TWI364781B - Method for forming fine pattern of semiconductor device - Google Patents

Description

1364781 九、發明說明： 相關申諸案之交互來a召 本案主張2007年6月29 η * & 亍〇月29曰申請之韓國專利申請案第 10-2007-0065126號之優先趫剎尹 儍无榷利益，且其揭示完整地併於 此處作為參考。 【發明所屬之技術領域】 纟發明大體上係關於-種用於形成半導體元件之微細 # 圖案之方法。 【先前技術】 發明背景

I 歸因於諸如電腦之資訊媒體的普及，半導體元件技術 已陕速發展。要求半導體元件以高速操作且具有高儲存容 量。因此，需要半導體元件之製造技術以製造出具有改進 之整合性、可靠性及資料存取特性的高容量記憶體元件。 為改進元件之整合性，已開發出光微影技術以形成微 細圖案。光微影技術包括一種使用諸如ArF (丨93 nm )及 VUV ( 157 nm)之化學放大深紫外線（Deep ultra Violet, DUV )光源的曝光技術，及一種用於開發適用於曝光光源 之光阻材料的技術。 隨著半導體元件變小，在光微影技術中控制圖案線寬 度之關鍵尺寸係至關重要的。大體上，半導體元件之處理 速度視圖案線寬度之關鍵尺寸而定。舉例而言，當圖案線 5 1364781 見又之大小減小時，處理速度增加而改進元件效能。 然而，難以使用具有小於1.2之平常數值孔徑之ArF 曝光器在光微影處理中藉由單次曝光處理來形成小於40 nm之線及空間（line and Space，L/S)圖案。雖然使用配 合高折射率流體材料之具有高數值孔徑的曝光器，但不可 旎形成小於30 nm之L/S圖案。當使用諸如遠紫外線 (extreme ultra violet, EUV ) ( 32 nm )之曝光光源以形成 小於30 nm之圖案時’有必要開發出適用於該曝光光源的 曝光器及光阻，由此增加了製造成本。 為改進光微影技術之解析度且擴大製程範圍，已開發 出一種雙重圖案化技術。該雙重圖案化技術包括若干處 理’藉此分別藉由兩個遮罩來曝露塗覆有光阻之晶圓，且 接著使其顯影，由此獲得複雜之圖案、密集之圖案或隔離 之圖案。 由於雙重圖案化技術使用兩個遮罩進行圖案化，故製 造成本及周轉時間低於使用單個遮罩之單次圖案化技術的 製造成本及周轉時間，由此使產量降級。當在單元區域中 形成一具有小於曝光器之解析度限制之間距的圖案時，經 曝光之影像發生重疊。因此，雙重圖案化技術未獲得所要 之圖案。在對準時，疊置物發生失準。 【發明内容】 發明摘述 本發明之多個具體態樣係針對提供一種用於形成一半 6 1364781 * 導體元件之微細圖案的方法，其包含：在一旋塗式碳層 (spin on carbon layer)上形成一抗反射塗層圖案；在該等抗 反射塗層圖案之間形成一光阻圖案；及使用該等抗反射塗 層圖案及該等光阻圖案作為一蝕刻遮罩來圖案化該旋塗式 碳層，從而使用雙重圖案化方法來簡化處理步驟。較佳地， 抗反射塗層組成物包含含石夕聚合物，且光阻組成物包含含 妙聚合物 根據本發明之-具體態樣，一種用於形成一半導體元 件之-微細圖案的方法包含：在一半導體基板之一下伏層 上形成-旋塗式碳層。在該旋塗式碳層上形成—包含含石夕 聚合物之抗反射塗層冑。在該抗反射塗層@上形成一第一 光阻㈣。藉由將該第-光阻圖案作為—㈣遮罩來有選 擇性地蝕刻該抗反射塗層膜以形成一抗反射塗層圖案，直 至旋塗式碳層被選擇性曝露為止。在該抗反射塗層圖案及 該曝露之旋塗式碳層上形成_包含含矽聚合物之第二光阻 膜。有選擇性地圖案化該第二光阻膜以在該等抗反射塗層 圖案之間形成第二光阻圖案元件。藉由將抗反射圖案及第 二光阻圖案作為—㈣遮罩來_該旋塗式碳層。該方法 可進-步包含在塗覆第二光阻膜之前移除該第一光阻圖 案。 旋塗式碳層可充當形成在具有一階梯差、一抗反射膜 及-具有下部材料之間的㈣選擇性的遮罩膜之區域中的 平面化膜。該旋塗式碳層較佳包括富含碳之聚合物，其中 碳元素較佳以基於該聚合物之總分子量在心⑽9〇赠。 7 1364781 之範圍内的量存在。可藉 層。 了藉由靛塗方法來塗覆該旋塗式碳 抗反射塗層臈較佳包含切聚合物，其中石夕元素較佳 以土於5亥聚合物之總重量在30㈣至80 wt%

