專利名稱：旋涂、可光致圖案形成的層間介電材料的應用以及使用這種材料的中間半導體器件結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體處理技術，更具體地涉及在另外(additional)波長輻射下使用旋涂(spin-on)、可光致圖案形成的(photopatternable)層間介電材料。
背景在制造計算機芯片和集成電路之類的半導體器件時，使用光刻膠(photoresist)層制造微型電子元件。在制造過程中，通常在半導體基片上施涂薄光刻膠層。然后對光刻膠層進行烘烤以蒸發光刻膠中的溶劑，并將光刻膠固定在半導體基片上。通過掩模使部分光刻膠層暴露于可見光、紫外(“UV”)光、電子束(“EB”)或X射線輻射能之下，從而在光刻膠層上形成圖案。輻射在光刻膠層暴露于輻射之下的部分中引起了光化學反應，改變了這些部分的溶解度。光刻膠層未曝光部分的溶解度未發生變化。用顯影劑溶液處理半導體基片，所選的顯影劑溶液能夠溶解并除去光刻膠層暴露于輻射的部分。由于除去光刻膠層的曝光部分，在光刻膠層上形成所需的圖案。通過濕蝕刻或干蝕刻法之類的常規技術將圖案轉移到半導體器件底層上。一旦將圖案轉移到半導體器件的底層上之后，便除去光刻膠層的剩余部分。
隨著對半導體器件的存儲器要求的增加，半導體器件中電子元件的尺寸減小。為了減小尺寸，開發出了對短波長輻射敏感的新型光刻膠材料，這是由于短波長能夠在半導體器件上提供更好的部件分辨率。在本文中，術語“短波長”表示大約為100-300納米的波長。通常在需要亞半微米幾何結構的情況下使用對該波長范圍敏感的光刻膠材料。例如，目前正在使用對248納米敏感的光刻膠材料，而對193納米敏感的光刻膠材料正在研制當中。
旋涂、可光致圖案形成的層間介電(“ILD”)材料是本領域已知的，可購自Clariant International有限公司(Muttenz，Switzerland)之類的來源。這些ILD材料是當暴露于輻射之下時能夠轉化為二氧化硅型陶瓷膜的光刻膠材料。如Nagahara等在EP 1239332中所述，將包含聚硅氮烷(“PSZ”)化合物和光致生酸劑(“PAG”)的光刻膠組合物施涂在半導體芯片上形成光刻膠層。使光刻膠層通過掩模暴露于例如360-430納米的輻射之類的UV輻射或EB輻射之下。在光刻膠層被曝光的或未被掩蓋的部分，輻射引發了光化學反應，由PAG生成了質子。這些質子是由光化學反應生成的酸所產生的。在光刻膠層未曝光或未被掩蓋的部分不發生反應，因此在光刻膠層的這些部分不生成質子。這些質子與空氣中的氧氣(“O2”)和/或水(“H2O”)反應，使PSZ中的Si-N鍵發生斷裂。然后，H2O與斷裂的PSZ反應生成包含Si-O鍵的甲基硅倍半氧烷(methylsilsesquioxane)(“MSQ”)。由于僅在光刻膠層的曝光部分生成質子，光刻膠層所選的部分轉化為二氧化硅型陶瓷膜。用四甲基氫氧化銨(“TMAH”)選擇性地除去二氧化硅型陶瓷膜，留下光刻膠層的未曝光部分，從而在半導體基片上形成所需的圖案。然后使余下的部分暴露于360-430納米的輻射之下，將光刻膠層轉化為二氧化硅型陶瓷膜。這種二氧化硅型陶瓷膜具有低介電常數，良好的絕緣性能、耐熱、耐磨、耐腐蝕，被用于半導體器件、液晶顯示器和印刷電路基片中形成ILD。
Howard在美國專利第6350706號中揭示了其它的可以通過暴露于輻射之下而轉化為絕緣材料的光刻膠材料。通過暴露于深紫外(“DUV”)輻射之下，將等離子體聚合的甲基硅烷選擇性地轉化為絕緣材料——光氧化的硅氧烷。通過將光刻膠材料的曝光部分轉化為絕緣材料，形成了半導體器件結構。通過將光刻膠材料轉化為絕緣材料，形成了永久性結構，這些光刻膠材料不需通過蝕刻法除去。
