專利名稱：使用具有分等級的光學性質的底部抗反射涂層來執(zhí)行光刻的方法
技術領域：
本發(fā)明大體涉及制造集成電路器件的方法，尤其涉及使用具有分等級的(graded) 光學性質的底部抗反射涂層來執(zhí)行光刻的方法。
背景技術：
半導體或IC工業(yè)致力于在更小的芯片面積上制造器件密度越來越高的IC，以實現(xiàn)更大的功能并降低生產(chǎn)成本。對大規(guī)模集成電路的這種期望使得電路尺寸和器件特征持續(xù)縮小。光刻性能促進了使如下結構的尺寸減小的能力，所述結構例如是場效應晶體管的門長度和導線寬度。利用傳統(tǒng)的光刻系統(tǒng)，使光穿過掩模(mask)或光罩(reticle)或者從掩?；蚬庹址瓷涞舳诎雽w晶圓上形成圖像。通常，使圖像聚焦于晶圓上，以便使位于待處理的靶層(target layer)上的材料(比如光刻膠材料)層曝光或圖案化。反過來，圖案化的光刻膠材料被用于在半導體晶圓的一個或更多靶層中限定摻雜區(qū)域、沉積區(qū)域、蝕刻區(qū)域或與IC相關的其它結構。光刻膠材料還可以限定與IC的金屬層相關的導線或傳導性墊片 (conductive pad)。此外，光刻膠材料可以限定絕緣區(qū)域、晶體管門電路或其它晶體管結構和元件。隨著并入半導體集成電路設計中的單個器件的數(shù)量增多，對減小最小特征尺寸 (即最小寬度、器件的單個元件之間的最小空間、孔或通孔的最小寬度等)的需求不斷增長。隨著最小特征尺寸的減小，由于光從光刻膠材料/靶層界面的反射，在光刻期間充分地分辨特征變得越來越困難。光學畸變導致在掩模上的圖像與圖案化的光刻膠材料中形成的圖像之間的預期的一一對應關系喪失。底部抗反射涂層(BARC)是公知的，并且被用于在使靶層圖案化的過程中減少缺陷，方法是在曝光操作過程中削弱或吸收從靶層表面反射的光波以提高圖像對比度。BARC 通常被插入靶層和光刻膠之間以便充當隔層，該隔層阻止反射波折回穿過光刻膠并對成像工藝產(chǎn)生負面影響，這有助于限定圖像。當特征尺寸接近45nm或更小時，通常需要使用具有范圍在約1.30到約1.35范圍內的高或超高數(shù)值孔徑(NA)的ArF曝光系統(tǒng)的光刻，從而入射光線能夠以高傳播角度投射，這提高了分辨率。然而，在這樣的大傳播角度下，從光刻膠/BARC界面的反射率大大增加。已經(jīng)提出一些方案以克服與反射率的增加相關的問題。例如，已推薦使用兩個或更多個具有不同折射指數(shù)(η)和吸光度(k)的BARC膜以克服單一 BARC系統(tǒng)的不足。然而， 使用兩個或更多個BARC膜需要使兩種不同的膜沉積，這兩種膜都應被最優(yōu)地沉積。這反過來又增加了成本、減小了產(chǎn)量和生產(chǎn)率并且可能導致更高的缺陷率。也已指出具有如下光學性質的分等級的BARC，所述光學性質作為BARC的厚度的函數(shù)而變化。這些分等級的BARC 是使用專門的氣相沉積工藝制造的，所述專門的氣相沉積工藝允許BARC的成分隨著BARC 的沉積而改變。然而，這種工藝可能很昂貴并且需要不適于商業(yè)生產(chǎn)的材料、設備和工藝?？晒┻x擇地，可以使用旋涂(spin-on)工藝來制備分等級的BARC，在該旋涂工藝中，分等級的材料通過旋涂配方中成分的界面偏析來制造。在這些實例中，需要對材料特性進行極精確的控制，這可能最終限制了一般用途和可實現(xiàn)的反射性控制。相應地，期望提供如下光刻方法，所述光刻方法在光刻過程中使用具有分等級光學性質的、易集成的BARC。另外，期望提供如下用于實施光刻的方法，所述方法允許有高NA 成像條件同時提供用于以有效且性價比高的方式來控制反射的手段。此外，本發(fā)明的其它期望特征和特性將會從后面結合本發(fā)明的附圖和該背景技術對本發(fā)明和所附權利要求的具體描述中變得顯而易見。

發(fā)明內容
