用于半导体器件制造的掩模图形及其相关方法和结构技术

形成集成电路器件的方法可以包括在集成电路器件层上形成抗蚀剂图形，通过抗蚀剂图形的开口露出部分层。在抗蚀剂图形上可以形成有机－无机混合硅氧烷网状薄膜。然后通过抗蚀剂图形和有机－无机混合硅氧烷网状薄膜露出的部分层可以被除去。也论述了相关结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造，更具体涉及用于半导体器件制造的掩模图形及相关方法和结构。
技术介绍
在用于半导体器件制造的常规构图工艺中，可以在将被刻蚀的薄膜上(例如，硅膜、介质膜、或导电薄膜)形成光刻胶图形，用于图形形成。可以使用光刻胶图形作为刻蚀掩模刻蚀该薄膜，以形成希望的图形。随着半导体器件的集成度增加，形成包括具有较小开口尺寸的接触孔或具有较小宽度的间隔的精细图形需要更小的临界尺寸(CD)和/或新的光刻技术。为了实现这种精细图形，可能需要高分辨率的光刻术和对干法刻蚀具有抵抗性的光刻胶材料。但是，同时满足分辩率和干法刻蚀性能可能是困难的。为了提供较高的分辩率和宽的DOF(聚集深度)，可以减小抗蚀剂膜的厚度。但是，减小的抗蚀剂膜厚度可能损坏干法刻蚀性能。在这方面，为了减小上述问题已提出了各种技术。例如，提出了具有耐干法刻蚀材料的光刻胶图形的化学表面处理。具体，研究了对干法刻蚀具有抵抗性的含硅化合物。例如，美国专利号6,110,637公开了通过光刻胶与羧酸酐官能团和氨基硅氧烷低聚物之间的交联反应形成精细图形的技术。但是，该技术可能需要能与氨基硅氧烷交联的特定光刻胶材料和用于去除非交联的含硅材料的单独有机溶剂。美国专利公开号2004/0009436 A1公开一种使用含硅的水溶性聚合物和抗蚀剂图形之间交联反应，在抗蚀剂图形上涂敷含硅材料层的技术。根据该技术，硅含量可以被限制，因此可能难以获得对干法刻蚀充分的抵抗性。
技术实现思路
根据本专利技术的某些实施例，形成集成电路器件的方法可以包括通过在集成电路器件层上形成抗蚀剂图形，集成电路器件层上具有通过抗蚀剂图形的开口露出的部分层。而且，可以在抗蚀剂图形上形成有机-无机混合硅氧烷网状薄膜。然后通过抗蚀剂图形和有机-无机混合硅氧烷网状薄膜露出的部分层可以被刻蚀，由此构图该层。形成有机-无机混合硅氧烷网状薄膜可以包括，在抗蚀剂图形上和在通过抗蚀剂图形的开口露出的部分层上形成硅氧烷低聚物，并包括在抗蚀剂图形上的部分硅氧烷低聚物处引起溶胶-凝胶反应。更具体，可以使用来自抗蚀剂图形的酸引起溶胶-凝胶反应，通过加热在其上具有硅氧烷低聚物的抗蚀剂图形至约80℃至约160℃的温度范围，该酸可以从抗蚀剂图形扩散到硅氧烷低聚物。在引起溶胶-凝胶反应之后，可以使用例如去离子水除去硅氧烷低聚物的未反应部分。硅氧烷低聚物可以通过四烷氧基硅烷(tetraalkoxysilane)交联剂和三烷氧基-单烷基硅烷偶联剂的水解和凝聚(condensation)来形成。更具体，四烷氧基硅烷交联剂可以选自由原硅酸四甲基酯、原硅酸四乙基酯、原硅酸四丙基酯和/或原硅酸四丁基酯的组构成。三烷氧基-单烷基硅烷偶联剂可以选自由氨丙基三烷氧基硅烷、氧代缩水甘油基丙基三烷氧基硅烷(glycidoxypropyltrialkoxysilane)、异氰酸丙基三烷氧基硅烷和/或巯丙基三烷氧基硅烷(mercaptopropyltrialkoxysilane)构成的组。抗蚀剂图形可以是光刻胶材料的图形。更具体，光刻胶材料可以包括Novolak树脂和基于重氮萘醌(DNQ)的化合物，和/或光刻胶材料可以包括化学地放大的抗蚀剂组合物，包括光酸发生器(PAG)。形成抗蚀剂图形可以包括，形成光敏抗蚀剂材料的连续层；使用KrF准分子激光器(248nm)、ArF准分子激光器(193nm)和/或F2准分子激光器(157nm)的至少一种曝光光敏抗蚀剂材料的连续层；以及显影光敏抗蚀剂材料的连续层。该层可以包括选自由介质材料、导电材料、半导体材料和/或抗蚀剂材料构成的材料层。而且，在形成有机-无机混合硅氧烷网状薄膜之后，可以减小该层的露出部分。此外，抗蚀剂图形的开口可以限定孔的图形和/或线与间隔的图形。