[发明专利]正形感光层和工艺

说明书

相关申请交叉索引

本申请要求于2009年4月2日提交的美国临时申请第61/166,235号的优先权，其全部内容结合与此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路，更具体地说，涉及一种制造半导体器件的蚀刻方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)工业经历了快速发展。为了制造集成电路，使用光刻工艺对各种材料层进行图样化。光刻工艺包括光刻胶(抗蚀剂)涂覆、曝光和显影。目前，当在具有材料层(诸如金属或介电膜)的晶片衬底上形成抗蚀剂图样时，可通过湿蚀刻或干蚀刻来蚀刻材料层。此后可以施加附加的清洗。

然而，许多蚀刻工艺(尤其是湿蚀刻工艺)的各向同性的特性会引起图样从抗蚀剂图样转印到材料层的问题。这在材料层非常薄的情况下尤其严重。可能由各向同性蚀刻的横向分量引发底切(例如，去除抗蚀剂图样下方的材料层)。底切可能会在图样化材料层的过程中产生缺陷，诸如不精确的尺寸控制。底切还会减小抗蚀剂图样和衬底之间粘合的表面积，这在随后的工艺期间会导致诸如抗蚀剂图样剥落的缺陷。

尽管干蚀刻工艺可以减轻蚀刻的各向同性特性，但其会进一步引入诸如损坏抗蚀剂图样、材料层和/或下层的问题。这些问题在制造包括高k栅极介电层/金属栅极结构的半导体器件的过程尤其严重。栅极结构可包括薄层，其尺寸在图样化期间必需被严格控制。

因此，需要一种用于在材料层上形成抗蚀剂图样的方法，其中，通过湿式化学处理而蚀刻材料层没有底切。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种制造半导体器件的蚀刻方法。该蚀刻方法包括：在衬底上形成材料层；在材料层的上方形成感光层，其中，感光层包括粘合增进剂，分子量(M.W.)大约在100和2000之间的粘合增进剂包括至少一种具有烷基配体或硅氧烷的聚合物；对感光层进行图样化，以形成图样化感光层；以及通过图样化的感光层来蚀刻材料层。

在另一个实施例中，提供了一种制造半导体器件的蚀刻方法。该蚀刻方法包括：在衬底上形成材料层；在材料层的上方形成感光层，其中，感光层包括疏水添加剂，疏水添加剂包括选自由氟化聚合物、氟代烷(fluroalkane)、氟硅(fluorosiloxane)和含氟表面活化剂组成的组的材料；对感光层进行图样化，以形成图样化的感光层；以及通过图样化的感光层来蚀刻材料层。

在又一实施例中，提供了一种制造半导体器件的蚀刻方法。该蚀刻方法包括：在衬底上形成材料层；在材料层的上方形成可溶粘合增进剂层，其中，分子量(M.W.)大约在100和2000之间的可溶粘合增进剂包括至少一种具有烷基配体或硅氧烷的聚合物；在可溶粘合增进剂层的上方形成感光层；对感光层进行图样化，以形成图样化的感光层；通过图样化的感光层来蚀刻可溶粘合增进剂层，以形成图样化的可溶粘合增进剂层；以及通过图样化的感光层和图样化的可溶粘合增进剂层来蚀刻材料层。

附图说明

当读取附图时，从以下详细描述能够最好地了解本发明。需要强调的是，根据工业中的标准方法，多种部件不按照比例绘制并且仅用于说明目的。事实上，为了清楚地描述，可以任意增加或减小多种部件的尺寸。

图1是示出包括底切的传统半导体器件的实施例的截面图。

图2a至图2d是处于各个制造阶段的半导体结构的一个实施例的截面图。

图3a至图3d是处于各个制造阶段的半导体结构的另一个实施例的截面图。

具体实施方式

应该明白，以下公开提供了多种不同的实施例或实例，用于实现本发明的不同部件。以下描述了组件和配置的特定实例以简化本发明的公开。当然，这些仅是实例并且不旨在限制本发明。此外，本公开可以在各个实例中重复参考标号和/或字母。这种重复使用用于简化和清楚的目的，其本身并不表明多个实施例和/或上述配置之间的关系。此外，以下描述中在第二部件之上或在第二部件上形成第一部件可以包括形成直接接触的第一和第二部件的多个实施例，而且还可以包括在第一和第二部件之间可以形成附加部件使得第一和第二部件可以不直接接触的多个实施例。