提供根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式來執(zhí)行光刻的方法。該方法包含如下步驟，即，使上覆于(overlying)待圖案化的材料的底部抗反射涂層沉積，該底部抗反射涂層具有折射率和吸光度。修改該底部抗反射涂層，以便在該修改步驟之后，使該折射率和該吸光度的值從該底部抗反射涂層的第一表面處的第一值到該底部抗反射涂層的第二表面處的第二值分等級，其中，該修改步驟在該沉積步驟之后執(zhí)行。提供根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式來制造半導體器件的方法。該方法包含如下步驟，即，使上覆于待圖案化的材料的底部抗反射涂層沉積以及用波長不超過約222nm 的光照射該底部抗反射涂層。在該照射步驟之后，形成上覆于該底部抗反射涂層的光刻膠。提供根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式來執(zhí)行光刻的方法。該方法包含如下步驟，即，使上覆于待圖案化的材料的底部抗反射涂層沉積，該底部抗反射涂層具有第一折射率和第一吸光度，該第一折射率和第一吸光度在相加時產(chǎn)生第一總和。修改該底部抗反射涂層以便使該底部抗反射涂層的表面具有第二折射率和第二吸光度，該第二折射率和該第二吸光度在相加時產(chǎn)生第二總和。該修改步驟在該沉積步驟后執(zhí)行。在該修改步驟之后， 形成上覆于該底部抗反射涂層的該表面的光刻膠層，其中，該光刻膠層具有第三折射率和第三吸光度，該第三折射率和該第三吸光度在相加時產(chǎn)生第三總和。該第二總和與該第三總和之間的差的絕對值小于該第一總和與該第三總和之間的差的絕對值。


下面將結合附圖來描述本發(fā)明，在附圖中相同標號表示相同元件，以及圖1是傳統(tǒng)光刻系統(tǒng)的平面示意圖；圖2是下覆于(underlying)光刻膠的底部抗反射涂層的厚度、照射相干性 (sigma)和反射率之間的關系的仿真圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式來執(zhí)行光刻的方法的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，用于修改圖3的方法的底部抗反射涂層的折射率和吸光度的方法的流程圖；圖5是根據(jù)圖3和圖4的方法形成的分等級的底部抗反射涂層的反射率與厚度之間的關系以及未分等級的底部抗反射涂層的反射率與厚度之間的關系的仿真圖；圖6是在圖5的分等級的底部抗反射涂層中特定深度的折射率的仿真圖；以及圖7是在圖5的分等級的底部抗反射涂層的特定深度的吸光度的仿真圖。
具體實施例方式對本發(fā)明的下述具體說明本質上僅是示例性的，并非意在限制本發(fā)明或本發(fā)明的應用和用途。而且，沒有受本發(fā)明的前述背景技術或本發(fā)明的下述具體說明中所介紹的任何理論的約束之意。在這里提供的是利用高NA成像條件來執(zhí)行光刻以在最小反射率的情況下實現(xiàn)高分辨率的方法。該光刻工藝使用具有分等級的折射率和分等級的吸光度的BARC。使用高 NA成像條件和高傳播角度通常導致來自光刻膠/靶材界面的高反射率。當傳統(tǒng)的BARC試圖使反射率最小化時，它們通常需要多個層和/或很大的厚度。多個層和具有很大厚度的 BARC成本高、制造起來費時而且集成到圖案轉移工藝中很復雜。在這里的各種實施方式的光刻方法能夠通過使用單一的、易于集成的、分等級的BARC層而在使反射率顯著最小化的同時使分辨率最大化。圖1是用于使上覆于靶材12的光刻膠14圖案化的傳統(tǒng)光刻系統(tǒng)10的平面示意簡圖。光刻系統(tǒng)10包含光源16，例如ArF準分子激光器，以及投射鏡18。具有要被投射到光刻膠上的圖案化掩模的光罩20被插入到光源16和投射鏡18之間。當光22從光源垂直投射于光刻膠上時，就是說，如果照射的相干性(sigma ； σ )是零，那么從光刻膠/靶材界面反射的光是最小的，雖然分辨率可能很差。當光M離光源16的中心距離更遠地投射時，換句話說，隨著sigma增加，分辨率也增加，但是反射(由箭頭沈表示)也增加。另外，因為反射率是依賴間距的(pitch-cbpendent)，所以隨著光罩圖案的特征在尺寸上減小和/或在密度上增加，反射率也增加并且光刻膠的最終圖案可能嚴重失真。盡管BARC被用于使從光刻膠底部表面(即最接近靶材的表面)的反射最小化，然而該反射率依賴于BARC的厚度。