根据本专利技术的其它实施例，用于构图集成电路器件层的结构可以包括在集成电路器件层上的抗蚀剂图形，具有通过抗蚀剂图形的开口露出的部分抗蚀剂层。此外，可以在抗蚀剂图形上设置有机-无机混合硅氧烷网状薄膜。硅氧烷网状薄膜可以包括四烷氧基硅烷交联剂和三烷氧基-单烷基硅烷偶联剂之间的反应产物。更具体，四烷氧基硅烷可以选自由原硅酸四甲基酯、原硅酸四乙基酯、原硅酸四丙基酯和/或原硅酸四丁基酯构成的组。三烷氧基-单烷基硅烷偶联剂可以选自由氨丙基三烷氧基硅烷、氧代缩水甘油基丙基三烷氧基硅烷、异氰酸丙基三烷氧基硅烷和/或巯丙基三烷氧基硅烷构成的组。抗蚀剂图形可以是光刻胶图形。更具体，光刻胶图形可以包括Novolak树脂和基于重氮萘醌(DNQ)的化合物，和/或光刻胶图形可以包括化学地放大的抗蚀剂组合物，该抗蚀剂组合物包括光酸发生器(PAG)。抗蚀剂图形可以包括对KrF准分子激光器照射(248nm)、ArF准分子激光器照射(193nm)和/或Fz准分子激光器照射(157nm)的至少一种敏感的光敏材料。有机-无机混合硅氧烷网状薄膜可以在抗蚀剂图形的侧壁上，以便在抗蚀剂图形的侧壁上在部分硅氧烷网状薄膜之间露出部分层。而且，抗蚀剂图形的开口可以限定孔的图形，和/或抗蚀剂图形的开口可以限定线和间隔的图形。本专利技术的某些实施例可以提供用于半导体器件制造的掩模图形，对当形成超过光刻技术的波长极限的较精细图形时的干法刻蚀，可以提供充分的抵抗性。本专利技术的某些实施例也可以提供形成用于半导体器件制造的掩模图形的方法，可用于形成具有较小特征尺寸的较精细图形，同时对干法刻蚀保持充分的抵抗性。本专利技术的某些实施例可以提供制造半导体器件的方法，可以提供超过光刻技术的波长极限的较精细图形，同时对干法刻蚀保持足够的抵抗性。根据本专利技术的某些实施例，可以为半导体器件制造提供掩模图形。该掩模图形可以包括形成在半导体衬底上的抗蚀剂图形和形成在抗蚀剂图形上的有机-无机混合硅氧烷网状薄膜。硅氧烷网状薄膜可以由源于四烷氧基硅烷交联剂和三烷氧基-单烷基硅烷偶联剂之间反应的反应产物制成。根据本专利技术的其他实施例，可以提供一种用于形成半导体器件制造用的掩模图形的方法。在覆盖衬底的底层上可以形成抗蚀剂图形，具有开口，通过开口露出底层。在抗蚀剂图形的表面上可以形成有机-无机混合硅氧烷网状薄膜。为了形成硅氧烷网状薄膜，可以通过四烷氧基硅烷交联剂和三烷氧基-单烷基硅烷偶联剂的水解和凝聚获得硅氧烷低聚物，以及可以在抗蚀剂图形的表面上涂敷硅氧烷低聚物。然后，可以在抗蚀剂图形的表面上引起硅氧烷低聚物的溶胶-凝胶反应。可以通过从抗蚀剂图形扩散的酸引起硅氧烷低聚物的溶胶-凝胶反应。为了引起硅氧烷低聚物的溶胶-凝胶反应，涂有硅氧烷低聚物的抗蚀剂图形可以被加热，以使酸从抗蚀剂图形朝硅氧烷低聚物扩散。在形成硅氧烷网状薄膜之后，可以用去离子水除去在硅氧烷网状薄膜周围剩下的未反应的硅氧烷低聚物。根据本专利技术的又一实施例，一种制造半导体器件的方法可以包括，在半导体衬底上形成底层，以及形成具有开口的抗蚀剂图形，通过开口底层被露出第一宽度。仅在抗蚀剂图形的表面上可以有选择地形成有机-无机混合硅氧烷网状薄膜，以通过开口露出底层至第二宽度，第二宽度小于第一宽度。可以使用抗蚀剂图形和硅氧烷网状薄膜作为刻蚀掩模，刻蚀底层。根据本专利技术的某些实施例，有机-无机混合硅氧烷网状薄膜可以是由抗蚀剂图形的酸引起的溶胶-凝胶反应产物。在抗蚀剂图形上可以形成有机-无机混合硅氧烷网状薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成集成电路器件的方法，该方法包括：在集成电路器件层上形成抗蚀剂图形，其中通过抗蚀剂图形的开口露出部分层；以及在抗蚀剂图形上形成有机－无机混合硅氧烷网状薄膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏政焕，金贤友，畑光宏，禹相均，
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]