Wt%至…之範圍内的量存在；且該膜進一步包含 ，谷劑及堵如熱酸產生劑及光酸產生劑之添加劑。 一含石夕聚合物較佳包含包括·Si_〇·單元的化合物。特定 :之’含矽聚合物較佳自矽氧烷化合物、包括羥基苯基烷 基、烧基及苯基中之至少一者作 者作為取代基之倍半氧矽烷化 s物及其組合所組成之群組中選出。有機㈣較佳自3.乙 乳基丙酸乙醋、3_甲氧基丙酸甲醋、環己嗣、丙二醇甲趟 乙酸醋（PGMEA)、2_庚綱、乳酸乙醋、丙，乙醢及且组 合所組成之群Μ令選出。該有機溶劑較佳以每ι〇〇重量份 =含石夕聚合物在約500重量份至卿〇重量份之範圍内的 里存在。該添加劑以备】如舌具 母仙〇重1份之含矽聚合物在約〇」 重量份至ίο重量份之範圍内的量存在。 杈佳地’較佳使用一般化學放大光阻組成物藉由微影 處理來形成第-光阻圖案。該化學放大光阻組成物較佳包 括光酸產生劑、有機溶劑，及作為基礎樹脂的化學放大光 阻水合物。化學放大光阻聚合物較佳自以下所組成之群組 中選出：ROMA類型（順丁稀二酸酐單元之開環聚合物） 聚合物，其包括經取代之順丁烯二酸酐以作為聚合重複單 疋；COMA類型（環烯烴/順丁烯二酸酐）聚合物，其包括 %烯烴、順丁烯二酸酐、甲基丙烯酸脂及丙烯酸酯以作為 8 聚合重複單元；及包括其之組合的混合類型聚合物。 蝕J佳使用包含CF4、CHF3、02& Ar之源氣體藉由-理來執行用於形成該抗反射塗層圖案之處理。 m Y吏用稀釋劑來移除第-光阻膜以防止下部含矽層 I賴失。 塗声二光阻膜上執行曝光及顯影處理以在抗反射 塗層圖案之間形成第二光阻圖 呈有盥妙ei 乐一九阻膜較佳 :有與柷反射塗層圖案厚度（a)相同之 抗反射塗層圖案之厚度的厚度。此外，第5 有盥第一 日脫Γ· 此外，第一光阻膜較佳具 有阻膜厚度（b)相同的 阻膜之厚度的厚度“⑽）。 ）幻於第一先 第二光阻膜較佳包含··含 以基於該聚合物之總重量在3ΰ wi%; Μ \中石夕元素較佳 wt0/。至45r图 wt/°，且較佳15 劑。兮含發$人:@量存在；有機溶劑；及光醆產生 夕聚合物較佳包含式1之聚合重複單元。 【式1】