這些光刻膠材料的一個缺點是它們對單一的波長或窄范圍的波長敏感。換句話說，PSZ向二氧化硅型陶瓷膜的轉化在這一個或多個波長(通常為360-430納米)下最有效。在這些波長下，不可能有高的分辨率，例如目前正在開發和使用的193納米或243納米光刻膠所達到的分辨率。然而，后者的這些波長(193納米或243納米)無法有效地將PSZ轉化為二氧化硅型陶瓷膜。因此，當主要用短波長達到所需分辨率的情況下，這些光刻膠或ILD材料的前端應用受到很大的限制。另外，不能同時使圖案形成過程和轉化過程達到最佳，由此，使用者必須在完成這些過程中的每一個之間進行選擇或折衷。
最好能夠在另外的波長下、尤其是短波長下使用ILD材料，使得ILD材料的應用范圍更廣。還最好能夠在對圖案形成過程和轉化過程最佳的條件下進行這些過程，而不需在達到最佳的圖案形成和最佳轉化之間折衷。
發明內容
本發明包括形成中間(intermediate)半導體器件結構的方法。該方法包括提供半導體基片，在半導體基片上形成可光致圖案形成的層(photopatternablelayer)。所述可光致圖案形成的層可包含有機硅光刻膠材料，這種材料配制成在暴露于輻射中時，能夠選擇性地轉化為硅倍半氧烷材料之類的二氧化硅基材料。可在可光致圖案形成的層上形成罩(cap)層和光刻膠層。罩層可包含吸收或反射輻射的材料，例如介電增透涂層(“DARC”)、底增透涂層(“BARC”)或金屬涂層。罩層可包含無定形或金剛石型的碳。當光刻膠層暴露于第一波長的輻射之下(用來在光刻膠層中產生高分辨率圖案)時，罩層保護可光致圖案形成層不受第一波長的影響。然而，也可隨后通過光刻法和蝕刻技術將高分辨率圖案轉移到可光致圖案形成的層上。可通過使可光致圖案形成層的暴露部分暴露于第二波長的輻射之下之下，將曝光部分選擇性地轉化為二氧化硅基材料。
本發明還包括中間半導體器件結構。該中間半導體器件結構可包括半導體基片和形成于該半導體基片上的可光致圖案形成的層。所述可光致圖案形成的層可包含有機硅烷光刻膠材料，該材料被配制成當暴露于輻射時能夠選擇性地轉化為二氧化硅基材料。可在至少部分可光致圖案形成的層之上用能夠吸收或反射輻射的材料形成罩層。可在至少部分罩層之上形成光刻膠層。光刻膠層可對大約100-500納米的波長敏感，該波長可以在光刻膠層和罩層中形成高分辨率的圖案。罩層保護可光致圖案形成的層，使其不受該輻射照射。然后可通過光刻法和蝕刻技術將此高分辨率圖案轉移到可光致圖案形成的層中。通過暴露于不同波長輻射之下，可將可光致圖案形成的層的曝光部分選擇性地轉化為二氧化硅基材料。
附圖簡述盡管本說明書的后面被認為是包括特別指明并明確要求的權利要求書，但是通過結合以下附圖閱讀本發明的以下描述，可以更容易確定本發明的優點，在附圖中
圖1A-1G顯示根據本發明的半導體器件結構的工藝順序；圖2A-2H顯示根據本發明的半導體器件結構的工藝順序，該工藝順序制得具有自對準(self-aligned)接觸的實施方式。
本發明最佳實施方式揭示了可用于其它波長輻射的可光致圖案形成、旋涂材料。將此可光致圖案形成的旋涂材料以層的形式施用在半導體基片上，并在其上覆蓋能夠吸收或反射輻射的罩層。罩層阻擋進入可光致圖案形成的層中的輻射，從而保護可光致圖案形成的層使其免受輻射。
本文所述的方法和結構并不能形成制造半導體器件的完整工藝流程。該工藝流程余下的步驟是本領域普通技術人員已知的。因此，僅描述本發明需要理解的工藝步驟和結構。
如圖1A所示，可以在半導體基片2上形成可光致圖案形成的層4，所述半導體基片包括半導體芯片或包括半導體材料層的其它基片。在本文中，術語“半導體基片”包括硅芯片、絕緣體上硅薄膜(“SOI”)、藍寶石上硅薄膜(“SOS”)、在基本半導體基底(base semiconductor foundation)上的硅和其它半導體材料，例如硅-鍺、鍺、砷化鎵和磷化銦的外延層。
