專利名稱：光刻膠圖案增厚材料，光刻膠圖案形成工藝和半導(dǎo)體器件制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻膠圖案增厚材料，此光刻膠圖案增厚材料被涂覆到待增厚光刻膠圖案上且使待增厚光刻膠圖案增厚，并可以形成超過現(xiàn)有曝光設(shè)備的光源的曝光極限的精細(xì)中空?qǐng)D案(“中空?qǐng)D案(spacepattern)”在此處定義為孔、溝槽、凹槽，或其它任何通過被顯影的(被去除的)光刻膠形成的空的空間)。本發(fā)明也涉及光刻膠圖案形成工藝以及半導(dǎo)體器件制造工藝，所有這些都使用光刻膠圖案增厚材料。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體集成電路正變得高度集成化，LSI和VLSI正投入實(shí)際使用中。伴隨這種趨勢(shì)，布線圖案發(fā)展到了0.2μm或更小的區(qū)域，最小的圖案發(fā)展到了0.1μm或更小的區(qū)域。對(duì)于形成精細(xì)的布線圖案，光刻技術(shù)是極其重要的。在光刻技術(shù)中，在待處理的襯底上形成薄膜，涂覆光刻膠薄膜，選擇性曝光，此后進(jìn)行顯影以形成光刻膠圖案。通過使用光刻膠圖案作為掩模進(jìn)行干法蝕刻，此后，除去光刻膠圖案就得到了所希望的圖案。
在形成精細(xì)布線圖案中，既需要使得曝光設(shè)備的光源為短波長(zhǎng)，也需要發(fā)展新的具有較高分辨率并且適合于光源特性的光刻膠材料。但是，為了使曝光設(shè)備的光源為短波長(zhǎng)，必須更新曝光設(shè)備，這將導(dǎo)致非常高的成本。此外，開發(fā)適合于使用短波長(zhǎng)光源曝光的新的光刻膠材料并不容易。
此外，在制作半導(dǎo)體器件的過程中，通過光刻膠圖案形成精細(xì)中空?qǐng)D案。因?yàn)橥ㄟ^使用光刻膠圖案作為掩模進(jìn)行精細(xì)圖案化，光刻膠圖案應(yīng)該具有極好的抗蝕性。但是，ArF受激準(zhǔn)分子激光曝光技術(shù)是一種最新的技術(shù)，其中存在這樣的問題所使用的光刻膠材料的抗蝕性不足。在此，已經(jīng)想過使用具有極好抗蝕性的KrF光刻膠。但是，倘若蝕刻條件非?？量?，待處理的層很厚，將要形成精細(xì)圖案，光刻膠很薄等等，抗蝕性有可能不足。人們已希望開發(fā)一種技術(shù)，其能形成具有極好抗蝕性的光刻膠圖案，并且能通過這種光刻膠圖案形成精細(xì)中空?qǐng)D案。
日本專利申請(qǐng)公開No.10-73927等公開了一種用來使中空?qǐng)D案精細(xì)的技術(shù)。該技術(shù)被稱為RELACS，并能夠使用KrF(氟化氪)受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248nm)作為光刻膠曝光光源以形成精細(xì)的中空?qǐng)D案，其中KrF受激準(zhǔn)分子激光是一種遠(yuǎn)紫外光。在這種技術(shù)中，通過使用KrF(氟化氪)受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248nm)作為曝光光源來使光刻膠(正型光刻膠或負(fù)型光刻膠)曝光，以形成光刻膠圖案。然后，通過使用水溶性的樹脂復(fù)合物，提供涂覆薄膜來覆蓋光刻膠圖案。通過利用在光刻膠圖案的材料中殘余的酸，使涂覆薄膜和光刻膠圖案在其界面發(fā)生相互作用，并增厚光刻膠圖案。(此后，這種光刻膠圖案的增厚有時(shí)將被稱為“膨脹”。)這樣，光刻膠圖案之間的距離被縮短，并形成精細(xì)的中空?qǐng)D案。
但是，在這種情形中，所使用的KrF光刻膠強(qiáng)烈地吸收ArF受激準(zhǔn)分子激光。因此，ArF受激準(zhǔn)分子激光不能夠通過KrF光刻膠。所以，存在ArF受激準(zhǔn)分子激光不能被用作曝光光源的問題。
從形成精細(xì)布線圖案的觀點(diǎn)來看，能夠使用波長(zhǎng)比KrF受激準(zhǔn)分子激光更短的ArF受激準(zhǔn)分子激光作為曝光設(shè)備的光源是理想的。
因此，目前的狀況是，還沒有開發(fā)出這樣一種技術(shù)，該技術(shù)能夠在圖案化期間，使用ArF受激準(zhǔn)分子激光作為曝光設(shè)備的光源，并能夠形成精細(xì)中空?qǐng)D案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種光刻膠圖案的形成工藝，該工藝在對(duì)待增厚光刻膠圖案圖案化期間，能夠照現(xiàn)在的樣子使用現(xiàn)有曝光設(shè)備的光源(例如ArF受激準(zhǔn)分子激光等)，具有優(yōu)異的可大規(guī)模生產(chǎn)性，并且可以精細(xì)地制作中空?qǐng)D案，超出了此類光源的曝光極限，而不管待增厚光刻膠圖案的材料和尺寸如何。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種光刻膠圖案增厚材料，當(dāng)光刻膠圖案增厚材料被涂覆到待增厚光刻膠圖案上時(shí)，可以高效地增厚待增厚光刻膠圖案，而不管待增厚光刻膠圖案的材料和尺寸如何，并且該光刻膠圖案增厚材料適合于制作精細(xì)的中空?qǐng)D案，超出了現(xiàn)有曝光設(shè)備光源的曝光極限。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供半導(dǎo)體器件的制造工藝，此半導(dǎo)體器件的制造工藝通過使用已由光刻膠圖案形成得精細(xì)的中空?qǐng)D案，能夠在下層上形成精細(xì)圖案，該下層為氧化物膜等，并且通過這種半導(dǎo)體器件的制造工藝可以高效地大規(guī)模生產(chǎn)具有精細(xì)布線等的高性能半導(dǎo)體器件。
本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料包含樹脂和表面活性劑。當(dāng)光刻膠圖案增厚材料被涂覆到待增厚光刻膠圖案上時(shí)，在涂覆的光刻膠圖案增厚材料中，其臨近與待增厚光刻膠圖案的界面的某些部分，滲入到待增厚光刻膠圖案中。此時(shí)，由于光刻膠圖案增厚材料和待增厚光刻膠圖案之間的親和力良好，因此在待增厚光刻膠圖案的表面上高效地形成了一個(gè)表面層，在該表面中光刻膠圖案增厚材料和待增厚光刻膠圖案成為了一個(gè)整體。(待增厚光刻膠圖案被光刻膠圖案增厚材料高效地增厚。)用這種方式形成的光刻膠圖案(此后，有時(shí)會(huì)將其稱為“增厚的光刻膠圖案”)已經(jīng)被光刻膠圖案增厚材料增厚了。因此，由光刻膠圖案形成的中空?qǐng)D案超過了曝光極限，并具有更精細(xì)的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的光刻膠圖案的形成工藝中，在形成待增厚的光刻膠圖案以后，本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料被涂覆來覆蓋待增厚的光刻膠圖案的表面，從而形成光刻膠圖案，其中待增厚的光刻膠圖案已被增厚了。在本發(fā)明的光刻膠圖案形成工藝中，當(dāng)光刻膠圖案增厚材料被涂覆到已形成的待增厚的光刻膠圖案上以后，在涂覆的光刻膠圖案增厚材料中，其與待增厚的光刻膠圖案界面臨近的某些部分，滲入到待增厚光刻膠圖案中。因此，在待增厚的光刻膠圖案的表面，光刻膠圖案增厚材料和待增厚光刻膠圖案成為了一個(gè)整體，且待增厚光刻膠圖案被增厚了。用這種方式形成的光刻膠圖案已經(jīng)被光刻膠圖案增厚材料增厚了。因此，由光刻膠圖案形成的中空?qǐng)D案超過了曝光極限，并具有更精細(xì)的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制作工藝包括光刻膠圖案形成步驟，其中，在下層上形成待增厚的光刻膠圖案后，涂覆本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料來覆蓋待增厚的光刻膠圖案的表面，由此增厚光刻膠圖案并形成光刻膠圖案；以及通過使用光刻膠圖案蝕刻對(duì)下層圖案化的圖案化步驟。在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制作工藝中，在下層上形成待增厚的光刻膠圖案后，光刻膠圖案增厚材料被涂覆在待增厚的光刻膠圖案上。然后，在所涂覆的光刻膠圖案增厚材料中，其與待增厚的光刻膠圖案的界面臨近的某些部分，滲入到待增厚光刻膠圖案中。因此，在待增厚的光刻膠圖案的表面，光刻膠圖案增厚材料和待增厚光刻膠圖案成為了一個(gè)整體，待增厚光刻膠圖案被增厚了。用這種方式形成的光刻膠圖案已經(jīng)被光刻膠圖案增厚材料增厚了。因此，由光刻膠圖案形成的中空?qǐng)D案超過了曝光極限，并具有更精細(xì)的結(jié)構(gòu)。此外，因?yàn)橄聦油ㄟ^使用光刻膠圖案作為掩模蝕刻而被圖案化，可以高效地制作高質(zhì)量、高性能、具有極精細(xì)圖案的半導(dǎo)體器件。


圖1A到1C是用于解釋通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料增厚待增厚光刻膠圖案的機(jī)理的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖2A至圖2E是用于解釋本發(fā)明的形成光刻膠圖案的工藝的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖3A至圖3D是用于解釋具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的制造工藝的一個(gè)實(shí)例的示意圖中的第一部分，其中通過使用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造工藝制造半導(dǎo)體器件。