其中R為氫或甲基；Ri為直 R2、Rd h各自獨立地為Ci_c3 —支鏈C2_C1G伸烷基； 3 儿氧基；R5 為 〇H、H、c 9 1364781 c之重複單元數目的 烷基或酸不穩定性保護基；且a ^ b 相對比為0.3-1 : i_3 : i。 t ^機溶劑較佳自3_乙氧基丙酸乙酿、3·甲氧基丙酸甲 己嗣、两二醇甲鱗乙酸酯（pgmea )、庚嗣、乳 一曰1^酮乙醯及其組合所組成之群組中選出。該有機 冷劑較佳以每100重量份之含碎聚合物在約·重量份至

则〇重量份之㈣㈣量存在。該光酸產生劑較佳以每 100重量份之含♦聚合物在約G1重量份至1G重量份之範 圍内的量存在。 P較佳使用-源氣體藉由一银刻處理來執行該用於形成 旋塗式碳圖案的處理，該源氣體包含〇2與n2,或〇2與H2。 根據本發明之一具體態樣，該方法使用一旋塗式碳層， 該旋塗式碳層可藉由簡單之旋塗處理形成以替代非晶碳 層以便簡化處理步驟，從而減少了周轉時間。不管旋塗 式石厌層之厚度如何，該旋塗式碳層對633 nm具有為“〇，，之 及收率，及在蝕刻處理中具有相對於下部層之極佳抗蝕 性。此外，由於旋塗式碳層具有極佳之階梯覆蓋，故可在 具有階梯差之區域中形成平面化旋塗式碳層。 第二光阻圖案及抗反射塗層圖案中所包括之含矽聚合 物的矽元素較佳與作為蝕刻處理中之蝕刻氣體的氧氣發生 反應，由此交聯聚合物◎因此，抗反射塗層圖案及光阻圖 案具有與習知多遮罩膜相同之蝕刻選擇性以使得可在執行 隨後之钱刻處理時使用其作為用於拋光旋塗式碳層的遮 罩。 1364781 此外’該方法可減少沈積處理及多遮罩圖案之厚度， 由此減少處理步驟之數目及複雜性，以及製造成本。 【實施方式】 將參看附圖詳細描述本發明。 為防止重疊及失準，開發出已在半導體元件生產過程 中使用的：i)雙重曝光蝕刻技術（d〇uble exp〇sure etch teChn〇logy，DEET )及u )間隔物圖案化技術（邛“以 patterning, SPT)。 υ dEET包含··形成—具有比所要圖案之線寬度大兩 倍之線寬度的第-圖案；及在該等第一圖案之間形成一具 有相同線寬度的第二圖案。更特定言之，DEET包括：a) 正方法及b)負方法。 如圖 成一下伏層3、一第一遮罩膜 所示，在a)正方法中，在半導體基板1上形 第二遮罩膜7及一第

:先阻圖案8。藉由將第一光阻圖t 8作為触刻障壁遮 =來形成第二遮罩圖案7七在該等第二料圖案7]元 及：間形成—第二正光阻圖案9。藉由將第二遮罩圖案7-! Η。-先阻圖帛9作為#刻障壁遮罩來形成第一遮罩圖案 成-下伏二所示，在Μ負方法中’在半導體基板21上形 。層23、一第一遮罩膜25、一第二遮罩膜27及一 障壁遮28。藉由將第—負光阻圖案28作為㈣ 遮罩來形成第二遮罩圖案27七在第二遮罩圖案叫 11 丄:564781 及第.遮罩膜25上形成一第二負光阻圖案29。藉由將第 、光/1圖案29作為姓刻障壁遮罩來餘刻第二遞罩圖案 以形成經修改之第二遮罩圖案27_2。藉由將該經修改 之第一遮罩圖案27_2作為㈣障壁遮罩來#刻第-遮罩膜 25以形成第一遮罩圖案25_^ 、 由於DEET使用兩種類型之遮罩，故可能形成具有所 1巨大〗、的圖案。然而，處理步驟錯综複雜，且製造成