所述可光致圖案形成層4可由配制成能夠在暴露于輻射之下時選擇性轉化為二氧化硅(“SiO2”)基材料的材料形成。所述SiO2基材料可包括SiO2及其衍生物，例如烷基化物或其它改性的衍生物。所述可光致圖案形成層4的材料可包括有機硅光刻膠材料，例如硅聚合物、聚亞甲硅基化合物(polysilyne)或PSZ化合物，本領域普通技術人員可根據所需的可光致圖案形成層4的性質對該材料進行選擇。在本文中，術語“聚硅氮烷”或PSZ表示具有多個Si-N重復單元的低聚物、環狀、多環、線型聚合物或樹脂狀聚合物。在一實施方式中，有機硅光刻膠材料是常規的PSZ化合物。所述可光致圖案形成層4可包含單獨的有機硅光刻膠材料或有機硅光刻膠材料的混合物。例如，如果使用PSZ化合物，該PSZ化合物可為單獨的PSZ化合物、多種PSZ化合物的混合物或PSZ共聚物。PSZ可具有線型、環狀或交聯的結構。可通過任意已知的方法合成本領域已知的PSZ化合物，例如Nakahara等在美國專利第5905130號中所揭示的方法。
可光致圖案形成層4的材料能夠選擇性轉化成的SiO2基材料是一種具有Si-O鍵的硅倍半氧烷(silesesquioxane)材料(“SSQ”)。本領域已知的SSQ材料包括但不限于氫硅倍半氧烷(“HSQ”)、甲基硅倍半氧烷(“MSQ”)、多氫硅倍半氧烷(“pHSQ”)、氫聚硅倍半氧烷(“H-PSSQ”)、甲基聚硅倍半氧烷(“M-PSSQ”)和苯基聚硅倍半氧烷(“P-PSSQ”)。在一實施方式中，SiO2基材料為MSQ。
可光致圖案形成層4可包含PAG，用來引發將可光致圖案形成層4的有機硅光刻膠材料選擇性轉化為SiO2基材料的光化學反應。PAG可為三嗪、噁唑、噁二唑、噻唑、取代的2-吡喃酮、砜化合物、磺酸酯化合物或鎓鹽化合物(例如重氮鎓鹽、碘鎓鹽或硫鎓鹽)、鹵化物或酯。在一實施方式中，可光致圖案形成層4包含PSZ化合物和PAG。
可通過常規涂布方法在半導體基片2上形成可光致圖案形成層4，所述常規涂布技術包括但不限于浸涂、刮涂、旋涂、輥涂、噴涂和流涂。用來沉積可光致圖案形成層4的涂布技術可取決于可光致圖案形成層4中所用的材料。在一實施方式中，將可光致圖案形成層4旋涂在半導體基片2上。可光致圖案形成層4可形成大約0.05微米-4微米的厚度。
如圖1B所示，可在可光致圖案形成層4上形成罩層6。罩層6通過阻擋射入可光致圖案形成層4中的輻射來防止PAG活化。罩層6可由高吸收光或高反射光材料制成，這些材料包括但不限于DARC、BARC和金屬涂層。這些涂層可以是常規的無機或有機涂層。例如，罩層6可包括但不限于無定形碳(“α-碳”)、碳化硅、氮化鈦(“TiN”)、氮化硅(“SiN”)和氮氧化硅(“SiON”)。可通過常規沉積技術沉積罩層6。例如，無機或金屬涂層可通過CVD(“化學氣相沉積”)、真空沉積或濺射來沉積。有機涂層可通過旋涂來沉積。
罩層6應形成足夠的厚度以防輻射射入可光致圖案形成層4。然而，罩層6的厚度要受到隨后的半導體器件結構處理中對罩層6的蝕刻能力的限制。例如，如果罩層6過厚，便不能根據需要蝕刻罩層6。僅為了舉例，罩層6的厚度可超過大約10納米(100埃(“”))。如果罩層6由α-碳形成，其厚度可約為1000-2000。如果罩層6由SiON形成，其厚度應約小于400。如果罩層6由BARC形成，其厚度可大于大約300-3000。
如圖1C所示，可在罩層6上形成光刻膠層8。光刻膠層8可由能夠形成高分辨率圖案的常規光刻膠材料形成。例如，光刻膠層8可由對短波長，例如大約100-500納米的波長敏感的光刻膠材料形成。例如，光刻膠材料可對193納米或248納米的波長敏感。
可以用常規的光刻法和蝕刻法在光刻膠8和罩層6中形成所需的圖案。可通過掩模(未顯示)使部分光刻膠層8暴露于第一波長10的輻射之下之下。第一波長10的輻射可以是UV輻射、DUV輻射或X射線輻射。當存在罩層6時，第一波長10輻射不射入可光致圖案形成層4。相反地，罩層6可吸收或反射第一波長10，保護可光致圖案形成層4以防其發生不希望有的曝光。因此，可使包括罩層6的中間半導體器件結構暴露于作為第一波長10的任何波長的輻射之下。換言之，中間半導體器件結構可暴露于任何波長的輻射之下，例如使光刻膠層8形成圖案最有效的波長，不限于對引發PAG最有效的波長。在一實施方式中，第一波長的范圍約為100-300納米。