圖2是從光刻膠/BARC界面的反射性52 (標準化到BARC 頂表面處的入射強度)作為傳統(tǒng)BARC厚度M (以納米(nm)為單位)的函數(shù)的仿真圖50， 其中針對1. 35數(shù)值孔徑(NA)的偶極子光源，sigma56變化。如圖2所表明的那樣，隨著對于給定BARC厚度，sigma增加，反射率增加。另外，對于從給定sigma投射的光，隨著BARC 厚度增加，反射率減小，直到達到最小反射率，在達到最小反射率處反射率又增加。當BARC 的厚度使得從光刻膠/BARC界面的反射性大大抵消從光刻膠頂表面(即平行于但遠離于光刻膠/BARC界面的平面)的反射性時，出現(xiàn)最小反射率。因此，對于圖2的仿真，對于在較低sigma下投射的光，當BARC層的厚度為約IlOnm時出現(xiàn)最小反射率。然而，對于在較高 sigma下投射的光，盡管分辨率可能更好，但是當BARC的厚度為約130nm時出現(xiàn)最小反射率。為了最小化成本并增加生產(chǎn)量，期望使BARC厚度最小化。優(yōu)選地，BARC的厚度為不超過約120nm。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式，通過修改BARC層的光學性質，可在最小化 BARC厚度的同時使反射性最小化。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，BARC的光學性質被修改為分等級的，從而BARC在光刻膠/BARC界面處的光學性質在數(shù)值上比若不修改BARC時更接近光刻膠的光學性質。在一個更優(yōu)選的實施方式中，BARC的光學性質被修改為分等級的，從而BARC在光刻膠/BARC界面處的光學性質在數(shù)值上比若不修改BARC時更接近光刻膠的光學性質，而且BARC在BARC和下覆層的界面處的光學性質保持得接近下覆層的光學性質或者在數(shù)值上比若不修改BARC時更接近下覆層的光學性質。
具體來說，根據(jù)一個示例性實施方式，BARC的折射率(η)和吸光度(k)被修改為分等級的從在光刻膠/BARC界面處的第一值到在BARC/下覆層界面處的不同的第二值。折射率和吸光度可以從一個界面到另一個界面兩者都增大，或者從一個界面到另一個界面兩者都減小，或者從一個界面到另一個界面一個增大而另一個減小。在本發(fā)明的一個示例性實施方式中，修改后的BARC在光刻膠/BARC界面處的折射率和吸光度的總和的絕對值在數(shù)值上比若不修改BARC時更接近光刻膠的折射率和吸光度的總和的絕對值。換句話說
I (nMBARc+kMBARc) _ (nphotoresist+kphotoresist) I〈 I (nBARc+kBARC) _ (nphotoresist+kphotoresist) I (1)
其中，n_。是修改后的BARC的折射率，k_e是修改后的BARC的吸光度，nph。t_sist是光刻膠的折射率，kphotoresist是光刻膠的吸光度，nBAEC是未修改的BARC的折射率，而kBAK。是未修改的BARC的吸光度。在本發(fā)明的一種可選實施方式中，除了方程(1)的情況外，BARC在BARC/下覆層界面處的折射率和吸光度的總和的絕對值在數(shù)值上比若不修改BARC時更接近下覆層的折射率和吸光度的總和的絕對值。換句話說
I (nMBARC+kMBARC) ~~ (nunderlying+kunderlying) |〈 | (nBAEC+kBAEC) ~ (nunderlying+kunderlying) | (2)