圖4A至圖4D是用于解釋具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件制造工藝的實(shí)例的示意圖中的第二部分，其中通過使用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造工藝制造半導(dǎo)體器件。
圖5是用于解釋具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件制造工藝的實(shí)例的示意圖中的第三部分，其中通過使用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造工藝制造半導(dǎo)體器件。
圖6A至圖6B是用于解釋FLASH EPROM的頂視圖，F(xiàn)LASHEPROM為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的一個(gè)實(shí)例。
圖7A至圖7C是一組用于解釋制造FLASH EPROM的工藝的橫截面示意圖中的第一部分，此工藝為本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的工藝的一個(gè)實(shí)例。
圖8D至圖8F是一組用于解釋制造FLASH EPROM的工藝的橫截面示意圖中的第二部分，此工藝為本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的工藝的一個(gè)實(shí)例。
圖9G至圖9I是一組用于解釋制造FLASH EPROM的工藝的橫截面示意圖中的第三部分，此工藝為本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的工藝的一個(gè)實(shí)例。
圖10A至圖10C是用于解釋制造FLASH EPROM的工藝的橫截面示意圖，此工藝為本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的工藝的另一個(gè)實(shí)例。
圖11A至圖11C是用于解釋制造FLASH EPROM的工藝的橫截面示意圖，此工藝為本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的工藝的另一個(gè)實(shí)例。
圖12A至圖12D是用于解釋其中光刻膠圖案被應(yīng)用于記錄頭的制造的一個(gè)實(shí)例的橫截面示意圖，此光刻膠圖案通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料已被增厚。
圖13是用于解釋另一個(gè)實(shí)例的工藝過程的第一部分的橫截面示意圖，其中光刻膠圖案被應(yīng)用于記錄頭的制造，此光刻膠圖案通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料已被增厚。
圖14是用于解釋另一個(gè)實(shí)例的工藝過程的第二部分的橫截面示意圖，其中光刻膠圖案被用于記錄頭的制造，此光刻膠圖案通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料已被增厚。
圖15是用于解釋另一個(gè)實(shí)例的工藝過程的第三部分的橫截面示意圖，其中光刻膠圖案被用于記錄頭的制造，此光刻膠圖案通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料已被增厚。
圖16是用于解釋另一個(gè)實(shí)例的工藝過程的第四部分的橫截面示意圖，其中光刻膠圖案被用于記錄頭的制造，此光刻膠圖案通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料已被增厚。
圖17是用于解釋另一個(gè)實(shí)例的工藝過程的第五部分的橫截面示意圖，其中光刻膠圖案被用于記錄頭的制造，此光刻膠圖案通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料已被增厚。
圖18是用于解釋另一個(gè)實(shí)例的工藝過程的第六部分的橫截面示意圖，其中光刻膠圖案被用于記錄頭的制造，此光刻膠圖案通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料已被增厚。
圖19是示出了通過圖13至18的工藝過程所制造出的記錄頭的一個(gè)實(shí)例的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
光刻膠圖案增厚材料本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料包含樹脂和表面活性劑。根據(jù)需要，光刻膠圖案增厚材料還可以包括含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物、有機(jī)溶劑、和/或適當(dāng)挑選的其它組分。
本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料是水溶性或堿溶性的。
本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料可以是水溶液、膠態(tài)液(colloid liquid)或乳液等，但是優(yōu)選水溶液。
樹脂樹脂沒有特別的限制，可根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。但是，樹脂最好是水溶性的或堿溶性的。
樹脂可以被單獨(dú)地使用，或者兩種或兩種以上結(jié)合使用。
當(dāng)樹脂是水溶性樹脂的時(shí)候，此水溶性樹脂最好具有在100克25℃的水中溶解0.1克或更多的水溶解性；更優(yōu)選的是，具有在100克25℃的水中溶解0.3克或更多的水溶解性；特別優(yōu)選的是，具有在100克25℃的水中溶解0.5克或更多的水溶解性。
水溶性樹脂的實(shí)例包括聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亞胺、聚環(huán)氧乙烷、苯乙烯-馬來酸共聚物、聚乙烯胺、聚芳胺、含噁唑啉基的水溶性樹脂、水溶性三聚氰胺樹脂、水溶性脲樹脂、醇酸樹脂、磺酰胺樹脂等。
當(dāng)樹脂為堿溶性樹脂的時(shí)候，此堿溶性樹脂最好具有在100克25℃的2.38％的氫氧化四甲基銨(TMAH)水溶液中溶解0.1克或更多的堿溶解性；更優(yōu)選的是，具有在100克25℃的2.38％的TMAH水溶液中溶解0.3克或更多的堿溶解性；特別優(yōu)選的是，具有在100克25℃的2.38％的TMAH水溶液中溶解0.5克或更多的堿溶解性。
堿溶性樹脂的實(shí)例包括線型酚醛樹脂、乙烯基苯酚樹脂、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸對(duì)羥基苯酯、聚甲基丙烯酸對(duì)羥基苯酯、及其共聚物等。
在本發(fā)明中，樹脂可以是至少在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂。
在這樣的情形中，對(duì)環(huán)狀結(jié)構(gòu)沒有特別地限制，可根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。適合的實(shí)例至少是一種從芳香族化合物、脂環(huán)族化合物和雜環(huán)化合物中選擇的結(jié)構(gòu)。
芳香族化合物的實(shí)例為多元酚化合物、多酚化合物、芳香族羧酸化合物、萘多酚化合物、二苯酮化合物、類黃酮化合物、卟吩、水溶性苯氧基樹脂、含芳香環(huán)的水溶性染料、以及它們的衍生物、配糖物等。該芳香族化合物可以單獨(dú)地使用，或者兩種或兩種以上結(jié)合使用。
多元酚化合物的實(shí)例為間苯二酚、間苯二酚[4]-芳烴([resorcinol[4]arene])、連苯三酚、五倍子酸，以及它們的衍生物和配糖物等。
多酚化合物及其衍生物的實(shí)例包括兒茶酚、花色素(花葵素型(4’-羥基)、花青素型(3’，4’-二羥基)、翠雀素型(3’，4’，5’-三羥基))、黃烷-3，4-二酚、原花青素，以及它們的衍生物和配糖物等。
芳香族羧酸化合物及其衍生物的實(shí)例包括水楊酸、鄰苯二甲酸、二羥基苯甲酸、單寧，以及它們的衍生物和配糖物等。
萘多酚化合物及其衍生物的實(shí)例包括萘二酚、萘三酚，以及它們的衍生物和配糖物等。
二苯酮化合物及其衍生物的實(shí)例包括茜素黃A及其衍生物和配糖物等。
類黃酮化合物及其衍生物的實(shí)例包括黃酮、異黃酮、黃烷醇、黃素酮、黃酮醇、黃烷-3-酚、2-次苯甲基苯并呋喃酮、查耳酮、二羥基查耳酮、五羥黃酮，以及它們的衍生物和配糖物等。
脂環(huán)族化合物的實(shí)例是多環(huán)環(huán)烷烴、環(huán)烷烴、稠環(huán)，以及它們的衍生物和配糖物等。脂環(huán)族化合物可以單獨(dú)地使用，或者兩種或兩種以上結(jié)合使用。
多環(huán)烷烴的實(shí)例是降冰片烷、金剛烷、降蒎烷、11β，17，21-三羥基娠-1，4-二烯-3，20-二酮等。