光刻膠層8的曝光部分可使用常規顯影劑溶液除去，例如以下化合物的水溶液TMAH、膽堿、硅酸鈉、氫氧化鈉或氫氧化鉀。還預期可使用本領域普通技術人員能夠選擇的不同顯影劑溶液除去光刻膠層8的未曝光部分，而非除去曝光部分。如圖1D所示，光刻膠層8的圖案可延伸通過罩層6，從而使部分的可光致圖案形成層4的一部分暴露。由于在光刻膠層8中使用高分辨率光刻膠，轉移到可光致圖案形成層4的圖案也會具有高分辨率。
如圖1E所示，在用罩層6和光刻膠層8覆蓋部分的可光致圖案形成層4的(未曝光于第一波長的輻射的部分)的情況下，可以使中間半導體器件結構暴露于第二波長14的輻射之下之下。第二波長14可以是足以活化可光致圖案形成層4曝光部分的PAG、引發光化學反應的波長。例如，第二波長14可以是最有效活化PAG的波長或波長范圍。第二波長14的輻射可以是UV輻射、DUV輻射或X射線輻射。活化的PAG生成質子(或酸)，這些質子(或酸)與可光致圖案形成層4的有機硅光刻膠材料反應。光化學反應通過使在可光致圖案形成層4的曝光部分中的Si-N鍵斷裂、形成Si-O鍵，將可光致圖案形成層4的曝光部分轉化為SiO2基部分12。由于PAG僅在曝光部分被活化，光化學反應僅在這些部分進行，使得可光致圖案形成層4選擇性轉化為SiO2基部分12。
由于罩層6覆蓋了部分的可光致圖案形成層4，中間半導體器件結構可在任何波長的輻射下形成圖案，而且該輻射不會影響可光致圖案形成層4下面的未暴露部分。然而，可以隨后將可光致圖案形成層4的暴露部分選擇性地轉化為SiO2基部分12。因此，可以在對圖案形成和轉化過程最優化的波長下進行這些過程，而不需要在完成高分辨率圖案和將可光致圖案形成層4有效轉化為SiO2基部分12之間進行折衷。
如圖1F所示，可通過常規的濕蝕刻或干蝕刻法將光刻膠8和罩層6從中間半導體器件結構上除去。也可通過蝕刻方法除去光刻膠層8和罩層6，該蝕刻法同時除去兩層而不蝕刻可光致圖案形成層4。例如，如果罩層6由α-碳形成，可以用氧等離子體同時除去罩層6和光刻膠層8。也可通過多個蝕刻處理分別除去罩層6和光刻膠層8。
如圖1G所示，通過暴露在適當波長的輻射之下，可以將可光致圖案形成層4剩余的部分轉化為SiO2基部分12’。如果需要，隨后也可通過常規的技術，例如在約高于200℃的溫度下在氧氣中灰化(ashing)，然后在氧氣中退火，或者通過蒸汽退火將SiO2基部分12’轉化為SiO2。
還預期在進行了所需的光刻法和蝕刻處理之后，罩層6可以保留在半導體基片2上。例如，如果可光致圖案形成的層4的材料足夠穩定，可以不需要將可光致圖案形成的層4轉化為SiO2基材料來提高其穩定性，因此可以不需要除去罩層6的剩余部分。
在一實施方式中，形成自對準接觸(“SAC”)。SAC可以形成于晶體管柵極結構之間，例如在DRAM存儲單元陣列中。如圖2A所示，可以在半導體基片22上形成晶體管柵極結構20。這些晶體管柵極結構20可通過常規的技術形成，可包括多層，例如聚硅(polysilicon)層、硅化鎢層和多層絕緣層。也可在晶體管柵極結構20之上沉積可光致圖案形成層24，填充晶體管柵極結構20之間的空隙。盡管圖2A中顯示了兩個晶體管柵極結構20，應當理解可以具有任意數量的晶體管柵極結構20。
如圖2B和2C所示可以在可光致圖案形成層24上沉積罩層26和光刻膠層28，并且如前文所述地形成圖案，從而使部分的可光致圖案形成層24暴露。可使可光致圖案形成層24的暴露部分暴露在第一波長25的輻射之下。如圖2D和2E所示，可將可光致圖案形成層24的曝光部分暴露于第二波長23(這種波長是能夠最有效地將這些部分轉化為SiO2基材料的波長)的輻射之下從而形成SiO2基部分27。可光致圖案形成層24未暴露的部分受到罩層26的保護，因此在這些部分未從PAG生成質子。如圖2F所示，可以用對SiO2基材料具有選擇性的蝕刻劑除去SiO2基部分27，使得半導體基片22的部分表面暴露出來。如圖2G和2H所示，可以除去光刻膠層28和罩層26，可光致圖案形成層24剩下的部分通過暴露于輻射之下而轉化為SiO2基部分27’。