其中，rVdCTlying是下覆層的折射率，而kmdCTlying是下覆層的吸光度。然而，因為隨著BARC 的吸光度k增加，BARC/下覆層界面變得更加“隱蔽”，所以這種實施方式可能對于在BARC/ 下覆層界面處具有高吸光度的BARC不是很有用。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式來執(zhí)行光刻的方法100的流程圖。該方法開始于使BARC沉積在下覆材料上(步驟10幻。在一個實施方式中，下覆材料是最終要被圖案化的靶材。在這里所涉及的靶材可包含任何理想的基本上呈固體的材料。特別理想的靶材包含膜、玻璃、陶瓷、塑料、金屬或鍍層金屬或復合材料。靶材可包含集成電路(IC) 工業(yè)中常見的材料，比如二氧化硅(SiO2)、摻碳氧化硅(SiOCH)、摻氟氧化硅(SiOF)、氮化硅 (SiN)、碳化硅(SiC)、碳氮化硅(SiCN)、碳氧化硅(SiOC)和氮氧化硅(SiON)，和/或封裝和電路板工業(yè)中常見的材料，比如硅、銅、鋁、玻璃或聚合物。在另一示例性實施方式中，下覆材料層包含有機平坦化層，該有機平坦化層上覆于靶材并在該靶材的構形上形成基本上平坦化表面，在暴露的波長下提供充分的吸收，并對靶材等離子體蝕刻工藝具有很強大的適應力。有機平坦化層的示例包括可從加利福尼亞州森尼韋爾的JSR Micro獲得的市場有售的HM系列，或者可從亞利桑那州鳳凰城的Siin-Etsu MicroSi獲得的ODL系列。BARC是由與具有不大于222nm波長的光“起反應”的材料形成的，如同下面詳細描述的那樣。在一個示例性實施方式中，BARC材料與光起反應以產(chǎn)生化學活性的物質，像例如酸或堿。在另一個示例性實施方式中，當用光照射時，BARC材料經(jīng)歷鍵斷裂或鍵重排，產(chǎn)生易揮發(fā)的物質或在照射時光學性質發(fā)生改變的物質。在一個示例性實施方式中，BARC材料包含有機聚合材料，該有機聚合材料包含在用波長為222nm或更小的光照射時經(jīng)歷鍵斷裂或鍵重排的官能團。這樣的有機聚合材料包括但不限于作為液劑施加到旋轉的下覆材料上的旋涂有機材料。這樣的材料的示例包括可從密蘇里州羅拉的Brewer Science公司獲得的旋涂ARC產(chǎn)品，或者可從馬薩諸塞州馬爾伯勒的 Rohm Haas Electronic Materials 獲得的 ARC 產(chǎn)品。在另一個示例性實施方式中，BARC是由基于無機物的材料形成的，比如硅基、鎵基、鍺基、砷基或硼基化合物或其組合。硅基化合物的示例包含烷基硅氧烷、烷基倍半硅氧
7烷、芳基硅氧烷、芳基倍半硅氧烷、鏈烯基硅氧烷、鏈烯基倍半硅氧烷及其混合物。一些具體示例包括但不限于甲基硅氧烷、甲基倍半硅氧烷、苯基硅氧烷、苯基倍半硅氧烷、甲苯基硅氧烷、甲苯基倍半硅氧烷、硅氨烷聚合物、二甲基硅氧烷、二苯基硅氧烷、甲苯硅氧烷、硅酸鹽聚合物、水楊酸衍生物(silsilic acid derivative)及其混合物。本文中，基于無機物的材料還包括硅氧烷聚合物和嵌段聚合物、通式為(Hc^tlSiO1Htl)x的氫硅氧烷聚合物和通式為(HSiO1JxW氫倍半硅氧烷聚合物，其中χ大于約4，以及水楊酸的衍生物。還包括氫倍半硅氧烷的共聚物和烷氧基氫化硅氧烷或羥基氫化硅氧烷。在這里所涉及的材料還包括有機硅氧烷聚合物、丙烯酸硅氧烷聚合物、基于倍半硅氧烷的聚合物等等。這樣的材料的示例包括來自亞利桑那州鳳凰城的Siin-Etsu MicroSi的SHB系列涂層，或者來自亞利桑那州坦佩的Honeywell Electronic Materials的UVAS系列涂層。在一個實施方式中，BARC 包含至少15%的硅?？墒褂萌魏魏线m的方法將BARC施加到下覆層上，像例如傳統(tǒng)的旋涂沉積技術、噴涂、擠壓涂覆、氣相沉積或化學氣相沉積。在一個示例性實施方式中，施加BARC以便使其厚度在約30nm到約120nm的范圍內。在一個優(yōu)選實施方式中，BARC的厚度在約30nm到約 IOOnm的范圍內。在使BARC沉積后，修改BARC以便使其折射率和吸光度從BARC的底表面(即在 BARC/下覆材料界面處的表面)到頂表面(即平行于但遠離底表面的表面)在數(shù)值上增大或減小(步驟104)。在本發(fā)明的一個示例性實施方式中，通過用波長不大于約222nm的光照射BARC而使BARC的折射率和吸光度分等級。在優(yōu)選實施方式中，用波長不大于約172nm 的光照射BARC。優(yōu)選地，在基本上無氧的環(huán)境中照射BARC，因為氧在約172nm或更小的波長的情況下會非常吸光。本文中，術語“基本上無氧的環(huán)境”意味著具有不超過約百萬分之 10的氧的環(huán)境。在一個實施方式中，在真空中照射BARC。