環(huán)烷烴的實(shí)例是環(huán)戊烷、環(huán)己烷等。
稠環(huán)的實(shí)例是甾族化合物等。
雜環(huán)化合物適合的實(shí)例包括含氮的環(huán)狀化合物，例如吡咯烷、吡啶、咪唑、噁唑、嗎啉、吡咯烷酮等；含氧的環(huán)狀化合物，例如呋喃、吡喃、諸如戊糖、己糖的糖類等。
至少在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中，從在水溶性和堿溶性中至少一個(gè)優(yōu)異的觀點(diǎn)來看，那些具有兩個(gè)或多個(gè)極性基團(tuán)的樹脂是優(yōu)選的。
極性基團(tuán)沒有特別的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。實(shí)例包括羥基、羧基、羰基、磺?；?。
至少在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中的情形中，對(duì)除環(huán)狀結(jié)構(gòu)外的樹脂部分沒有特別的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇，只要樹脂整個(gè)是水溶或堿溶的。實(shí)例包括水溶樹脂，例如聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛等；堿溶樹脂，例如線性酚醛樹脂、乙烯基苯酚樹脂等。
當(dāng)樹脂至少在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的摩爾含量沒有特別的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。但是，當(dāng)需要高抗刻蝕性時(shí)，摩爾含量最好為5％或更大；更優(yōu)選地，摩爾含量為10％或更大。
應(yīng)當(dāng)注意，摩爾含量能夠使用例如NMR等進(jìn)行測(cè)量。
樹脂在光刻膠圖案增厚材料中的含量根據(jù)表面活性劑等的量而不同，而不能硬性地規(guī)定，并且能夠根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇，表面活性劑將在下面說明。
表面活件劑表面活性劑沒有特別的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。其實(shí)例包括非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑等。表面活性劑可以單獨(dú)使用，或者兩種或兩種以上結(jié)合使用。從它們不含金屬離子的觀點(diǎn)來看，在這些表面活性劑里面，優(yōu)選的是非離子表面活性劑。
非離子型表面活性劑的合適的實(shí)例包括，選自烷氧基化合物表面活性劑、脂肪酸酯表面活性劑、酰胺表面活性劑、醇類表面活性劑和乙二胺表面活性劑的表面活性劑。其具體的實(shí)例包括聚氧化乙烯-聚氧化丙烯縮合物、聚氧化烯基烷基醚化合物、聚氧化乙烯基烷基醚化合物、聚氧化乙烯衍生物、失水山梨糖醇脂肪酸酯化合物、甘油脂肪酸酯化合物、伯醇乙氧基化合物、苯酚乙氧基化合物、壬基苯酚乙氧基化物表面活性劑、辛基苯酚乙氧基化物表面活性劑、月桂醇乙氧基化物表面活性劑、油醇乙氧基化物表面活性劑、脂肪酸酯表面活性劑、酰胺表面活性劑、天然醇表面活性劑、乙二胺表面活性劑、以及仲醇乙氧基化合物表面活性劑等。
陽離子表面活性劑沒有具體的限制，能夠根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。其實(shí)例包括烷基陽離子表面活性劑、酰胺型季銨鹽陽離子表面活性劑、酯型季銨鹽陽離子表面活性劑等。
兩性表面活性劑沒有特別的限制，能夠根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。其實(shí)例包括氧化胺表面活性劑、內(nèi)銨鹽表面活性劑等。
在光刻膠圖案增厚材料中，表面活性劑的含量根據(jù)樹脂等的類型、含量等不同而有所變化，不能硬性規(guī)定，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。
含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物從顯著改進(jìn)所獲得的光刻膠圖案的抗蝕性的觀點(diǎn)來看，光刻膠圖案增厚材料最好還包含有含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物。
只要其含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物沒有特別的限制，能夠根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物不但涵蓋了化合物，而且涵蓋了樹脂，并且最好是水溶性或堿溶性的。
當(dāng)含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物是水溶性的時(shí)，此含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物在100克25℃的水中，最好具有0.1克或更大的水溶解性；更優(yōu)選地，具有0.3克或更大的水溶解性；特別優(yōu)選地，具有0.5克或更大的水溶解性。
當(dāng)含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物是堿溶性的時(shí)，其在100克25℃的2.38％的氫氧化四甲基銨(TMAH)水溶液中，最好具有0.1克或更大的堿溶解性；更優(yōu)選地，具有0.3克或更大的堿溶解性；特別優(yōu)選地，具有0.5克或更大的堿溶解性。
含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物適合的實(shí)例是芳香族化合物、脂環(huán)族化合物、雜環(huán)化合物等。關(guān)于這些化合物的細(xì)節(jié)與如上所述的那些相同，其中優(yōu)選的化合物與如上所述的相同。
在含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物中，從在水溶性和堿溶性中至少一個(gè)優(yōu)異的觀點(diǎn)來看，那些具有兩個(gè)或更多極性基團(tuán)的是優(yōu)選的，那些具有三個(gè)或更多極性基團(tuán)的是更優(yōu)選的，那些具有四個(gè)或更多極性基團(tuán)的是特別優(yōu)選的。
對(duì)極性基團(tuán)沒有特別的限制，能夠根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。實(shí)例包括羥基、羧基、羰基、磺酰基等。
當(dāng)含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物是樹脂時(shí)，相對(duì)于樹脂的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的摩爾含量沒有特別的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。但是，當(dāng)需要高抗刻蝕性時(shí)，摩爾含量最好為5％或更大；更優(yōu)選地，摩爾含量為10％或更大。
應(yīng)當(dāng)注意，摩爾含量能夠使用例如NMR等進(jìn)行測(cè)量。
在光刻膠圖案增厚材料中含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物的含量能夠根據(jù)樹脂等的類型、含量等來合理地確定。
有機(jī)溶劑光刻膠圖案增厚材料可以包含有機(jī)溶劑，以提高光刻膠圖案增厚材料中的樹脂、表面活性劑等的溶解性。
有機(jī)溶劑沒有具體的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。實(shí)例包括醇、直鏈型酯、環(huán)酯、酮、直鏈型醚、環(huán)醚等。
醇的實(shí)例為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇等。
直鏈型酯的實(shí)例為乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)等。
環(huán)酯的實(shí)例為內(nèi)酯如γ-丁內(nèi)酯等。
酮的實(shí)例為丙酮、環(huán)己酮、庚酮等。
直鏈型醚的實(shí)例為乙二醇二甲醚等。
環(huán)醚的實(shí)例為四氫呋喃、二氧雜環(huán)己烷等。
有機(jī)溶劑可以單獨(dú)使用，或者兩種或兩種以上結(jié)合使用。其中，從實(shí)現(xiàn)精確增厚的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選的是具有沸點(diǎn)為約80℃至200℃的有機(jī)溶劑。
光刻膠圖案增厚材料中有劑溶劑的含量可以根據(jù)樹脂、表面活性劑等的類型、含量等來合理地確定。
其它組分只要其對(duì)本發(fā)明沒有不良作用，其它組分就沒有具體的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。實(shí)例為不同類型的已知添加劑，例如交聯(lián)劑、熱致釋酸劑(thermal acid generating agent)、猝滅劑，例如胺型猝滅劑、酰胺型猝滅劑、氯化銨型猝滅劑等。