SAC可以形成于晶體管柵極結構20之間的蝕刻區域。如本領域所示，SAC的接觸層可由聚硅、銅、鋁、硅化鎢或其它導電接觸材料形成。
還預期可以將本文所述的罩層用于形成其它半導體器件結構，這些結構包括但不限于自對準通路、介電層、溝槽、淺槽隔離、導體、絕緣體、電容器、柵極和源漏結。這些半導體器件結構可用來制造半導體存儲器器件，例如動態隨機存取存儲器(“DRAM”)、靜態隨機存取存儲器(“SRAM”)、同步DRAM(“SDRAM”)、閃存和其它存儲器件。例如，在形成自對準通路時，可如上所述在第一金屬結構上沉積罩層。該罩層可包括DARC或TiN之類的增透涂層。可以在第一金屬結構和罩層上形成包含PSZ化合物和PAG的可光致圖案形成的層。可以在自對準通路從第二金屬結構延伸下來的位置除去可光致圖案形成的層和罩層。當中間半導體器件結構暴露于輻射之下時，可以從第一金屬結構反射的輻射來增強PAG的活化。這可通過控制第一金屬結構所反射的輻射量來完成。只有當輻射的量足夠時，才能使PAG有效地活化，從而將可光致圖案形成的層轉化為SiO2基材料。然后可除去SiO2基材料以形成自對準通路。由于自對準通路的形成是取決于從第一金屬結構的反射輻射，所以所得的通路是自對準的。
如本文所述，可以用罩層隔離圖案形成過程和轉化過程，使得這些過程的條件都能夠最優而不影響其它的過程。換言之，可以用圖案形成過程最優的波長使中間半導體器件結構形成圖案，另一方面也可使用能夠最優地將有機硅光刻膠材料轉化為SiO2基材料的波長。罩層防止輻射射入可光致圖案形成的層中，從而使得中間半導體器件結構能夠暴露于此前不能使用的輻射之下。
盡管很容易對本發明進行各種修改或替代，在附圖中以實施例的方式顯示了具體的實施方式，本文也對其進行了詳細描述。然而，應當理解本發明并非僅限于所揭示的這些特定形式。相反地，在以下所附權利要求書所述的精神和范圍內的所有修改、等價內容和替換均包括在本發明之內。
權利要求
1.一種形成中間半導體器件結構的方法，該方法包括以下步驟提供半導體基片；在半導體基片上形成可光致圖案形成的層；在可光致圖案形成的層上形成罩層；在罩層上形成光刻膠層；使至少部分光刻膠層和罩層暴露于第一波長的輻射之下，從而形成高分辨率圖案；除去至少部分的光刻膠層和罩層，從而暴露出至少部分的可光致圖案形成的層；以及使至少部分的可光致圖案形成層暴露于第二波長的輻射之下，從而將至少部分的可光致圖案形成層轉化為二氧化硅基材料。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，使至少部分光刻膠層和罩層暴露于第一波長的輻射之下，從而提供高分辨率圖案的步驟包括使至少部分光刻膠層和罩層暴露于第一波長的輻射之下，而不使可光致圖案形成層暴露于第一波長的輻射之下。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，使至少部分光刻膠層和罩層暴露于第一波長的輻射之下，從而形成高分辨率圖案的步驟包括使至少部分光刻膠層和罩層暴露于約為100-300納米的波長輻射之下。
4.如權利要求1-3的任一項所述的方法，其特征在于，使至少部分光刻膠層和罩層暴露于第一波長的輻射之下，從而形成高分辨率圖案的步驟包括使至少部分光刻膠層和罩層暴露于193納米的波長或248納米的波長之下。
5.如權利要求1-4的任一項所述的方法，其特征在于，使至少部分可光致圖案形成層暴露于第二波長的輻射之下的步驟包括使至少部分光成圖案層轉化為硅倍半氧烷材料。
6.如權利要求1-5的任一項所述的方法，其特征在于，使至少部分可光致圖案形成層暴露于第二波長的輻射之下的步驟包括使至少部分光成圖案層轉化為硅倍半氧烷材料，所述硅倍半氧烷材料選自氫硅倍半氧烷、甲基硅倍半氧烷、多氫硅倍半氧烷、氫聚硅倍半氧烷、甲基聚硅倍半氧烷和苯基聚硅倍半氧烷。