本有所增加。此外，當形成第二光阻圖案時，由於疊置圖 案時之不準確性而出現失準。此外，纟DEM巾，難以 蝕刻處理期間確保諸如光阻圖案之遮罩圖案相對於 的蝕刻選擇性。 增 SPT為藉由執行一 的遮罩處理來防止失準的自 法及b)負方法。 用於在單元區域中形成一圖案 對準技術。SPT包括：a)正方 imj )尸η

成一下伏層33、一第一说罟时 弟遮罩膜35、一第二遮罩膜37 第一光阻圖案38。藉由將第 及— 稭由將第一先阻圖案38作為蝕刻障 遮罩來形成第二遮罩圖帛37」。藉由位於 37-1元件之側壁上的元件來 ”、圖案 J兀仵I形成間隔物圖案39。 隔物圖案39作為_障壁遮罩來形成第-遮罩圖案351間 如圖4所不’ b)負方法包括：在半導體基板1 成一下㈣43、一第一遮罩膜形 第一 #«牵48拉丄 第一遮罩膜47及一 第先阻圖案48。藉由將第一光阻圖案μ 遮罩來形成第二遮罩圖案47· ·’、’蝕刻障壁 鞛由位於第二遮罩圖案 12 47-〗7L件之側壁上的元 式玻螭臈5〇或ρ/成間隔物圖案49。將一旋塗 或抗反射膜塗覆在所得結構上。執行CMP 4 回韻方法（圖中未示） 執-⑽或 隔物，且藉由將所得第二J圖:遮罩圖帛間 來形成第-遮罩圖案4〜-…作輕刻障壁遮罩 SPT需要額外之遮罩處理 心及周邊部分中裉A _面★ 土平兀k塊Q域之核 圖案邛八 /成―圖案或隔離微型單元區塊區域之一 …刀。因此’處理步驟錯綜複 隔物時M Fa1㈣w U + 難W在形成間 降級。 線寬度，藉此使圖案線寬度之均一性 使用雔ΓίΛ圖5e為說明根據本發明之—具體態樣的用於 ^看5a’在半導體基板之下伏層121上形成一旋塗 " 122，使之具有較佳在約1000 A至約2000

圍内、極佳為1500入的厚度。 之範 可使用任何合適之下伏層。較佳地，下伏 含氮化石夕（SiN)腔、备， J ^ ^ 、氧化矽（Sl〇2 )膜、多晶矽層或金屬 " 4也下伏層為包括閘極氧化物膜/多晶石夕層/鎢層/ 氮化物膜的閘電極。 走塗式碳層包括一富含碳之聚合物，其中碳元素較佳 基於聚合物之總分子量以85 wt%至90 wt%之範圍内的量 存在可藉由簡單之旋塗方法來塗覆旋塗式碳層。在該具 體態樣中’使用SHNl8 (由Nissan Chemical Co.生產）。 13 1364781 可藉由簡單之旋塗處理形成旋塗式碳層以替代非晶碳 層從而簡化處理步驟。旋塗式碳層充當一形成在具有階梯 差、一抗反射膜及一具有在下部材料與被蝕刻層之間的蝕 刻選擇性之遮罩膜之區域中的平面化膜。