光刻膠圖案增厚材料中其它組分的含量能夠根據(jù)樹脂、表面活性劑等的類型、含量等來合理地確定。
用法等通過涂覆到待增厚光刻膠圖案上，可使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料。
在進(jìn)行涂覆時(shí)，表面活性劑可以在涂覆光刻膠圖案增厚材料之前并與其分開涂覆，而表面活性劑不被包含在光刻膠圖案增厚材料中。
當(dāng)光刻膠圖案增厚材料被涂覆到待增厚光刻膠圖案上時(shí)，待增厚光刻膠圖案被增厚了，并形成了光刻膠圖案。
由這種方式形成的中空?qǐng)D案的直徑或?qū)挾?開口的尺寸)小于在先的中空?qǐng)D案的直徑或?qū)挾?。因?yàn)槌^了在對(duì)待增厚的光刻膠圖案進(jìn)行圖案化時(shí)所用的曝光設(shè)備的光源的曝光極限，所以形成了更加精細(xì)的中空?qǐng)D案。舉例來說，在對(duì)待增厚光刻膠圖案進(jìn)行圖案化時(shí)使用ArF受激準(zhǔn)分子激光的情況下，當(dāng)通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料增厚所得到的待增厚光刻膠圖案來形成光刻膠圖案時(shí)，所形成的中空?qǐng)D案為精細(xì)圖案，此精細(xì)圖案與使用電子束圖案化時(shí)所得到的圖案相當(dāng)。
應(yīng)注意的是，這時(shí)通過合理地調(diào)節(jié)光刻膠圖案增厚材料的粘度、光刻膠圖案增厚材料的涂覆厚度、烘烤溫度、烘烤時(shí)間等，可以將待增厚光刻膠圖案的增厚量控制到所希望的程度。
光刻膠圖案材料待增厚光刻膠圖案(上面涂覆本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料的光刻膠圖案)的材料沒有具體的限制，根據(jù)目的可以在已知的光刻膠材料中進(jìn)行合理地選擇。待增厚的光刻膠圖案的材料可以是負(fù)型光刻膠，也可以是正型光刻膠。其合適的實(shí)例包括g線光刻膠、i線光刻膠、KrF光刻膠、ArF光刻膠、F2光刻膠、電子束光刻膠等，其中它們可以分別由g線、i線、KrF受激準(zhǔn)分子激光、ArF受激準(zhǔn)分子激光、F2受激準(zhǔn)分子激光、電子束等進(jìn)行圖案化。這些光刻膠可以是化學(xué)增幅型的，或非化學(xué)增幅型的。在這些之中，優(yōu)選的是KrF光刻膠、ArF光刻膠等，更好的是ArF光刻膠。
待增厚的光刻膠材料的具體實(shí)例為線型酚醛光刻膠、聚羥基苯乙烯(PHS)光刻膠、丙烯酸光刻膠、環(huán)烯烴-馬來酸酐光刻膠、環(huán)烯烴光刻膠、混合(脂環(huán)族丙烯?；?COMA共聚物)光刻膠等。這些材料可以是氟改性的等。
形成待增厚光刻膠圖案的工藝和待增厚光刻膠圖案的大小、厚度等沒有具體的限制，根據(jù)目的可以進(jìn)行合理地選擇。具體來說，通過作為工作目標(biāo)的下層、刻蝕條件等等可以合理地確定厚度。但是，通常厚度約為0.2μm至200μm。
此后參考附圖，將描述通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料對(duì)待增厚光刻膠圖案的增厚。
如圖1A所示，當(dāng)在下層5(底層)上形成了待增厚的光刻膠圖案3以后，光刻膠圖案增厚材料1被涂覆到待增厚的光刻膠圖案3的表面上。進(jìn)行前烘(加熱和烘干)，使得涂覆薄膜形成。然后，如圖1B所示，在待增厚的光刻膠圖案3與光刻膠圖案增厚材料1之間的界面上，光刻膠圖案增厚材料1混入(浸入)待增厚的光刻膠圖案3。在內(nèi)層光刻膠圖案10b(待增厚光刻膠圖案3)與光刻膠圖案增厚材料1之間的界面上，通過進(jìn)行如前所述的混入(浸入)，形成表面層10a。
如圖1C所示，此后，通過進(jìn)行顯影處理，在所涂覆的光刻膠圖案增厚材料1之中的沒有與待增厚光刻膠圖案3混合的部分被溶解并去除，形成(顯影)光刻膠圖案10。
顯影處理可以在水中或在堿性顯影劑中進(jìn)行。
光刻膠圖案10在光刻膠圖案10b(待增厚光刻膠圖案3)的表面上具有表面層10a，表面層10a是通過光刻膠圖案增厚材料1的混合而形成的。光刻膠圖案10超過待增厚光刻膠圖案3的厚度值就對(duì)應(yīng)于表面層10a的厚度值。因此，由光刻膠圖案10形成的中空?qǐng)D案的寬度小于在先的中空?qǐng)D案的寬度。因此，超過了在形成待增厚光刻膠圖案3時(shí)所用的曝光器件的光源的曝光極限，從而可以形成精細(xì)的中空?qǐng)D案。由光刻膠圖案10形成的中空?qǐng)D案比在先的中空?qǐng)D案更加精細(xì)。
光刻膠圖案10的表面層10a由光刻膠圖案增厚材料1形成。在光刻膠圖案增厚材料1至少包含環(huán)狀結(jié)構(gòu)化合物和/或在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂的情況下，即使待增厚光刻膠圖案3(光刻膠圖案10b)為抗刻蝕性差的材料，所得到的光刻膠圖案10也在其表面上也具有表面層10a，在表面層10a中含有含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物和/或在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中的至少一種。因此，抗刻蝕性明顯提高。
應(yīng)用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料可以合適地用于增厚待增厚光刻膠圖案，使得中空?qǐng)D案精細(xì)，并超過曝光極限。本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料特別適合在本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造工藝中使用。
當(dāng)本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料包含含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物和/或在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中的至少一種時(shí)，光刻膠圖案增厚材料可以適合用于覆蓋和增厚暴露在等離子體等中的圖案，以及用于覆蓋和增厚由其表面抗刻蝕性必須要提高的樹脂等所形成的圖案，并且尤其適合用于含有含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物和/或在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中的至少一種不能用作圖案材料的情況。
光刻膠圖案的形成工藝在本發(fā)明的光刻膠圖案形成工藝中，在待增厚光刻膠圖案形成后，本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料被涂覆，從而覆蓋待增厚光刻膠圖案的表面，形成在其中待增厚的光刻膠圖案已經(jīng)被增厚的光刻膠圖案。
待增厚光刻膠圖案的材料的合適的實(shí)例為那些在前面討論本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料時(shí)所列舉的材料。
待增厚光刻膠圖案可以根據(jù)已知方法形成。
待增厚光刻膠圖案可以形成于下層(基底)上。對(duì)于下層(基底)沒有具體的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。但是，當(dāng)待增厚光刻膠圖案被形成為半導(dǎo)體器件時(shí)，下層(基底)通常為襯底，例如硅晶片，或任何各種類型的氧化物薄膜等。
涂覆光刻膠圖案增厚材料的方法沒有具體的限制，可以根據(jù)目的從已知的涂覆方法中進(jìn)行合理地選擇。適當(dāng)?shù)膶?shí)例為旋轉(zhuǎn)涂布法等。當(dāng)使用旋轉(zhuǎn)涂布法時(shí)，條件舉例如下旋轉(zhuǎn)速度為約100rpm到10,000rpm，優(yōu)選800rpm到5,000rpm，時(shí)間為約1秒到10分鐘，優(yōu)選1秒到90秒。
在進(jìn)行涂覆時(shí)，所涂覆的厚度通常為約10nm(100)到1,000nm(10,000)，優(yōu)選為約100nm(1,000)到500nm(5,000)。
應(yīng)當(dāng)注意，在涂覆時(shí)，表面活性劑可以在光刻膠圖案增厚材料涂覆之前被單獨(dú)涂覆，而在光刻膠圖案增厚材料中不含有表面活性劑。
從光刻膠圖案增厚材料可以在待增厚光刻膠圖案與光刻膠圖案增厚材料之間的界面有效地混入(浸入)待增厚光刻膠圖案的觀點(diǎn)來看，最好在涂覆期間或涂覆后進(jìn)行前烘(加熱和烘干)。
前烘(加熱和烘干)的條件、方法等沒有具體的限制，可以根據(jù)目的從已知方法中進(jìn)行合理地選擇，只要他們不會(huì)引起待增厚光刻膠圖案的軟化。例如，溫度約為40℃到120℃，優(yōu)選70℃到100℃，時(shí)間約為10秒到5分鐘，優(yōu)選40秒到100秒。
從在待增厚光刻膠圖案和光刻膠圖案增厚材料之間的界面上混合能被有效地進(jìn)行的觀點(diǎn)來看，最好在前烘(加熱和烘干)后進(jìn)行所涂覆的光刻膠圖案增厚材料的烘烤。