7.如權利要求1-6的任一項所述的方法，還包括除去至少部分轉化為硅倍半氧烷材料的可光致圖案形成層的步驟。
8.如權利要求1-7的任一項所述的方法，還包括將可光致圖案形成層余下的部分轉化為硅倍半氧烷材料的步驟。
9.如權利要求1-8的任一項所述的方法，其特征在于，在半導體基片上形成可光致圖案形成層的步驟包括用配制成能夠在暴露于輻射時選擇性轉化為硅倍半氧烷材料的材料形成可光致圖案形成層。
10.如權利要求1-9的任一項所述的方法，其特征在于，在半導體基片上形成可光致圖案形成層的步驟包括用選自硅聚合物、聚亞甲硅基化合物和聚硅氮烷化合物的有機硅光刻膠材料形成可光致圖案形成層。
11.如權利要求1-10的任一項所述的方法，其特征在于，在半導體基片上形成可光致圖案形成層的步驟包括使用配制成當暴露于輻射之下時能夠選擇性轉化為硅倍半氧烷材料的材料，形成光成圖案層，所述硅倍半氧烷材料選自氫硅倍半氧烷、甲基硅倍半氧烷、多氫硅倍半氧烷、氫聚硅倍半氧烷、甲基聚硅倍半氧烷和苯基聚硅倍半氧烷。
12.如權利要求1-11的任一項所述的方法，其特征在于，在半導體基片上形成可光致圖案形成層的步驟包括在可光致圖案形成層中包含光致生酸劑。
13.如權利要求1-12的任一項所述的方法，其特征在于，在可光致圖案形成的層上形成罩層的步驟包括形成一層材料層，該材料層防止輻射射入可光致圖案形成的層。
14.如權利要求1-13的任一項所述的方法，其特征在于，在可光致圖案形成的層上形成罩層的步驟包括在可光致圖案形成的層上形成包含高吸收光或高反射光材料的層。
15.如權利要求1-14的任一項所述的方法，其特征在于，在可光致圖案形成的層上形成罩層的步驟包括在可光致圖案形成的層上形成介電增透涂層、底增透涂層或金屬涂層。
16.如權利要求1-15的任一項所述的方法，其特征在于，在可光致圖案形成的層上形成罩層的步驟包括用選自無定形碳、碳化硅、氮化鈦、氮化硅和氮氧化硅的材料形成罩層。
17.如權利要求1-16的任一項所述的方法，其特征在于，在可光致圖案形成的層上形成罩層的步驟包括使所述罩層形成足以防止輻射射入可光致圖案形成層的厚度。
18.如權利要求1-17的任一項所述的方法，其特征在于，在罩層上形成光刻膠層的步驟包括用對大約100-500納米波長的輻射敏感的光刻膠材料形成光刻膠層。
19.如權利要求1-18的任一項所述的方法，其特征在于，在罩層上形成光刻膠層的步驟包括用對大約193納米或大約248納米的波長敏感的光刻膠材料形成光刻膠層。
20.一種中間半導體器件結構，包括半導體基片；在所述半導體基片上形成的可光致圖案形成的層，所述可光致圖案形成的層包含一種材料，該材料被配制成當暴露于輻射之下時轉化為二氧化硅基材料；在至少部分的可光致圖案形成的層上形成的罩層；以及在至少部分罩層上形成的光刻膠層。
21.如權利要求20所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述罩層包含高吸收光或高反射光的材料。
22.如權利要求20或21所述的中間半導體器件結構，其特征在于，除去至少第一部分的光刻膠層，余下至少第二部分的光刻膠層，除去至少第一部分的罩層，余下至少第二部分的罩層。
23.如權利要求20-22中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，使至少部分的可光致圖案形成層轉化為二氧化硅基材料。
24.如權利要求20-23中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，轉化為二氧化硅基材料的至少部分的可光致圖案形成層包含二氧化硅或其烷基化衍生物。
25.如權利要求20-24中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，轉化為二氧化硅基材料的至少部分的可光致圖案形成層包含硅倍半氧烷材料。