大體而S ’當在高溫下沈積非晶碳層時，其吸收633 nm 波長因此，當圖案各自經形成而具有超過3〇〇〇 A之厚度 2不可能對準圖案以獲得餘刻選擇性。另一方面，當在低 溫下沈積非晶碳層時，該層經形成以具有超過6000 A之厚 度以使得抗蝕性較低。然而，不管旋塗式碳層之厚度如何， 旋塗式碳層對633 nm具有& 之吸收率，及在钱刻處 理中具有相對於下部層之極佳抗蝕性。 田在具有階梯差之區域中形成平面化膜時，非晶碳層 具有較低之階梯覆蓋，使得非晶碳層在隨後之〇2灰化處理 中部分剥落。然而’旋塗式碳層歸因於其極佳之階梯覆蓋 而不在隨後之灰化處理中剝落。 ^將包含含矽聚合物之抗反射塗層組成物塗覆在旋塗式 =層122上，且接著較佳在約_。(：至25GC之範圍内的溫 度下進行料持續約9Q秒以形成抗反射塗層膜124。抗反 射塗層膜m具有在約⑼以至約觸人之範圍内的厚度 =射塗層膜較佳包含切聚合物，纟^元素以基 物之總重量在30 Wt%至80 wt%、極佳15桃至45 wt%之範圍内的量存在，且 膜進—步包含有機溶劑及諸如 ’’’、文 丨與光酸產生劑之添加劑。含矽聚合物較佳包含 14 1364781 匕括Si-〇_單元的化合物。特定言之，含矽聚合物較佳自 矽氧烷化合物、包括羥基苯基烷基、烷基或苯基作為取代 基之倍半氧矽烷化合物，及其組合所組成之群組中選出。 在所揭示之實施例中’說明性地使用NCH0987N(由Nissan

ChemiCal C〇‘生產）、HM21 ( * TOK Co·生產）及 0DL 系 列（由 Shinetsu Co.生產）。 有機溶劑較佳自由以下物組成之群組中選出：3_乙氧 基丙酸乙自旨、3_甲氧基丙酸曱酯、環己酮、丙二醇甲醚乙 -夂知（PGMEA )、2-庚酮、乳酸乙酯、丙酮乙醯及其組合。 t機溶劑較佳以每100重量份之含矽聚合物在約5〇〇重量 份至loooo重量份之範圍内的量存在。添加劑較佳以每 重量份之含矽聚合物在約〇1重量份至1〇重量份之範圍内 的量存在。 較佳藉由微影處理而在抗反射臈124上形成一第一光 阻圖案126。

可使用任何合適類型之第—光阻圖案，且較佳使用一 般化學放大光阻組成物藉由微影處理來形成其。美國專利 第5,75〇,680 號（1998 年5月12日）、第6,〇51，678 號（2〇〇〇 年 4 月 18 日）、第 6，132,926 號（2〇〇〇 年 1〇 月 17 日）、 第 6，143,463 號（2000 年 7 曰）、第 6，15〇,〇69號（2〇〇〇 年 1 1 月 21 曰）、第 6,180,316 第 6,225,020 B1 號（2〇〇1 年 號（2001年5月22曰）及第 B1號（2001年1月30日）、 ;月 1 曰）、第 6,235,448 B1 6,235,447 B1 號（2001 年 5 月22日）中揭$ 了合適之化學放大光阻組成物，該等專 15 1364781 利之各別揭示内容以引用方式併入本文中。特定言之化 學放大光阻組成物較佳包含光酸產生劑、有機溶劑及化學 放大光阻聚合物，其較佳包含自以下物所組成之群組中選 出的聚合物：ROMA類型聚合物，其包含經取代之順丁稀 ,酸針以作為聚合重複單元；COMA類型聚合物，其包含 %烯烴、順丁烯二酸酐、甲基丙烯酸脂及丙烯酸酯以作為 聚合重複單元；及包含以上各物之組合的混合_聚合