在另一個實施方式中，在惰性氣體環(huán)境中照射BARC。在照射過程中使用的合適的惰性氣體包括但不限于氮氣、氦氣、氬氣或其組合。優(yōu)選地，在室溫(從約15攝氏度到約25攝氏度)下照射BARC。照射BARC—定時間段，該時間段足以修改折射率和吸光度，從而使它們分出等級，如同上面所詳細解釋的那樣。在一個示例性實施方式中，使用劑量在約100毫焦耳/平方厘米(mj/cm2)到約2J/cm2 范圍的光來照射BARC。暫時參考圖4，在本發(fā)明的另一個示例性實施方式中，通過修改BARC(圖3中的步驟104)而使折射率和吸光度分等級的方法120開始于用波長不大于約222nm的光照射BARC (步驟12 ，如上所述。在照射后，通過烘烤該BARC來修改折射率和吸光度(步驟 124)。在這方面，如果在光照射步驟過程中，產(chǎn)生化學活性物質的話，那么烘烤步驟可帶來使BARC的光學性質分等級或者促進BARC的光學性質分等級的另外的化學反應?？晒┻x擇地或附加地，如果在光照射步驟過程中，產(chǎn)生易揮發(fā)物質的話，那么烘烤步驟可導致該物質蒸發(fā)。此外，如果在光照射步驟過程中，在該BARC中產(chǎn)生空穴(void)的話，則可用烘烤步驟來消除該空穴。在一個實施方式中，在照射后，在不低于約120攝氏度的溫度下烘烤該BARC 約10秒到約2分鐘。在另一個實施方式中，可同時照射并烘烤該BARC。在這方面，優(yōu)選在無氧環(huán)境中，用波長不大于222nm的光來照射該BARC。在照射過程中，該BARC被加熱至不低于120攝氏度，并且使用范圍為從約lOOmJ/cm2到約2J/cm2的劑量的光同時照射和加熱該 BARC。
再看圖3，在修改該BARC后，使光刻膠沉積上覆于該BARC (步驟106)。在本文中， 術語“上覆于”涵蓋術語“在...上(on)”和“在...上方(over)”。相應地，光刻膠能被直接置于該BARC上或者可被置于該BARC上方從而在該光刻膠和該BARC之間可插入一種或更多其它材料?？刹迦氲皆摴饪棠z和該BARC之間的材料的示例包括輔助旋涂涂層，比如可展開的BARC、先前已圖案化的光刻膠特征等等。該光刻膠可以是任何傳統(tǒng)光刻膠，比如可從日本的Tokyo Ohka Kogyo有限公司得到的光刻膠TArF P6239和可從馬薩諸塞州馬爾伯勒的Rohm and Haas Electronic Materials得到的EPIC 2370。于是，半導體制造可繼續(xù)進行光刻膠和BARC的圖案化、下覆層的蝕刻、摻雜或其它處理，以及使用例如傳統(tǒng)方法和技術對該光刻膠和該BARC進行后續(xù)的去除。圖5是半導體襯底的反射性154 (標準化至BARC頂表面的入射強度)作為BARC厚度152 (以nm計)的函數(shù)的仿真圖，圖6是吸光度(k) 164作為BARC厚度162的函數(shù)的仿真圖，而圖7是折射率(η)作為BARC厚度172的函數(shù)的仿真圖。提供這些仿真圖只是為了說明的目的而并非意在以任何方式限制本發(fā)明的各種實施方式。這些圖都是基于使用可從加利福尼亞州苗必達的KLA-Tencor公司得到的PROLITH 軟件產(chǎn)生的計算。此模型假定半導體襯底包含1)厚度范圍為從約40nm到約120nm、折射率為1. 4、吸光度為0. 6的有機平坦化層；2)初始厚度范圍為從約30nm到約120nm、初始折射率為1. 75、初始吸光度為
0.3的上覆BARC層；3)厚度為120nm、折射率為1. 68、吸光度為0. 044的可從日本的Tokyo OhkaKogyo有限公司獲得的Pi6_001ME光刻膠；以及4)厚度為70nm、折射率為1. 53、吸光度為O的可從日本的JSR公司獲得的TCX-041頂涂層。假定消光系數(shù)為3. 3。曝光條件包括1. 35的NA、35的偶極子刀片(dipole blade)、0. 73的內部Sigma和0. 93的外部Sigma。 通過仿真由10個分離的子層組成的多層膜的特性來逼近連續(xù)分等級的BARC的特性，因為 PROLITH不能進行對連續(xù)分等級的膜的分析。每個子層被模型化為整個BARC厚度的1/10。 