在半导体制造工艺中用于形成硅或硅化合物图案的新方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种在半导体制造工艺中用于实现纵横比大的微细硅图案的工艺，涉及一种为了形成微细硅图案，且为了清除残留在图案下部的有机碳膜不纯物质及由烟气产生的不纯物质而进行清洗工程，以形成所希望的图案而不发生图案被升起的新的清洗方法，具有提供细微图案形成方法的效果。供细微图案形成方法的效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在半导体制造工艺中用于形成硅或硅化合物图案的新方法


[0001]本专利技术涉及一种用于在半导体制造工艺中形成硅或硅化合物图案的新方法，其包括在利用有机碳膜形成微细图案的工艺中利用清洗液以便清除进行聚合物干蚀刻时残留在底部的异物来防止图案被抬起(Lifting)的清洗方法。

技术介绍

[0002]最近，伴随着半导体设备的小型化及集成化，要求实现微细图案。作为形成这种微细图案的方法有效率的是通过曝光装备的开发或额外工艺的导入的光刻胶图案的微细化。
[0003]在制造半导体的工艺中，过去利用365nm波长的i
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线(i
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line)光源在半导体基板形成图案，但为了形成更加微细的图案，需要更小波段的光源。
[0004]实际上，以KrF(248nm)为开端，开发了利用ArF(198nm)、EUV(extreme ultra violet
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极紫外，13.5nm)光源的光刻(lithography)和ArF光刻的重叠曝光(双重图案化光刻)技术，现在已经成为商用化或正在商用化当中，并利用这些技术可以实现更微细的波长。
[0005]若为了实现大纵横比(aspect ratio)的微细化图案而使现有厚度般地厚(>500nm)的光刻胶，会导致光刻胶的图案纵横比变高而发生图案崩塌，因此在实现纵横比较大的图案上存在障碍。与图案崩塌相关，若降低光刻胶的厚度，则在后续干蚀刻(Dry etch)工艺中无法充分执行作为对于基板(substrate)的掩模(mask)的作用，从而因这些理由无法制作与为了实现图案所需的深度程度深的图案。
[0006]为了解决这种问题，正在进行使用非晶碳膜层(ACL：amorphous carbon layer)、自旋碳(SOC：spin on carbon)或自旋硬掩模(SOH：spin on hardmask)等被称为硬掩模(Hardmask)的有机碳膜材料的工艺。
[0007]采用在形成用于将要进行蚀刻的膜之后，通过利用等离子的选择性干蚀刻来形成图案的方法。
[0008]简略地查看工艺顺序，则在氧化硅基板层上涂布作为有机碳膜的SOC层，用化学气相沉积法来沉积作为无机膜的SiON层，在其上面涂布光刻胶并进行曝光而进行图案化。利用已图案化的光刻胶用卤素等离子体蚀刻SiON层后，以氧等离子体蚀刻有机碳膜层，然后利用卤素等离子体来蚀刻作为基板层的氧化(Oxide)层。用卤素等离子体蚀刻“氧化层(A膜)”之后，在该图案上用化学气相沉积法沉积“多晶材料层(Poly层)”或“其他化合物层(B膜)”，然后利用卤素等离子体蚀刻最终基板层。
[0009]在为了实现微细化图案而导入硬掩模的工艺中，随着图案趋向微细化，图案的纵横比变得越高，因此可通过干蚀刻工艺实现的图案上正在发生问题。根据在干蚀刻工艺中发生的有机碳膜聚合物的残留物及由烟气产生的异物在进行后续膜工艺时有发生被升起等问题。
[0010]本专利技术的专利技术人为了解决现有的工艺中发生的问题而对新工艺开发进行了研究，且作为研究结果，开发出了通过在干蚀刻(Dry etch)后追加湿式清洗工艺而能够形成更微
细的图案的技术。