物，以作為基礎樹脂。第一光阻圖案26較佳具有在約12卯 A至約3〇o〇A之範圍内的厚度（b)。 在所揭示之具體態樣中，將AIM5076 (由Japai Synthetic Rubber (JSR) c〇生產）塗覆在抗反射塗層膜⑵ 上，且使其曝光並顯影以形成15〇〇人之第一光阻圖案Η。 以說明之方式藉由職ArF浸潰式掃描器（由八敝 Holdmg C。·生產）執行曝光處理。較佳藉由作為曝光光 源之KrF或EUV以及ArF來執行曝光處理。 參看圖5b，藉由將第一光阻圖案126作為钱刻遮罩來 將抗，射膜m圖案化從而形成抗反射圖案124_卜 糟由在FLEX飯玄I丨金（士 γ 蝕幻至（由Lam Co.生產）中在一壓力 〇6〇mT)及功率（150W)T使用包含cF4(9〇咖）、 Μ —、〇2(11 之源 軋體進行之蝕刻處理來執行圖案化處理。 在圖案化處理中，昔杏、、t λ & Λ /入氧電漿氣體以在下部抗反 射膜上形成一呂1〇2膜，由此辦士 了抗反射膜相對於第-光 阻圖案對之蝕刻選擇性。 16 /61 較佳藉由稀釋劑來務哈笛 ^ 米移除第一先阻圖案126以防止下部 鈿塗式碳層122之損失。當藉由 1 稭由火化處理來移除第一光阻 、時’可能損壞下部旋塗式韻122之表面。 參看圖5c，將第二光阻組成物塗覆在曝露之旋塗式碳 θ及抗反^塗層圖案丨24·1上且接著較佳在約12(TC至約 1 8 0 C之範圍内的溫度下進行扭 延仃供h持續約90秒以形成第_ 光阻膜128。第二光阻腔丨9S私从a 弟一 膜128較佳具有在約500 A至約15〇〇 入之範圍内、極佳為1〇〇〇人的厚度（c)。 第二光阻膜128較佳具有與抗反射塗層圖案之 厚度“）相同之厚度（c)或大於抗反射塗層圖案叫 之厚度的厚度。此外，第—亦 弟一先阻膜128較佳具有與第一光 阻膜圖案126之原；# 4«ΓΊϋ*Γ~ 厚度（b)相同的厚度“）或小於第-光 阻膜圖案126之厚度的厚度（aSc$b)。 第一光阻膜128組成物較佳包含：含石夕聚合物，盆中 石夕元素較佳以基於聚合物之總重量3〇 W %至8〇二:極 佳，15 Wt%至45 Wt%之範圍内的量存在；光酸產生劑及有 機冷劑。可使用任何合適之含石夕聚合物。舉例而言，可使 用韓國專利公開案帛1〇_2〇〇5_〇〇2384號、美國專利第 6,541’077 號（2003 年 4 月1 曰）及第 7，144,968 號（2006 年12月5曰）φ路祖 宁所揭不的含矽聚合物，其之各別揭示内 合以引用方式併入本文中。較佳地含矽聚合物包括式1 之聚合重複單元。在該具體態樣中，使用SHB-A629 (由

ShinetsuCo.生產、+ c Λ ν , ΛΛΤ 座）次 SAX-100K (由 JSR Co.生產）。 1364781 【式1】

其中R為氫或甲基；Ri為直鏈或支鏈Μ丨。伸烷基； 及R4各自獨立地為C「C3烧氧基％為〇hhCiC" 院基或酸不穩定性保護基me之重複單元數目的 相對比為0.3 -1 : 1 - 3 : 1。