類似于圖6和圖7中所示的那樣，基于連續(xù)模型來限定10個子層中的每一個子層的光學性質。參考圖5，曲線156代表針對未分等級的(即未經(jīng)照射的)BARC，BARC厚度與反射性之間的關系，而曲線158代表針對以上述方式用222nm波長的光來照射的、分等級的 BARC，反射性與BARC厚度之間的關系。盡管最小反射率出現(xiàn)在大于IOOnm的未分等級的 BARC厚度處，但是對于遠遠更薄的、分等級的BARC來說，大致相同的最小反射率出現(xiàn)在約 50nm 處。圖6描繪的是分等級的BARC的折射率與BARC厚度之間的關系，而圖7描繪的是分等級的BARC的吸光度與BARC厚度之間的關系。圖160和170兩者中的零厚度表示光刻膠/BARC界面。曲線166和176的末尾表示BARC/下覆層界面。如同上面指出的那樣，期望的是，使光刻膠/BARC界面處光刻膠的折射率和吸光度的總和與分等級的BARC 的折射率和吸光度的總和之間的差最小化。計算該光刻膠的折射率和吸光度的總和在
1.724 (1. 68+. 044)。計算光刻膠/BARC界面處未分等級的BARC的折射率和吸光度的總和在2. 05 (1. 75+0. 03)。相比之下，計算光刻膠/BARC界面處分等級的BARC的折射率和吸光度的總和在大約 1. 68 (約 1. 62+ 約 0. 04)。相應地，| (1. 724-1. 68) | < | (1. 724-2. 05) | 或 0. 044 < 0. 326。因此，通過使用本文披露的方法的各種實施方式來使BARC分等級，實現(xiàn)了在控制光刻膠/BARC界面處的反射性方面的顯著改善。
類似地，如同上面指出的那樣，期望的是，使光刻膠/下覆層界面處BARC的折射率和吸光度的總和與下覆層的折射率和吸光度的總和之間的差最小化。計算下覆層的折射率和吸光度的總和在2. 00 (1. 4+0. 6)。計算BARC/下覆層界面處分等級的BARC的折射率和吸光度的總和在大約2. 05(約1. 75+約0. 3)。因為折射率和吸光度是分等級的，所以這個總和與未分等級的BARC在光刻膠/BARC界面處的折射率和吸光度的總和相同，其接近2. 00。 相應地，通過照射沉積的BARC以使該BARC的光學性質分等級，實現(xiàn)了關于光刻膠和下覆層兩者的反射性的控制。相應地，提供有光刻方法，該光刻方法在光刻過程中利用具有分等級的光學性質的、易集成的BARC。該光刻工藝使用對所沉積的BARC的照射，以便使經(jīng)照射的BARC具有分等級的折射率和分等級的吸光度。在這方面，本文各種實施方式的分等級的BARC能夠在厚度明顯更小的情況下使反射率顯著地最小化。盡管在本發(fā)明的上述具體實施方式
中呈現(xiàn)了至少一個示例性實施方式，但是應該理解的是，存在許多變型方案。也應該理解的是，一個或更多示例性實施方式僅僅是示例，并非意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或配置。恰恰相反，上面的詳細描述將為本領域的技術人員提供實現(xiàn)本發(fā)明示例性實施方式的方便的路線圖。應該理解的是，可以對示例性實施方式中描述的各元件的功能和布置進行各種改變而未離開在所附加的權利要求及其合法等同中所闡明的本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種執(zhí)行光刻的方法，所述方法包含以下步驟使上覆于待圖案化的材料的底部抗反射涂層沉積，所述底部抗反射涂層具有折射率和吸光度；以及修改所述底部抗反射涂層，以便在所述修改步驟之后，使所述折射率和所述吸光度的值從所述底部抗反射涂層的第一表面處的第一值到所述底部抗反射涂層的第二表面處的第二值分等級，其中，所述修改步驟在所述沉積步驟之后執(zhí)行。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述沉積步驟包含使所述底部抗反射涂層沉積至厚度在約30nm到約120nm的范圍內。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述沉積步驟包含使所述底部抗反射涂層沉積至厚度在約30nm到約IOOnm的范圍內。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述修改步驟包含用波長不大于約222nm的光照射所述底部抗反射涂層。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述修改步驟包含用波長不大于約172nm的光照射所述底部抗反射涂層。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述照射步驟包含使用范圍為從約lOOmJ/cm2 到約2J/cm2的劑量的光來照射。