烘烤的條件、方法等沒有具體的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。但是，通常采用高于前烘(加熱和烘干)溫度的溫度。舉例來說，烘烤的條件為溫度約為70℃至150℃，優(yōu)選90℃至130℃，時(shí)間約為10秒至5分鐘，優(yōu)選40秒至100秒。
最好在烘烤之后，進(jìn)行所涂覆的光刻膠圖案增厚材料的顯影處理。在這種情況下，進(jìn)行顯影處理是優(yōu)選的，因?yàn)樵谒扛驳墓饪棠z圖案增厚材料中，其沒有與待增厚的光刻膠圖案相混合的部分被溶解和去除，并且光刻膠圖案能被顯影(獲得)。
與前面那些關(guān)于顯影處理的相同的注釋在此也是適用的。
此后根據(jù)附圖將描述本發(fā)明的光刻膠圖案的形成工藝。
如圖2A所示，將光刻膠材料3a涂覆到下層(底層)5。然后，如圖2B所示，對(duì)光刻膠材料3a圖案化，從而形成待增厚光刻膠圖案3。此后，如圖2C所示，光刻膠圖案增厚材料1被涂覆到待增厚光刻膠圖案3的表面，進(jìn)行前烘(加熱和烘干)以形成涂覆薄膜。然后，在待增厚光刻膠圖案3和光刻膠圖案增厚材料1之間的界面，光刻膠圖案增厚材料1混入(浸入)待增厚光刻膠圖案3。如圖2D所示，在待增厚光刻膠圖案3和光刻膠圖案增厚材料1的界面上，形成混合(浸入)層。此后，如圖2E所示，通過進(jìn)行顯影處理，在所涂覆的光刻膠圖案增厚材料1中，沒有和待增厚光刻膠圖案3混合的部分被溶解和去除，使得光刻膠圖案10被形成(顯影)，其中光刻膠圖案10具有在光刻膠圖案10b(待增厚光刻膠圖案3)上的表面層10a。
顯影處理可以在水中或在堿性的水溶液中進(jìn)行。但是，從可以高效低成本地進(jìn)行顯影處理的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選的是水顯影。
光刻膠圖案10具有在光刻膠圖案10b(待增厚光刻膠圖案3)表面上的表面層10a，其中表面層10a已由光刻膠圖案增厚材料1混合形成。光刻膠圖案10超過待增厚光刻膠圖案3(光刻膠圖案10b)的厚度值對(duì)應(yīng)于表面層10a的厚度值。因此，由光刻膠圖案10形成的中空?qǐng)D案的寬度小于由待增厚光刻膠圖案3(光刻膠圖案10b)形成的中空?qǐng)D案的寬度，并且由光刻膠圖案10形成的中空?qǐng)D案很精細(xì)。
光刻膠圖案10的表面層10a由光刻膠圖案增厚材料1形成。在光刻膠圖案增厚材料1包含含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物和/或在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中的至少一種的情況下，抗刻蝕性明顯提高。在這種情況下，即使待增厚光刻膠圖案3(內(nèi)層光刻膠圖案10b)為抗刻蝕性差的材料，也可以形成其表面上具有表面層10a的光刻膠圖案10，其中表面層10a具有優(yōu)異的抗刻蝕性。
由本發(fā)明的光刻膠圖案的形成工藝所形成的(增厚)光刻膠圖案，在待增厚光刻膠圖案表面上具有表面層，該表面層是由本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料混合所形成的。當(dāng)光刻膠圖案增厚材料中包含含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物和/或在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中的至少一種的情況下，即使待增厚光刻膠圖案的材料抗刻蝕性很差，(增厚)光刻膠圖案仍然可以被有效地制成，其中光刻膠圖案在待增厚光刻膠圖案表面上具有抗刻蝕性很好的表面層。此外，由本發(fā)明的光刻膠圖案的形成工藝所制成的光刻膠圖案超過待增厚光刻膠圖案的厚度值就對(duì)應(yīng)于該表面層的厚度值。因此，由已形成的光刻膠圖案10所制成的中空?qǐng)D案的寬度小于由待增厚光刻膠圖案所形成的中空?qǐng)D案的寬度。因此，通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案的形成工藝，可以高效地形成精細(xì)的中空?qǐng)D案。
在待增厚的光刻膠圖案上，由本發(fā)明的形成光刻膠圖案的工藝所形成的光刻膠圖案具有由本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料所形成的表面層。
光刻膠圖案最好具有優(yōu)良的抗刻蝕性。光刻膠圖案的刻蝕速度(nm/s)最好等于或大于待增厚光刻膠圖案的刻蝕速度。具體地說，當(dāng)在同等條件下測(cè)量時(shí)，表面層的刻蝕速度(nm/s)和待增厚光刻膠圖案的刻蝕速度(nm/s)的比值(待增厚光刻膠圖案/表面層)優(yōu)選1.1或更大，1.2或更大更好，1.3或更大特別好。
例如，通過利用已知的刻蝕設(shè)備在預(yù)定長(zhǎng)的時(shí)間中進(jìn)行刻蝕處理，測(cè)量樣品的薄膜減少量，以及確定單位時(shí)間的薄膜減少量，可以測(cè)量刻蝕速度(nm/s)。
通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料可以適當(dāng)?shù)匦纬杀砻鎸?。從提高抗刻蝕性的觀點(diǎn)來看，表面層中最好包含含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物和在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中的至少一種。
例如，表面層中是否包含含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物和/或在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中的至少一種，可以通過分析表面層的IR吸收光譜而加以確定。
光刻膠圖案中可以包含含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物和在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中的至少一種。在這種情況下，含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物和/或在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的樹脂中的至少一種的含量可以被設(shè)定，以使其從表面層向內(nèi)部逐漸降低。
在本發(fā)明的光刻膠圖案中，待增厚光刻膠圖案和表面層的邊界可以是清晰的結(jié)構(gòu)，也可以是不清晰的結(jié)構(gòu)。
例如，由本發(fā)明的光刻膠圖案的形成工藝所制造的光刻膠圖案可以適合用于制造功能部件，如掩模圖案、光柵圖案(reticle pattern)、記錄頭、LCD(液晶顯示器)、PDP(等離子顯示板)、SAW濾波器(表面聲波濾波器)等；用于連接光纜的光學(xué)部件；精細(xì)部件如微致動(dòng)器等；半導(dǎo)體器件等。光刻膠圖案可以適合用于本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝將在后面進(jìn)行描述。
半導(dǎo)體器件的制造工藝本發(fā)明的本半導(dǎo)體器件的制造工藝具有光刻膠圖案形成步驟，以及圖案化步驟。該工藝可以包括根據(jù)需要適當(dāng)選取的其他步驟。
光刻膠圖案形成步驟是，在下層上形成待增厚的光刻膠圖案后，涂覆本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料以覆蓋待增厚的光刻膠圖案的表面，由此使待增厚的光刻膠圖案增厚，并且形成光刻膠圖案。光刻膠圖案形成步驟的細(xì)節(jié)與那些本發(fā)明的用于形成光刻膠圖案的工藝的步驟相同。
對(duì)下層沒有特別的限制，可以根據(jù)目的合理地選擇。下層的實(shí)例為半導(dǎo)體器件中各種部件的表面層。合適的實(shí)例為襯底如硅晶片及其表面層，各種類型的氧化物膜等。待增厚光刻膠圖案如上所述。涂覆的方法如前面所述。此外，在涂覆以后，最好進(jìn)行前面所述的前烘，烘烤等。
光刻膠圖案形成步驟是，通過利用由光刻膠圖案形成步驟形成的光刻膠圖案(作為掩模圖案等)進(jìn)行刻蝕而對(duì)下層進(jìn)行圖案化的步驟。
刻蝕的方法沒有特別的限制，可以根據(jù)目的在已知的方法中進(jìn)行合理地選擇。干法刻蝕是合適的實(shí)例。刻蝕的條件沒有特別的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。
其它步驟的合適的實(shí)例為表面活性劑涂覆步驟，顯影步驟等。
表面活性劑涂覆步驟是，在光刻膠圖案形成步驟之前，涂覆表面活性劑溶液到待增厚的光刻膠圖案的表面上的步驟。
表面活性劑沒有具體的限制，可以根據(jù)目的進(jìn)行合理地選擇。其合適的實(shí)例為上面列出的表面活性劑，包括聚氧化乙烯-聚氧化丙烯縮合物、聚氧化烯基烷基醚化合物、聚氧化乙烯基烷基醚化合物、聚氧化乙烯衍生物化合物、失水山梨糖醇脂肪酸酯化合物、甘油脂肪酸酯化合物、伯醇乙氧基化合物、苯酚乙氧基化合物、壬基苯酚乙氧基化物、辛基苯酚乙氧基化物、月桂醇乙氧基化物、油醇乙氧基化物、脂肪酸酯、酰胺、天然醇、乙二胺、仲醇乙氧基化合物、烷基陽離子、酰胺型季銨鹽陽離子、酯型季銨鹽陽離子、氧化胺、以及內(nèi)銨鹽表面活性劑等。
