[发明专利]改善光刻胶耐蚀刻性的方法

说明书

本发明涉及集成电路制造领域中的光刻法，更具体地说，涉及改善用于这种光刻法的光刻胶的耐蚀刻性的方法。

光刻是在制造用于计算机和其它这类应用场合的集成电路时常用的技术。光刻时，在诸如硅晶片的基片上形成光刻胶层。然后，用包含透明和不透明区的图案的掩模覆盖所述光刻胶，后者准备被朝着基片的方向蚀刻。然后，把掩模暴露在诸如紫外光(UV)、X射线、电子束等等的光化辐射之下，所述光化辐射透射过掩模的透明区，在光刻胶的相应区域引起化学反应。在负性光刻胶条件下，光刻胶受辐射冲击的区域变成不溶解于显影剂中。例如，所述辐射可以引发交联、链增长、光致聚合或者其它这类反应，引起光刻胶的化学变化。在正性光刻胶条件下，受辐射冲击的部分变成更加可溶解于显影剂中。例如，辐射可以引起光刻胶分子结构的光降解作用。在辐射照射之后，通过暴露在显影剂之下而将光刻胶显影，显影剂洗去光刻胶的可溶解部分而留下图案。在这种形成图案的步骤之后，进行蚀刻步骤，其中，例如在湿式蚀刻条件下基片被暴露在酸中，而在干式蚀刻条件下基片被暴露在离子束之下。该基片的被剩下的光刻胶覆盖的区域保留未被蚀刻的状态。最后，用适当的溶剂或其它传统的去除方法将剩下的光刻胶去除，留下其中蚀刻出图案的基片。

为了研制更高效的微处理器，必须把更多的电子元件置于芯片中。由于芯片的物理面积是有限的，所以，这意味着被蚀刻在基片中的图案必须变得更加精细，具有更高的分辨率。在当前技术状态下，所述图案是如此之精细，以致于光刻胶曝光用的光的波长成了重要因素，越短的波长产生分辨率越高的图象。

另一个因素是光刻胶层的厚度。光刻胶越薄，图象的边缘越清晰。但是，随着光刻胶变薄，它变得比较不耐蚀刻处理。通过在其成分中包含某些芳族化合物，可以使光刻胶比较耐蚀刻。但是，这些化合物降低了光刻胶对在曝光步骤中需要的较短波长辐射的灵敏度。例如，为1930埃紫外辐射准备的光刻胶可以不包含芳族成分。

授予Sezi等人的美国专利第5,173,393号公开了一种光刻胶系统，其中通过利用具有胺官能的试剂处理光刻胶而提供对于含卤素等离子体的增强的耐蚀刻性。Sezi等人采用具有包含在分子结构中的诸如酐官能团的特殊的反应基，后者能够与试剂的胺官能反应。

所需要的是一种可以使用比较广泛的各种光刻胶的、用来增强光刻胶耐蚀刻性的系统。

本发明提供用来产生光刻结构的方法。该方法包括：(a)提供一种光刻胶，它具有：原料树脂，后者包含在去保护时提供对光化辐射敏感的反应位点的被保护的活性位点；以及光敏成分；(b)将所述光刻胶涂敷在基片上；(c)将所述光刻胶的构成图案的区域选择性地暴露在所述电磁辐射的有效剂量下；(d)将所述光刻胶暴露在显影剂下，以便产生构成图案的光刻胶；(e)将所述原料树脂的被保护活性位点去保护，以便提供反应位点；(f)使从步骤(e)产生的反应位点与含芳族环的蚀刻保护剂起反应，以便把所述蚀刻保护剂包含在所述原料树脂的结构中；以及(g)对所述基片进行蚀刻。

这里所描述的方法有益地改善了光刻胶的耐蚀刻性，同时保留光刻胶对构成图案的辐射的灵敏度。此外，该方法可以使用任何类型的光刻胶。利用本方法的处理步骤来实现光刻胶的去保护，因此不需要特制的光刻胶。

下面将参考附图描述各种实施例，附图中：

图1举例说明按照本公开的一个步骤之后的结构的截面图；

图2举例说明按照本公开的再一个步骤之后的结构的截面图；

图3举例说明按照本公开的再一个步骤之后的结构的截面图；

图4举例说明按照本公开的再一个步骤之后的结构的截面图。

这里所描述的耐蚀刻的光刻胶系统包括可适当地构成并且对波长在2500埃以下的电磁辐射起反应的光刻胶。在显影之后采用一种与光刻胶起反应的蚀刻保护剂，以便把芳族基包含在光刻胶中，从而增强其耐蚀刻性。蚀刻保护剂最好是芳族聚羟酸、酸酐或氯化酰基试剂，可以把它们溶解在水中，以便形成水溶液。