有機溶劑較佳自以下所組成之群組中選出：3·乙氧基 丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸曱酯、帛己酮、丙二醇甲醚乙酸 S旨（PGMEA)、2-庚酮、乳酸乙醋、丙_乙酿及其組合。 有機溶劑較佳以每⑽重量份之含♦聚合物在& 重量 :至胸：重量份之範圍内的量存在。光酸產生劑較佳以 母100重量份之含矽聚合物在約01重量份至η重量份之 範圍内的量存在。 ,藉由曝光遮罩m來使第二光阻们28曝光，且使之 :’V。因此’形成具有在抗反射塗層圖案之間的元 件的第二光阻圖案128-1，如圖5d所示。 ASML Holding wt°/〇氫氧化四甲 可藉由KrF或 較佳藉由1700i ArF浸潰式掃描器（由 Co.生產）執行曝光處理。較佳藉由238 基錢（TMAH)水性溶液來執行顯影處理。 18 1364781 EUV以及ArF來執行曝光處理。 不在用以形成第二光阻圖案128·1之曝光處理中曝光 包括含矽聚合物之抗反射圖案1241，因此其在顯影處理 之後仍保持原始圖案形狀。 參看圖5e，藉由第二光阻圖案128-1及抗反射圖案 124-1來圖案化旋塗式碳層122以形成旋塗式碳層圖案 122-1。 ’、 杈佳在FLEX蝕刻室（由Lam c〇生產）中於一壓力 (160 mT)及一功率（15〇 w)下藉由具有ο: : & =1 :卜 • 2或〇2 . % - 5 : 2之流量比的電漿蝕刻氣體來執行圖 案化處理。 第一光阻圖案及抗反射塗層圖案中所包括之含矽聚合 物的矽元素與作為蝕刻處理時之蝕刻氣體之氧氣發生： 應，由此交聯聚合物。因此，第二光阻圖案及抗反射塗層

圖案Ί ϋ刻選擇性以使得可在執行#刻處理時使用其作 為用於拋光下伏層之遮罩。 八 ▲在圖案化處理中，被用作_遮罩的包括切聚合物 之抗反射圖案124-1及篦-出也 及弟一先阻圖案128-1充當習知遮罩 膜以作為蝕刻遮罩從而獲得均一圖案構型。 提供—種根據該方法來製造之半導體元件。 如上文所描述’根據本發明之所揭示之實施例，一種 用於形成-半導體元件之微細圖案的方法包括形成包含含 石夕聚合物之抗反射塗層圖案及第二光阻㈣，而不是在下 、層上形成夕遮罩膜。抗反射塗層圖案及光阻圖案具有與 19 Z知多遮罩旗相同的_選擇性比。因此，該方法簡化了 惠理步驟且降低了製造成本。 /此外，可使用具有類似結構之兩種圖案作為—用於在 微影處S中轉印電路影像以獲得均一圖案構型的圖案。 且，本發明提供-種藉由該用於形成一半導體元件之微細 圖案的方法來製作的半導體元件。 本發明之所述具體態樣為說明性且非限定性的。可沪 鲁存在各種替換及均等物。本發明不為本文中所描述之微二 步驟所限制，本發明亦不限於任何特定類型之半導體元 件。舉例而言，可在動態隨機存取記憶體（DRAM)元件 或非揮發性記憶體元件中實施本發明。意欲使其他添加、 刪減或修改在隨附申請專利範圍之範疇内。 【圖式簡單說明】 圖1為說明習知正類型雙重圖案化方法之圖式。 # ® 2為說明f知負類型雙重圖案化方法之圖式。 ®為說明嵩知正類型間隔物圖案化方法之圖式。 圖：為說明習知負類型間隔物圖案化方法之圖式。 圖5e為說明根據本發明之且辦能接认 於形成-半導體亓杜,之具體態樣的-種用 兀件之一微細圖案之方法的圖式。 【主要元件符號說明】 、21、31、41 :半導體基板 ' 23 ' 33 ' 43 ··下伏層 20 1364781 5 ' 25 ' 35 ' 45 ：第一遮罩膜 5-1、25-1、3 5-1、45-1 :第一遮罩圖案 7、 27、37、47 :第二遮罩膜 7-1、27-1、37-1、47-1 :第二遮罩圖案 27-2 :經修改之第二遮罩圖案 8、 38、48:第一正光阻圖案 9:第二正光阻圖案 28 :第一負光阻圖案 29 :第二負光阻圖案 39、49 :間隔物圖案 50 :旋塗式玻璃膜 121 :下伏層 122 :旋塗式碳層 124 :抗反射塗層膜 124-1 :抗反射塗層圖案 126 :第一光阻圖案 1 2 8 :第二光阻膜 128-1 :第二光阻圖案 130 :曝光遮罩 21