26.如權利要求20-25中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述可光致圖案形成層包含選自硅聚合物、聚亞甲硅基化合物和聚硅氮烷化合物的有機硅光刻膠材料。
27.如權利要求20-26中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述可光致圖案形成層包含光致生酸劑。
28.如權利要求20-27中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述二氧化硅基材料包含二氧化硅或其烷基化衍生物。
29.如權利要求20-28中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述二氧化硅基材料包含硅倍半氧烷材料。
30.如權利要求20-29中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述硅倍半氧烷材料選自氫硅倍半氧烷、甲基硅倍半氧烷、多氫硅倍半氧烷、氫聚硅倍半氧烷、甲基聚硅倍半氧烷和苯基聚硅倍半氧烷。
31.如權利要求20-30中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述罩層包含能夠防止輻射射入可光致圖案形成層中的材料。
32.如權利要求20-31中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述罩層包含介電增透涂層、底增透涂層或金屬涂層。
33.如權利要求20-32中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，用于罩層的材料選自無定形碳、碳化硅、氮化鈦、氮化硅和氮氧化硅。
34.如權利要求20-33中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，罩層具有足以防止輻射射入可光致圖案形成層中的厚度。
35.如權利要求20-34中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述罩層的厚度約大于10納米。
36.如權利要求20-35中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，光刻膠層包含能夠形成高分辨率圖案的光刻膠材料。
37.如權利要求20-36中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述光刻膠層包含對大約100-500納米波長的輻射敏感的光刻膠材料。
38.如權利要求20-37中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，所述光刻膠層包含對大約193納米或大約248納米的波長敏感的光刻膠材料。
39.如權利要求20-38中的任一項所述的中間半導體器件結構，其特征在于，已從所述可光致圖案形成層上除去二氧化硅基材料。
全文摘要
一種使得可光致圖案形成的旋涂材料能夠在此前不能使用的波長下用于形成半導體器件結構的罩層。所述可光致圖案形成的旋涂材料以層的形式施涂在半導體基片上。在可光致圖案形成的層上形成罩層和光刻膠層。罩層吸收或反射輻射，保護可光致圖案形成的層不受使光刻膠層形成圖案時所用的第一波長的輻射。所述可光致圖案形成的旋涂材料當暴露于第二波長的輻射之下時可以轉化為二氧化硅基材料。
文檔編號H01L21/768GK1809788SQ200480016988
公開日2006年7月26日 申請日期2004年5月11日 優先權日2003年5月12日
發明者W·李, G·S·桑德胡 申請人:微米技術股份有限公司