[发明专利]抗反射膜材料以及利用所述材料制造半导体器件的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于在半导体基片上设置的工件上形成抗反射膜的材料以及利用所述材料制造半导体器件的方法，特别是涉及一种用于形成在光致抗蚀膜下直接制备的抗反射膜材料，以改进光刻的处理精度。

背景技术

在通过光曝进行抗蚀绘制图形的情况下，抗蚀图形时常受到由自基片不同水平部分反射的光所造成的外形损伤(凹痕)或受到由抗蚀膜的厚度起伏引起的抗蚀图形的尺寸变化。为了解决上述问题，提出了一种在光致抗蚀膜下直接形成抗反射膜的方法以避免曝露光的反射，并由此减少来自基片的反射光。所述抗反射膜被分为两种类型，一种是通过在工件上进行旋涂形成的有机膜，如同具有抗蚀一样，另一种是通过CVD(化学汽相沉积)方法形成的无机膜。这两种方法分别具有下列特征。

无机抗反射膜能够形成固定的厚度而不受工件表平面差异的影响，因此它有可能减少干蚀(dry etching)时间和降低抗蚀与抗反射膜之间的尺寸转换差异。然而，由于存在的表平面差异引起的抗蚀厚度变化，导致了抗蚀图形的尺寸变化。

按照与抗蚀膜相同的方式通过对一种材料进行旋涂能够形成有机抗反射膜。因此其具有使基片的表平面差异变平整的趋势，因而这种膜往往会具有统一的厚度而不受表平面差异存在的影响，由此能够控制由于抗蚀膜的厚度起伏引起的尺寸变化。通过把一种紫外光吸收剂添加到通常构成基本的树脂材料(诸如聚酰亚胺)中生成有机抗反射膜。

有关这种涂布型抗反射膜的技术已为公众所知，其在1995年7月的“半导体世界”月刊第100-102页中进行了描述，例如：

图1A至图1E为剖视图，每个视图按处理顺序示出了利用旋涂型抗反射膜制造普通半导体器件的方法。如图1A所示，在半导体基片31上首先形成工件32，随后形成连续旋涂型抗反射膜33，在抗反射膜33上形成光致抗蚀膜34，通过一个曝光掩模将该光致抗蚀膜34有选择地暴露到一个辐射光下，该辐射光包括诸如红外辐射或KrF受激准分子激光束，且如图1B所示，曝光以形成防蚀刻性能的抗蚀膜图形34a。接着，如图1C所示，利用抗蚀膜图形34a作为掩模选择地向抗反射膜33施引干蚀操作以形成抗反射膜图形33a。通过这一过程，抗蚀膜图形34a的膜厚度被降低并同时被蚀刻。接着，如图1D所示，通过利用抗蚀刻抗蚀膜图形34a和抗反射膜图形33a作为掩模，对工件32有选择地蚀刻以形成工件图形32a。随后，如图1E所示，利用氧等离子体，通过抛光除去残留的抗蚀膜图形34a和抗反射膜图形33a，由此获得一个所需的工件图形32a。

在目前的条件下，光致抗蚀的干蚀选择性相对于抗反射膜并不是充分的高。因而，正如图2A所示，当在表平面具有很大差异的工件32上形成抗反射膜33和抗蚀膜图形34a和利用抗蚀膜图形34a作为掩模对该抗反射膜进行蚀刻时，在具有厚膜的凹处部分完成抗反射膜蚀刻的处理阶段，如图2B所示，抗蚀膜图形34a的残留膜已变得不能确保充分的膜厚度。结果，如图2C所示，在工件32的干蚀处理的过程中，抗蚀膜图形34a消失，进而抗反射膜图形33a部分消失。因此，如图2D所示，当工件32的图形绘制完成时，造成工件的图形缺损或图形变形。

因而，本发明要解决的一个问题是准备一种方法，以便光致抗蚀膜相对于抗反射膜能够确保充分的蚀刻选择性，当执行抗反射膜绘制图形时，该光致抗蚀膜厚度的减少能被控制，因此能够精确地执行工件图形绘制。

发明内容

本发明的上述问题可通过把特定的树脂添加到一种涂布型抗反射膜中加以解决，该特定的树脂具有比构成所述抗反射膜的基本树脂高的干蚀率。与所述抗反射膜比较，由此增加了蚀刻选择比率(变得更抗蚀)。

本文中，“蚀刻率”指的是每单位时间的蚀刻厚度，而“蚀刻选择比率”指的是一种材料的抗蚀刻值(value of etching resistantibility)相对于另一种材料的比率。

涂布本发明的材料以形成将直接制备在一半导体基片上的工件正上方和光抗蚀膜的正下方的抗反射膜，换句话说，所述材料被用作形成该抗反射膜的材料，其由基本树脂和添加到所述基本树脂中的其它树脂组成，所述其它树脂具有比基本树脂高的干蚀率。

更具体地说，如果基本树脂是聚酰亚胺树脂或酚醛清漆树脂，则诸如聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)，聚乙烯苯酚(PVP)或聚甲基丙烯酸(PMAA)被添加到基本树脂中。如果所述基本树脂为PVP，则PMMA或PMAA被添加到其中。

本发明的制造方法是制造一种半导体器件的方法，其包括以下步骤：

(1)在半导体基片上的工件膜上涂敷一种抗反射膜形成材料以形成抗反射膜；