[发明专利]半导体制造工艺中的蚀刻图案新型形成方法

说明书

本发明为用于在半导体制造工艺中形成蚀刻图案的方法，其在蚀刻工艺前，将通常在晶片上形成光刻胶膜/反射防止膜/SiON膜/有机硬掩膜的4层的以往方法，改变为只形成由光刻胶膜/多功能有机无机掩膜构成的2个层而体现相同的蚀刻图案的创新性方法，与以往的方法相比，绝对简化工艺，巨大地改善生产时间和费用，不再需要现有方法中使用的昂贵的涂覆及沉积装备，因而表现出能够减小SiON沉积时所需的昂贵前体或对于有机硬掩膜的费用及沉积时所需相关装备的投资或维护费用的卓越效果。

技术领域

本发明涉及一种方法，该方法在半导体制造工艺中，为了形成蚀刻图案，在蚀刻工艺前可以将通常在晶片上形成光刻胶膜/反射防止膜/SiON膜/有机硬掩膜的4层创新性地改变为只形成由光刻胶膜/多功能有机无机掩膜构成的2个层而体现相同的蚀刻图案。

背景技术

近来，由于半导体需求增加，迫切要求与对半导体制造装备大规模投资的一起通过简化制造工艺来努力提高生产效率。

由于半导体的小型化及集成化，要求体现微细图案，在晶片上依次涂覆能够体现高分辨率的光刻胶和用于防止因该光刻胶的散射引起的图案不良的反射防止膜、用于提高蚀刻选择比的无机膜和有机硬掩膜，这在以往被认为是优化的方法，且在现在大部分的半导体制造中，是用于形成蚀刻图案的涂膜构成方法。

通常在晶片上涂覆的方法是形成光刻胶膜/反射防止膜/SiON膜/有机硬掩膜共4层，为了各涂膜的形成，由涂覆和热处理、曝光、显影等最少2个工艺至最多6个工艺构成，因而需经过共8至24个工艺才能被完成的。

在减少4个涂膜中任一个或减少形成这些涂膜的2个至6个工艺中任一个的情况下，不仅能够大幅减少生产时间及费用，而且也可以巨大地节省制造装备投资费用及维持费用。

虽然为了这种改善而一直进行着旨在将各个涂膜的物性加以部分统合的努力，但满足各个涂膜要求的物性的结果仍然处于微不足道的状态，虽然在一部分发明和论文中已有了开发对以反射防止膜和SiON膜为代表的无机膜质的性质进行统合的物质的结果，但由于以有机膜质构成的反射防止膜和硅无机膜质的相反性质所致的局限，大部分情形是即使发挥无机膜质作用，但却无法正常发挥反射防止膜的作用，或与之相反，即使发挥反射防止膜作用，但却无法发挥无机膜质的作用，从而只能在非常有限的情况下使用，这是目前材料技术的现状。

另外，诸如SiON膜的无机膜质与主要以碳构成的有机硬膜质的统合，由于各自的物性不同而对氧气或氟化物气体的蚀刻比不同，处于不可能的状态，虽然加厚有机硬膜质的厚度并蚀刻更深的情形是可行的，但这是又必须包括反射防止膜和无机膜质的工艺，因而无法视为改善。

最后，可以考虑加厚无机膜质，可是由于无机膜质是玻璃膜，如果加厚厚度，则在热处理时产生裂隙或形成厚度不均一的膜质，因而增加厚度至可以替代有机硬膜质的程度是不可能的。

本发明为了解决这种以往问题，开发了一种蚀刻前涂覆工艺技术，该技术可以利用涂覆组合物，以1个涂膜替代反射防止膜/无机膜/有机膜的3个涂膜，所述涂覆组合物能够在防止光刻胶膜的散射的同时，针对无机膜质和有机膜质的蚀刻气体具有适宜的蚀刻耐性，在具有无诸如裂隙的表面缺陷的均一涂覆性的同时确保充分厚度。

发明内容

技术问题

本发明提示一种方法，在半导体制造工艺中，为了形成蚀刻图案，在蚀刻工艺前可以将通常在晶片上形成光刻胶膜/反射防止膜/SiON膜/有机硬掩膜的4层创新性地改变为只形成由光刻胶膜/多功能有机无机掩膜构成的2个层而体现相同的蚀刻图案，因此与以往的方法相比，绝对简化工艺，巨大地改善生产时间和费用，不再需要现有方法中使用的昂贵的涂覆及沉积装备，因而不进一步发生对相关装备的投资或维护费用，且就化学沉积SiON的方法而言，不需要作为昂贵原料的前体(precurse)或装备，也不需要使用价格昂贵的有机硬掩膜，因而甚至具有也绝对节省制造成本的效果。

解决问题的方案