顯影步驟是，在光刻膠圖案形成步驟之后，圖案化步驟之前，對(duì)涂覆的光刻膠圖案增厚材料進(jìn)行顯影處理的步驟。注意，顯影處理如前所述。
通過使用本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝，可以有效地制作各種類型的半導(dǎo)體器件，例如閃存、DRAM、FRAM等。
此后，將具體描述本發(fā)明的實(shí)例。但本發(fā)明不限于這些實(shí)例。
實(shí)例1光刻膠圖案增厚材料的制備本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料1至4被制備，其組成如表1所示。注意，在表1中，圓括號(hào)中的數(shù)值的單位為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在“樹脂”欄中，“KW-3”為聚乙烯醇縮醛樹脂(由Sekisui Chemical Co.Ltd.制造)。在“表面活性劑”欄中，“TN-80”為非離子表面活性劑(由Asahi DenkaCo.Ltd.制造的聚氧化乙烯單烷基醚表面活性劑)，“PC-6”是非離子表面活性劑(由Asahi Denka Co.Ltd.制造的聚氧化乙烯單烷基醚表面活性劑)。此外，純水(去離子水)與異丙醇的混合液體(水(去離子水)∶異丙醇的質(zhì)量比為98.6∶0.4)被用來作為除樹脂外的主要的溶劑組分。
表1

光刻膠圖案的形成本發(fā)明的如上所述制備的光刻膠圖案增厚材料1至4用旋轉(zhuǎn)涂布法涂覆到由ArF光刻膠(PAR700，由Sumitomo Chemical Co.Ltd.制造)形成的隔離線圖案中(寬度200nm)，首先在1000rpm/5s的條件下，然后在3500rpm/40s的條件下涂布。此后，在85℃/70s的條件下進(jìn)行前烘，然后在110℃/70s的條件下進(jìn)行烘烤。此后，通過用純水對(duì)光刻膠圖案增厚材料1至4進(jìn)行60秒的清洗，使得沒有混合的部分被去除。通過對(duì)已經(jīng)被光刻膠圖案增厚材料1至4增厚的待增厚光刻膠圖案顯影，制備了光刻膠圖案。
表2中示出了由光刻膠圖案所形成的中空?qǐng)D案的尺寸，以及初始圖案尺寸(增厚前由待增厚的光刻膠圖案所形成的中空?qǐng)D案的尺寸)。注意，在表2中，“1”至“4”對(duì)應(yīng)于光刻膠圖案增厚材料1至4。
表2

接下來，本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料1至4被涂覆到形成在硅襯底上的光刻膠的表面上，并形成厚度為0.5μm的表面層。利用刻蝕設(shè)備(由Fujitsu Ltd.制造的平行板型RIE設(shè)備)在Pμ＝200W、壓強(qiáng)＝0.02Torr、CF4氣體＝100sccm的條件下對(duì)表面層、用于比較的KrF光刻膠(由Shipley Company L.L.C.制造的UV-6)、用于比較的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)進(jìn)行了3分鐘的刻蝕。測(cè)量樣品的薄膜減少量，計(jì)算刻蝕速度，利用KrF光刻膠的刻蝕速度作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相對(duì)評(píng)價(jià)。
表3

從表3的結(jié)果能夠理解，本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料的抗蝕性接近KrF光刻膠的抗蝕性，并且明顯地優(yōu)于PMMA，使用金剛醇的光刻膠圖案增厚材料2具有特別優(yōu)異的抗蝕性，其中金剛醇是脂環(huán)族化合物。
實(shí)例2如圖3A所示，在硅基片11上形成層間絕緣膜12。如圖3B所示，通過濺射法在層間絕緣膜12上形成鈦膜13。然后，如圖3C所示，形成光刻膠圖案14。通過使用光刻膠圖案14作為掩模，通過反應(yīng)離子刻蝕對(duì)鈦膜13進(jìn)行圖案化，從而形成開口15a。接下來，如圖3D所示，通過反應(yīng)離子蝕刻除去光刻膠圖案14，并且通過使用鈦膜13作為掩模在層間絕緣膜12中形成開口15b。
然后，通過濕法處理除去鈦膜13，并且如圖4A所示，通過濺射法在層間絕緣膜12上形成TiN膜16。接下來，通過電解電鍍法在TiN膜16上生長(zhǎng)一層Cu薄膜17。然后，如圖4B所示，通過CMP進(jìn)行平坦化，從而使得阻隔金屬和Cu薄膜(第一層金屬膜)僅保留在對(duì)應(yīng)于開口15b(圖3D)的溝槽部分中，形成第一層的線17a。
然后，如圖4C所示，在第一層的線17a上形成層間絕緣膜18。然后，如圖3B至3D及圖4A至4B所示，以同樣的方式形成Cu接口(plug)(第二層金屬膜)19和TiN膜16a，其中Cu接口19和TiN膜16a將第一層的線17a連接到后面將要形成的上層的線上，如圖4D所示。
重復(fù)上述的各個(gè)步驟，如圖5所示，具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件被制作出來，該多層布線結(jié)構(gòu)具有在硅襯底11上的第一層的線17a、第二層的線20以及第三層的線21。注意，形成于各層的線下面的阻隔金屬層在圖5中沒有被表示出來。
在本實(shí)例2中，光刻膠圖案14是通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料，以與實(shí)例1中相同的方式制作的光刻膠圖案。
實(shí)例3快閃存儲(chǔ)器和用于制造此快閃存儲(chǔ)器的工藝實(shí)例3為應(yīng)用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料的半導(dǎo)體器件以及用于制造此半導(dǎo)體器件的工藝的實(shí)例。注意，在實(shí)例3中，將在此后描述的光刻膠薄膜26、27、29、32和34是已通過與實(shí)例1和實(shí)例2中相同的工藝?yán)帽景l(fā)明的光刻膠圖案增厚材料增厚的光刻膠薄膜。
圖6A和圖6B為被稱為FLOTOX型的或ETOX型的FLASH EPROM的頂視圖(俯視圖)。注意圖7A、圖7B、圖7C，圖8D、圖8E、圖8F，圖9G、圖9H和圖9I為用于解釋制造FLASH EPROM的工藝的實(shí)例的橫截面示意圖。在圖7A至圖9I中，左側(cè)的示圖為存儲(chǔ)器單元部分(第一元件區(qū))，是形成具有浮柵極的MOS晶體管的部分的柵極寬度的方向(圖6A和圖6B中的X方向)的橫截面(A方向橫截面)示意圖。中間的示圖為存儲(chǔ)器單元部分，且和左側(cè)視圖中的是相同的部分，是沿與X方向垂直的柵極長(zhǎng)度方向(圖6A和圖6B中的Y方向)的橫截面(B方向橫截面)的示意圖。右側(cè)的示圖為外圍電路部分(第二元件區(qū))的形成MOS晶體管的部分的橫截面(圖6A和圖6B中的A方向橫截面)的示意圖。
首先，如圖7A所示，在p-型硅襯底22上的元件隔離區(qū)選擇性地形成SiO2場(chǎng)氧化膜23。此后，在存儲(chǔ)器單元部分(第一元件區(qū))的MOS晶體管處，由通過熱氧化形成的厚度為10nm(100)到30nm(300)的SiO2膜形成第一柵極絕緣膜24a。在一個(gè)單獨(dú)的過程中，在外圍電路部分(第二元件區(qū))的MOS晶體管處，由通過熱氧化形成的厚度為10nm(100)到50nm(500 )的SiO2膜形成第二柵極絕緣膜24b。注意，當(dāng)?shù)谝粬艠O絕緣膜24a和第二柵極絕緣膜24b的厚度相同時(shí)，這些氧化膜可以在同一個(gè)過程中被同時(shí)形成。
接下來，為了在存儲(chǔ)器單元部分(圖7A中的左側(cè)和中間)形成具有抑制型n-溝道(depression type n-channel)的MOS晶體管，外圍電路部分(圖7A中的右側(cè))被光刻膠膜26掩蔽以控制閾值電壓。然后，通過離子注入的方法在浮柵極的正下方將成為溝道區(qū)的區(qū)域，導(dǎo)入劑量為1×1011cm-2至1×1014cm-2的磷(P)或砷(As)作為n-型雜質(zhì)，以形成第一閾值控制層25a。注意，根據(jù)將要形成抑制型溝道還是要形成積累型溝道，這時(shí)可以合理地選擇雜質(zhì)的劑量和導(dǎo)電類型。
然后，為了在外圍電路部分(圖7B中的右側(cè))形成具有抑制型n-溝道的MOS晶體管，存儲(chǔ)器單元部分(圖7B中的左側(cè)和中間)被光刻膠膜27掩蔽以控制閾值電壓。然后，通過離子注入的方法在柵極的正下方將成為溝道區(qū)的區(qū)域，導(dǎo)入劑量為1×1011cm-2至1×1014cm-2的磷(P)或砷(As)作為n-型雜質(zhì)，以形成第二閾值控制層25b。
然后，厚度為50nm(500)至200nm(2000)的第一多晶硅膜(第一導(dǎo)體膜)28被涂覆到整個(gè)表面作為存儲(chǔ)器單元部分(圖7C中的左側(cè)和中間)的MOS晶體管的浮柵電極以及外圍電路部分(圖7C中的右側(cè))的MOS晶體管的柵極。
此后，如圖8D所示，通過利用形成為掩模的光刻膠膜29，對(duì)第一多晶硅膜28圖案化，以在存儲(chǔ)器單元部分(圖8D中的左側(cè)和中間)的MOS晶體管處形成浮柵極28a。這時(shí)，如圖8D所示，在X軸方向進(jìn)行圖案化以得到最終的寬度，在Y方向，將要成為S/D區(qū)層的區(qū)域仍被光刻膠膜29覆蓋而沒有圖案化。
