部分与所述基片表面或者所述中间层接触，所述垂直侧壁和基片表面形成约80-100°的角度；以及大体水平的区段，其具有以下性质与所述上部部分相邻，或者与所述上部部分上的中间层相邻； 并且大体垂直于所述垂直侧壁，所述腿部具有在所述垂直侧壁之间测得的最大距离宽度 “W”;所述水平区段具有长度“L”，其为沿大体平行于“W”的平面的最大距离，“W"约等于或小于“L，，的80%。
13. —种微电子结构，该结构包括 具有表面的微电子基片，和位于所述基片表面上、或者位于所述基片表面上的中间层上的T形结构，所述T形结构包括包含权利要求1所述一材料的直立的腿部，所述腿部包括被相背的垂直侧壁相连的上部部分和下部部分，所述下部部分与所述基片表面或者所述中间层接触，所述垂直侧壁和基片表面形成约80-100°的角度；以及包含另一材料的大体水平的区段，其具有以下性质 与所述上部部分相邻，或者与所述上部部分上的中间层相邻；并且大体垂直于所述垂直侧壁，所述腿部具有在所述垂直侧壁之间测得的最大距离宽度 “W”;所述水平区段具有长度“L”，其为沿大体平行于“W”的平面的最大距离，“W"约等于或小于“L”的80% ；且所述一材料不同于所述另一材料。
全文摘要
本发明涉及用显影剂-裁切的硬掩模形成光刻结构的方法，提供了新颖的可溶于显影剂的硬掩模组合物，以及使用该硬掩模组合物形成微电子结构的方法。该组合物包含位于溶剂体系中的下式所示的化合物用来控制显影速率的化合物，以及交联剂。所述方法包括将所述组合物施涂于基片上，使得所述组合物固化。将成像层施涂于所述组合物上，然后进行曝光和显影，在此过程中除去所述成像层的曝光部分，以及与所述曝光部分相邻的硬掩模组合物的部分。通过显影速率控制硬掩模组合物结构的尺寸，得到的特征尺寸是成像层特征尺寸的一部分，得到了可以最终转移到基片的图案。
文档编号H01L21/312GK102520586SQ20111046079
公开日2012年6月27日 申请日期2007年9月21日 优先权日2006年9月25日
发明者S·X·孙 申请人:布鲁尔科技公司