技术实现思路

[0011]要解决的技术问题
[0012]本专利技术涉及一种用于在半导体制造工艺中形成硬掩模图案的新方法，其包括在利用有机碳膜形成微细图案的工艺中用于清除进行聚合物干蚀刻时残留在底部的异物来防止图案被升起的新的清洗方法。
[0013]解决问题的手段
[0014]本专利技术涉及一种使用清洗工艺形成图案的方法，所述方法为了形成所希望的图案，而为了解决因在硅或硅化合物蚀刻工艺后残留的在图案下部残存的不纯物质发生的升起问题，利用清洗液。
[0015]更详细地说，对于在半导体制造工艺中的氧化物、硅或硅化合物层的蚀刻工艺，在蚀刻对象物以合适的厚度依次层叠有机膜和无机膜，首先涂布含有大量碳的有机碳膜层，然后用化学气相沉积法沉积SiON层，然后在其上涂布光刻胶来进行图案化。利用已图案化的光刻胶用卤素等离子体蚀刻SiON层后，用氧等离子体蚀刻有机碳膜层，然后利用卤素等离子体来蚀刻作为基板层的氧化层。用卤素等离子体蚀刻氧化层之后，在该图案上用化学气相沉积法沉积多晶材料层(Poly层)或其他化合物层，然后利用卤素等离子体蚀刻最终基板层而制作要形成的图案。
[0016]为了形成微细图案，在涂布有机碳膜后沉积氧化物或硅、硅化合物层而通过干蚀刻形成图案时，在图案下部残留因有机碳膜层导致的聚合物异物及由烟气导致的残留物，从而在沉积无机膜时会导致发生被升起等问题。
[0017]为了解决发生这种升起等问题，通过使用新的清洗液进行清洗工艺而清除残留在图案下部的异物，以形成所希望的微细图案。
[0018]其中，所谓有机碳膜意指通过旋涂或化学物理沉积方法能够涂布在晶圆上的，碳含量为30％至100％的膜质。
[0019]所述有机碳膜层中可旋涂的SOC的旋涂厚度没有被特别限定，但可以以至的厚度涂布，且可以在150℃至400℃的温度进行烘烤工艺1分钟至5分钟。
[0020]所述可通过化学或物理沉积方法形成的层可以在沉积装备中利用等离子体用0.01至10torr的压力，以至的厚度来形成。
[0021]所述清洗液由1至100重量％的可清洗聚合物残留物的物质、0至99重量％的溶剂、0至3重量％的表面活性剂、0至10重量％的碱性化合物组成。
[0022]可选择的可清洗聚合物残留物的物质可以使用选自乙醇系溶剂、酰胺系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂及烃系溶剂的一种以上。
[0023]可选择的溶剂只要不溶解有机碳膜和无机膜图案则没有被特别限定，可以使用包含一般的有机溶剂的溶液。
[0024]可选择的表面活性剂可以使用选自阴离子性、非离子性、阳离子性、两性表面活性剂中的单个或由它们的混合物组成的组合的表面活性剂。
[0025]可选择的碱性化合物可以使用选自胺类及氢氧化铵的碱性化合物。
[0026]所述清洗液的清洗方法由在以0至1,000rpm的速度旋转晶圆的情形下，以1至200mL/s的速度喷射1秒以上后定置0秒以上，然后进行旋干(spin dry)的过程来构成。
[0027]所述通过化学或物理沉积方法能够形成的多晶材料层(Poly层)或其他化合物层可以在沉积装备中利用等离子体用0.01至10torr的压力，以至的厚度来形成。
[0028]专利技术的效果
[0029]由根据本专利技术的新的清洗方法形成微细图案的方法，在氧化硅基板层上形成有机碳膜层和SiON层而进行第一次干蚀刻来形成要的图案，并以化学气相沉积法来沉积多晶材料层(Poly层)或其他化合物层而进行第二次干蚀刻来形成图案。
[0030]在沉积多晶材料层(Poly层)或其他化合物层时，根据在第一次干蚀刻时残留在图案下部的有机碳膜残留物和由烟气导致的残留物会发生升起从而发生图案不良。为了解决这个问题，在第一次干蚀刻后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成硅或硅化合物图案的方法，所述方法对于在半导体制造工艺中，在硅或硅化合物层，在氧化硅图案存在下沉积多晶材料层或其他化合物层的工艺，包括：i)在已图案化的氧化硅上依次层叠有机膜和无机膜，涂布用于形成图案的光刻胶后，经过曝光和显影来形成光刻胶图案的步骤；ii)利用所述掩模并用能够进行蚀刻的气体进行干蚀刻来进行蚀刻的步骤；iii)在沉积多晶材料层或其他化合物层前，为了防止由于因所述蚀刻工艺中产生的不纯物质而发生的升起，将残留有有机膜的图案晶圆利用清洗液进行清洗的步骤；及iv)沉积多晶材料层或其他化合物层后，进行干蚀刻的步骤。2.根据权利要求1所述的形成硅或硅化合物图案的方法，其特征在于，所述利用清洗液进行清洗的步骤，由如下方式实现，在以0至1,000rpm的速度旋转晶圆的情形下，以1至200mL/s的速度喷射1秒～200秒，然后定置0～180秒，然后进行旋干。3.根据权利要求2所述的形成硅或硅化合物图案的方法，其特征在于，以20至300mL的喷射量喷射清洗液。4.根据权利要求3所述的形成硅或硅化合物图案的方法，其特征在于，以40至300mL的喷射量喷射清洗液。5.根据权利要求4所述的形成硅或硅化合物图案的方法，其特征在于，以50至300mL的喷射量喷射清洗液。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀珍，金起洪，李昇勋，李昇炫，
申请(专利权)人：荣昌化学制品株式会社，
类型：发明
国别省市：