7.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述修改步驟還包含在所述照射步驟之后，加熱所述底部抗反射涂層。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述加熱步驟包含加熱所述底部抗反射涂層至不低于約120攝氏度的溫度。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述加熱步驟包含加熱所述底部抗反射涂層至不低于約120攝氏度的溫度約10秒到約2分鐘。
10.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述照射步驟包含在基本無氧的環(huán)境中照射所述底部抗反射涂層。
11.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述修改步驟還包含在所述照射步驟過程中加熱所述底部抗反射涂層。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包含如下步驟，即，形成上覆于所述底部抗反射涂層的光刻膠，所述形成步驟在所述修改步驟之后。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述沉積步驟包含使具有第一折射率和第一吸光度的底部抗反射涂層沉積，所述第一折射率和所述第一吸光度在相加時產(chǎn)生第一總和；所述形成步驟包含形成具有第二折射率和第二吸光度的光刻膠，所述第二折射率和所述第二吸光度在相加時產(chǎn)生第二總和；所述修改步驟包含修改所述底部抗反射涂層，以便所述底部抗反射涂層的表面具有第三折射率和第三吸光度，所述第三折射率和所述第三吸光度在相加時產(chǎn)生第三總和；以及所述第二總和與所述第三總和之間的差的絕對值小于所述第一總和與所述第二總和之間的差的絕對值。
14.一種執(zhí)行光刻的方法，所述方法包含以下步驟使上覆于待圖案化的材料的底部抗反射涂層沉積，所述底部抗反射涂層具有第一折射率和第一吸光度，所述第一折射率和所述第一吸光度在相加時產(chǎn)生第一總和；修改所述底部抗反射涂層，以便所述底部抗反射涂層的表面具有第二折射率和第二吸光度，所述第二折射率和所述第二吸光度在相加時產(chǎn)生第二總和，其中，所述修改步驟在所述沉積步驟之后執(zhí)行；以及在所述修改步驟之后，形成上覆于所述底部抗反射涂層的所述表面的光刻膠層，其中， 所述光刻膠層具有第三折射率和第三吸光度，所述第三折射率和所述第三吸光度在相加時產(chǎn)生第三總和，并且其中，所述第二總和與所述第三總和之間的差的絕對值小于所述第一總和與所述第三總和之間的差的絕對值。
全文摘要
本發(fā)明提供的是使用具有分等級的光學性質的BARC的光刻方法。在示例性的實施方式中，光刻方法包含如下步驟，即，使上覆于待圖案化的材料的BARC沉積，該BARC具有折射率和吸光度。修改該BARC，以便在該修改步驟之后，該折射率和該吸光度的值從在該BARC的第一表面處的第一值到在該BARC的第二表面處的第二值分等級。該修改步驟在該沉積步驟之后執(zhí)行。
文檔編號G03F7/09GK102227683SQ200980147846
公開日2011年10月26日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權日2008年10月21日
發(fā)明者容沃爾克·基, 托馬斯·I·瓦洛 申請人:超威半導體公司