接著，如圖8E的左側(cè)和中間所示，在去掉光刻膠膜29后，通過熱氧化到大約20nm(200)至50nm(500)的厚度形成由SiO2膜形成的電容器絕緣膜30a，以覆蓋浮柵極28a。這時(shí)，在外圍電路部分(圖8E中的右側(cè))的第一多晶硅膜28上形成由SiO2膜形成的電容器絕緣膜30b。此處雖然電容器絕緣膜30a和30b僅僅由SiO2膜形成，但它們可以由二至三層的SiO2膜和Si3N4膜的復(fù)合膜形成。
接著，如圖8E所示，形成厚度為50nm(500)至200nm(2000)的第二多晶硅膜(第二導(dǎo)體膜)31，以覆蓋浮柵極28a和電容器絕緣膜30a，其中第二多晶硅膜(第二導(dǎo)體膜)31將成為控制柵極。
然后，如圖8F所示，用光刻膠膜32掩蔽存儲(chǔ)器部分(圖8F中的左側(cè)和中間)，通過刻蝕相繼去除外圍電路部分(圖8F中的右側(cè))的第二多晶硅膜31和電容器絕緣膜30b，使得第一多晶硅膜28暴露在表面。
接著，如圖9G所示，通過利用光刻膠膜32作為掩模，在Y方向?qū)Υ鎯?chǔ)器部分(圖9G的左側(cè)和中間)的僅在X方向被圖案化的第一多晶硅膜28a、電容器絕緣膜30a和第二多晶硅膜31圖案化，以制成第一柵極部分33a的最終尺寸。形成由控制柵極31a/電容器絕緣膜30c/浮柵極28c形成的層疊結(jié)構(gòu)，其中層疊結(jié)構(gòu)在Y方向的寬度約為1μm。通過利用光刻膠膜32作為掩模，對(duì)外圍電路部分(圖9G中的左側(cè))的第一多晶硅膜28圖案化，以制成第二柵極部分33b的最終尺寸，且形成的柵極28b的寬度約為1μm。
接著，通過利用由存儲(chǔ)器單元部分(圖9H中的左側(cè)和中間)的控制柵極31a/電容器絕緣膜30c/浮柵極28c形成的層疊結(jié)構(gòu)作為掩模，通過離子注入的方法，將劑量為1×1014cm-2至1×1016cm-2的磷(P)或砷(As)導(dǎo)入元件形成區(qū)的硅襯底22，以形成n型S/D區(qū)層35a和35b。通過利用外圍電路部分(圖9H中的右側(cè))的柵極28b作為掩模，通過離子注入的方法，將劑量為1×1014cm-2至1×1016cm-2的磷(P)或砷(As)作為n型雜質(zhì)導(dǎo)入元件形成區(qū)的硅襯底22，以形成S/D區(qū)層36a和36b。
接著，通過形成由PSG膜形成的厚度約500nm(5000)的層間絕緣膜37，覆蓋存儲(chǔ)器單元部分(圖9I中的左側(cè)和中間)的第一柵極部分33a和外圍電路部分(圖9I中的右側(cè))的第二柵極部分33b。
此后，在形成在S/D區(qū)層35a、35b和S/D區(qū)層36a、36b上的層間絕緣層37中形成接觸孔38a、38b和接觸孔39a、39b。此后，形成S/D極40a、40b和S/D極41a、41b。
這樣，如圖9I所示，F(xiàn)LASH EPROM作為半導(dǎo)體器件被制造。
在此FLASH EPROM中，外圍電路部分(圖7A至圖9I中的右側(cè))的第二柵極絕緣膜24b總是在形成以后被第一多晶硅膜28或柵極28b覆蓋(指的是圖7C至圖9I中的右側(cè))。因此，第二柵極絕緣膜24b保持初始形成時(shí)的厚度。因此，容易控制第二柵極絕緣膜24b的厚度，且容易調(diào)節(jié)導(dǎo)電雜質(zhì)的濃度以控制閾值電壓。
注意，在上述的實(shí)例中，為了形成第一柵極部分33a，首先在柵極的寬度方向(圖6A和圖6B中的X方向)上以預(yù)定的寬度進(jìn)行圖案化，然后，在柵極的長(zhǎng)度方向(圖6A和圖6B中的Y方向)上進(jìn)行圖案化，以獲得最終的預(yù)定寬度。但是，相反地，可以在柵極的長(zhǎng)度方向(圖6A和圖6B中的Y方向)上以預(yù)定的寬度進(jìn)行圖案化，然后，可以在柵極的寬度方向(圖6A和圖6B中的X方向)進(jìn)行圖案化，以獲得最終的預(yù)定寬度。
除了上面的實(shí)例中由圖8F所示的工藝之后的工藝變成圖10A至10C中所示的工藝，圖10A至10C所示的制作FLASH EPROM的實(shí)例與上述的實(shí)例相同。即，如圖10A所示，此實(shí)例與上述的實(shí)例僅僅在這點(diǎn)上不同通過形成由鎢(W)膜或鈦(Ti)膜形成的厚度約為200nm(2000)的高熔點(diǎn)金屬膜(第四導(dǎo)體膜)42，在圖10A的左側(cè)和中間所示的存儲(chǔ)器單元部分的第二多晶膜31上和在圖10A的右側(cè)所示的外圍電路部分的第一多晶膜28上提供多晶硅化物膜。圖10A之后的工藝，也就是圖10B和圖10C所示的工藝和圖9G至圖9I所示的相同。對(duì)和圖9G至圖9I所示相同的工藝的解釋被省略。用相同的參考數(shù)字標(biāo)記圖10A至10C中與圖9G至圖9I中的相同的部分。
這樣，如圖10C所示，F(xiàn)LASH EPROM作為半導(dǎo)體器件被制造。
在此FLASH EPROM中，在控制柵極31a和柵極28b上形成高熔點(diǎn)金屬膜(第四導(dǎo)體膜)42a和42b。因此，電阻值可以下降甚至更多。
注意，此處高熔點(diǎn)金屬膜(第四導(dǎo)體膜)42a和42b被用作高熔點(diǎn)金屬膜(第四導(dǎo)體膜)。但是，也可以使用高熔點(diǎn)金屬硅化物膜如硅化鈦(TiSi)膜等。
圖11A至11C所示的制造FLASH EPROM的實(shí)例與上述的實(shí)例相同，除了外圍電路部分(第二元件區(qū))(圖11A中的右側(cè))的第二柵極部分33C和存儲(chǔ)器單元部分(第一元件區(qū))(圖11A中的左側(cè)和中間)的第一柵極部分33a一樣也具有第一多晶硅膜28b(第一導(dǎo)體膜)/SiO2膜30d(電容器絕緣膜)/第二多晶硅膜31b(第二導(dǎo)體膜)的結(jié)構(gòu)，并且除了第一多晶硅膜28b和第二多晶硅膜31b是短路的以形成柵極，如圖11B或圖11C所示。
此處，如圖11B所示，穿過第一多晶硅膜28b(第一導(dǎo)體膜)/SiO2膜30d(電容器絕緣膜)/第二多晶硅膜31b(第二導(dǎo)體膜)的開孔52a被形成在例如除圖11A中所示的第二柵極部分33c以外的地方，例如在如絕緣膜54上。第三導(dǎo)體膜，例如高熔點(diǎn)金屬膜53a(如W膜或Ti膜等)被填充在開孔52a中。由此第一多晶硅膜28b和第二多晶硅膜31b被短路?；蛘?，如圖11C所示，形成穿過第一多晶硅膜28b(第一導(dǎo)體膜)/SiO2膜30d(電容器絕緣膜)的開孔52b。第一多晶膜28b(下層)被暴露在開口52b的底部。然后，第三導(dǎo)體膜，例如高熔點(diǎn)金屬膜53b(如W膜或Ti膜等)被填充在開孔52b中。由此第一多晶硅膜28b和第二多晶硅膜31b被短路。
在此FLASH EPROM中，外圍電路部分的第二柵極部分33c和存儲(chǔ)器單元部分的第一柵極部分33a具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，外圍電路部分可以和存儲(chǔ)器單元部分一起同時(shí)形成。由此可以簡(jiǎn)化制造工藝，這是高效率的。
注意，此處獨(dú)立于高熔點(diǎn)金屬膜(第四導(dǎo)體膜)42之外形成第三導(dǎo)體膜53a或53b。但是，它們可以作為共同的高熔點(diǎn)金屬膜被同時(shí)形成。
實(shí)例4記錄頭的制造實(shí)例4涉及記錄頭的制造，作為使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料的本發(fā)明的光刻膠圖案的應(yīng)用實(shí)例。注意，在實(shí)例4中，將在此后描述的光刻膠圖案102和126為已被增厚的光刻膠圖案，其中通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料利用與實(shí)例1相同的工藝增厚光刻膠圖案。
圖12A至圖12D為用于解釋記錄頭的制造的工藝圖。
首先，如圖12A所示，在層間絕緣膜100上形成厚度為6μm的光刻膠膜，進(jìn)行曝光和顯影，以形成光刻膠圖案102，其中光刻膠圖案102具有用于形成螺旋形薄膜磁性線圈的開孔圖案。
接著，如圖12B所示，通過氣相沉積在層間絕緣層100上(同時(shí)在光刻膠圖案102上和沒有形成光刻膠圖案102的區(qū)域，就是說，開口104的暴露表面)形成下覆層106。下覆層106為厚度為0.01μm的Ti粘附膜和厚度為0.05μm的Cu粘附膜的疊層。
接著，如圖12C所示，在層間絕緣層100上沒有形成光刻膠圖案102的區(qū)域(就是說，形成在開口104的暴露表面上的下覆層106的表面)，形成由厚度為3μm的Cu覆膜形成的薄膜導(dǎo)體108。
然后，如圖12D所示，當(dāng)光刻膠圖案102被熔化、去除并被從層間絕緣層100剝離時(shí)，形成薄膜磁性線圈110，此薄膜磁性線圈110由薄膜導(dǎo)體108的螺旋形圖案形成。
由此記錄頭被制造。
在獲得的記錄頭中，通過光刻膠圖案102形成精細(xì)的螺旋圖案，其中光刻膠圖案102通過使用本發(fā)明的光刻膠增厚材料被增厚。因此，薄膜磁性線圈110精細(xì)且詳細(xì)，并特別適合于大規(guī)模生產(chǎn)。
圖13至圖18為用于解釋另一個(gè)記錄頭的制造的工藝圖。
如圖13所示，通過濺射法形成間隔層114以覆蓋由陶瓷形成的非磁性襯底112。注意，事先通過濺射法形成由硅氧化物形成的絕緣層(沒有示出)和由Ni-Fe導(dǎo)磁合金形成的導(dǎo)體下層等(沒有示出)，以覆蓋非磁性襯底112，并且另外在非磁性襯底112上形成由Ni-Fe導(dǎo)磁合金形成的下部磁性層(沒有示出)。然后，在間隔層114上的預(yù)定區(qū)域(除將要成為前面提及的沒有示出的下部磁性層的磁性末端部分的部分以外)形成樹脂絕緣膜116，其中樹脂絕緣膜116由熱固性樹脂形成。接著，將光刻膠材料涂覆到樹脂絕緣膜116上以形成光刻膠膜118。
然后，如圖14所示，曝光并顯影光刻膠膜118，以形成螺旋形圖案。接著，如圖15所示，對(duì)螺旋形圖案的光刻膠膜118在幾百攝氏度下進(jìn)行約一個(gè)小時(shí)的熱固化處理，以形成凸塊狀的第一螺旋形圖案120。接著，形成由Cu形成的導(dǎo)體下層122來覆蓋第一螺旋形圖案120的表面。
接著，如圖16所示，通過旋轉(zhuǎn)涂布法將光刻膠材料涂覆到導(dǎo)體下層122以形成光刻膠膜124。此后，在第一螺旋形圖案120上對(duì)光刻膠膜124圖案化，以形成光刻膠圖案126。
然后，如圖17所示，通過電鍍法在導(dǎo)體下層122的暴露表面(即，在沒有形成光刻膠圖案126的區(qū)域)形成Cu導(dǎo)體層128。此后，如圖18所示，通過熔解和去除光刻膠圖案126，將光刻膠圖案126從導(dǎo)體下層122剝離，這樣形成由Cu導(dǎo)體層128形成的螺旋形、薄膜磁性線圈130。
這樣，記錄頭(如圖19中俯視圖所示)被制作，此記錄頭具有在樹脂絕緣膜116之上的磁性層132以及在表面上的薄膜磁性線圈130。
在所得到的磁性頭中，通過光刻膠圖案126形成精細(xì)的螺旋形圖案，其中光刻膠圖案126通過使用本發(fā)明的光刻膠圖案增厚材料被增厚。因此，薄膜磁性線圈130精細(xì)且詳細(xì)，特別適合于大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明提供用于形成光刻膠圖案的工藝，其中當(dāng)對(duì)光刻膠圖案圖案化時(shí)，光刻膠圖案的形成工藝可以照現(xiàn)在的樣子使用現(xiàn)有曝光設(shè)備的光源(如ArF受激準(zhǔn)分子激光等)，且具有優(yōu)異的可大規(guī)模生產(chǎn)性，并可以精細(xì)地形成超過了這些光源的曝光極限的中空?qǐng)D案。
此外，本發(fā)明還提供了光刻膠圖案增厚材料，其中此光刻膠圖案增厚材料當(dāng)被施加到待增厚光刻膠圖案上時(shí)，可以高效地增厚待增厚光刻膠圖案，并且適合于制造超過現(xiàn)有曝光設(shè)備的光源的曝光極限的精細(xì)中空?qǐng)D案。
此外，本發(fā)明提供用于制造半導(dǎo)體器件的工藝，此制造半導(dǎo)體器件的工藝通過使用已精細(xì)地形成的中空?qǐng)D案作為掩模圖案，可以在下層上形成精細(xì)圖案(其中下層為氧化物膜等)，并且可以高效地大規(guī)模生產(chǎn)具有精細(xì)布線等的高性能半導(dǎo)體器件。
權(quán)利要求
1.一種光刻膠圖案增厚材料，包含樹脂；和表面活性劑。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖案增厚材料，其中所述光刻膠圖案增厚材料是水溶性或堿溶性的。
3.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖案增厚材料，其中所述表面活性劑至少是選自非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和兩性表面活性劑中的一種。
4.如權(quán)利要求3所述的光刻膠圖案增厚材料，其中所述的非離子表面活性劑選自聚氧化乙烯-聚氧化丙烯縮合物、聚氧化烯基烷基醚化合物、聚氧化乙烯基烷基醚化合物、聚氧化乙烯衍生物、失水山梨糖醇脂肪酸酯化合物、甘油脂肪酸酯化合物、伯醇乙氧基化合物、苯酚乙氧基化合物、烷氧基表面活性劑、脂肪酸酯表面活性劑、酰胺表面活性劑、醇表面活性劑以及乙二胺表面活性劑；陽離子表面活性劑選自烷基陽離子表面活性劑、酰胺型季銨鹽陽離子表面活性劑以及酯型季銨鹽陽離子表面活性劑；和兩性表面活性劑選自氧化胺表面活性劑和內(nèi)銨鹽表面活性劑。
5.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖案增厚材料，其中所述樹脂至少是水溶性或堿溶性中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖案增厚材料，其中所述樹脂至少是選自聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙酸乙烯酯中的一種。
7.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖案增厚材料，其中所述樹脂至少在其一部分中具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的光刻膠圖案增厚材料，其中所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)至少是選自芳香族化合物、脂環(huán)族化合物和雜環(huán)化合物中的一種。
9.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖案增厚材料，還包括含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物。
10.如權(quán)利要求9所述的光刻膠圖案增厚材料，其中所述含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物至少是水溶性或堿溶性中的一種。
11.如權(quán)利要求9所述的光刻膠圖案增厚材料，其中所述含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物至少是選自芳香族化合物、脂環(huán)族化合物和雜環(huán)化合物中的一種。
12.如權(quán)利要求11所述的光刻膠圖案增厚材料，其中，所述芳香族化合物選自多酚化合物、芳香族羧酸化合物、萘多酚化合物、二苯酮化合物、類黃酮化合物以及它們的衍生物、配糖物；和所述脂環(huán)族化合物選自多環(huán)環(huán)烷烴、環(huán)烷烴、甾族化合物以及它們的衍生物和配糖物。
13.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖案增厚材料，還包含有機(jī)溶劑。
14.如權(quán)利要求13所述的光刻膠圖案增厚材料，其中所述有機(jī)溶劑至少是選自醇類溶劑、鏈型酯溶劑、環(huán)酯溶劑、酮類溶劑、鏈型醚溶劑、環(huán)醚溶劑中的一種。
15.一種光刻膠圖案，包括光刻膠圖案增厚材料，覆蓋待增厚光刻膠圖案的表面以增厚所述的待增厚光刻膠圖案，其中，在形成所述的待增厚光刻膠圖案后，將所述的光刻膠圖案增厚材料施加到所述的待增厚光刻膠圖案上，所述的光刻膠圖案增厚材料包含樹脂；和表面活性劑。
16.一種光刻膠圖案的形成工藝，包括如下步驟形成待增厚的光刻膠圖案；涂覆光刻膠圖案增厚材料來覆蓋待增厚光刻膠圖案的表面；以及形成光刻膠圖案，其中待增厚的光刻膠圖案被增厚；其中，所述的光刻膠圖案增厚材料包含樹脂；和表面活性劑。
17.如權(quán)利要求16所述的光刻膠圖案的形成工藝，其中，在涂覆所述光刻膠圖案增厚材料后，進(jìn)行所述光刻膠圖案增厚材料的顯影步驟。
18.一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括通過使用已被光刻膠圖案增厚材料增厚的光刻膠圖案形成的圖案，其中，所述的光刻膠圖案增厚材料包含樹脂；和表面活性劑。
19.一種半導(dǎo)體器件的制造工藝，包括如下步驟形成光刻膠圖案，其中，在下層上形成待增厚的光刻膠圖案后，待增厚的光刻膠圖案被光刻膠圖案增厚材料涂覆，以覆蓋待增厚的光刻膠圖案的表面，從而形成其中待增厚的光刻膠圖案被增厚的光刻膠圖案；和通過使用所述光刻膠圖案進(jìn)行蝕刻來對(duì)所述的下層進(jìn)行圖案化，其中，所述的光刻膠圖案增厚材料包含樹脂；和表面活性劑。
20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件的制造工藝，其中，待增厚的光刻膠圖案的材料至少是選自線型酚醛光刻膠、聚羥基苯乙烯(PHS)光刻膠、丙烯酸光刻膠、環(huán)烯烴-馬來酸酐光刻膠、環(huán)烯烴光刻膠、環(huán)烯烴-丙烯酰基混合光刻膠中的一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光刻膠圖案增厚材料等，此光刻膠圖案增厚材料能將待增厚的光刻膠圖案增厚，形成精細(xì)的中空?qǐng)D案，超過在圖案化期間使用的曝光設(shè)備光源的曝光極限。該光刻膠圖案增厚材料包括樹脂和表面活性劑。在本發(fā)明的光刻膠圖案的形成工藝中，在形成了待增厚的光刻膠圖案以后，刻膠圖案增厚材料被涂覆到待增厚的光刻膠圖案的表面上，由此形成光刻膠圖案。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝包括在下層上形成待增厚的光刻膠圖案以后，涂覆增厚材料到待增厚光刻膠圖案的表面上，來將待增厚的光刻膠圖案增厚并形成光刻膠圖案的步驟，以及通過使用光刻膠圖案蝕刻對(duì)下層圖案化的步驟。
文檔編號(hào)H01L21/8242GK1497670SQ03134679
公開日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者小澤美和, 野崎耕司, 司 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社