Claims (1)

1364781 、申請專利範圍：

1〇〇年10月19日修正替換頁 含 種用於形成半導體元件之微細圖案的方法，其包 膜； 在一半導體基板之_下佔」 下伙層（underlying layer)上 旋塗式碳層； 在該旋塗式碳層卜# λ 層上形成一包括含矽聚合物之抗反 形成 射 在該抗反射膜上形成一第一光阻圖案； 使用該第一光阻圖荦作為— Μ禾作馬蝕刻遮罩來有選擇性地圖 案化該抗反射膜以形成―痕霞 案； 攻 +露°亥旋塗式叙層之抗反射圖 膜； 在該抗反射圖案上形成—包括切聚合物之第二光阻 選擇性地圖案化該第二光阻膜以在該等抗反射圖案之 間形成一第二光阻圖案；及 使用S亥等抗反射圖案及該等第二光阻圖案作為一敍刻 遮罩來敍刻該旋塗式碳層。 2. 如申請專利範圍第丨項之方法，其中該旋塗式碳層包 含虽含碳之聚合物，其中碳元素以基於該聚合物之總分子 量在85 wt%至90 wt%之範圍内的量存在。 3. 如申請專利範圍第丨項之方法，其中該抗反射塗層膜 包含：含矽聚合物，其中矽元素以基於該聚合物之總重量 在30 wt%至80 wt%之範圍内的量存在；有機溶劑；及自熱 酸產生劑及光酸產生劑所組成之群組中選出的添加劑。 22 1364781 100年10月丨9日修正替換頁 4·如申請專利範圍第3項之方法，其中該含矽聚合物係 自發氧烷化合物、包含羥基苯基烷基、烷基及苯基中之至 少一者作為取代基之倍半氧矽烷化合物及其組合所組成之 群組中選出。 5.如申請專利範圍第3項之方法’其中該有機溶劑係自 3-乙氧基丙酸乙酯、3-曱氧基丙酸曱酯、環己酮、丙二醇甲 醚乙酸酯（PGMEA) 、2-庚酮、乳酸乙酯、丙酮乙醯及其 組合所組成之群組中選出。 6 ·如申s青專利範圍第3項之方法，其中該有機溶劑以每 1〇〇重量份之該含矽聚合物在約5〇〇重量份至1〇〇〇〇重量份 之範圍内的量存在；且 該添加劑以每1〇0重量份之該含矽聚合物在約0.1重量 份至10重量份之範圍内的量存在。 7.如申請專利範圍第1 光阻組成物來形成該等第一 項之方法，其中使用一化學放大 光阻圖案。 8.士申專利犯圍第7項之方法，其中該化學放大光阻 、、且成物b 3光酸產生劑、有機溶劑及作為基礎樹脂之化學 放大光阻聚合物。 9.如申請專利範圍第 CF4、CHF3、〇2 及 αγ 之源 化該抗反射塗層膜。 1項之方法，其中使用一包含 氣體藉由一乾性蝕刻處理來圖案 10.如申請專利範圍第 .^ ^ . R0 ^ 固弟1項之方法，其進一步包含在形 成該"阻膜之前移除該第—光阻圖案。 n，如申請專利範圍第10 、 0項之方法，其包含藉由使用一 23 又J〇478l 豨铿★ 100年W月丨9日修正替換頁 稀釋劑來移除該第一光阻圖案。 如尹請專利範圍第】項之方 装 具有虚竽尸其尹該第一光阻膜 :…亥抗反射塗層圖案相同或大於其之厚度；且 D亥第一光阻膜具有一鱼笛 ^ 其之厚度。 ”有與第-先阻圓案厚度相同或小於 Ϊ3·如申請專利範圍第j項之 包含：含矽第-光阻膜 θ ° 八矽元素以基於該聚合物之該她重 二在:〇，一範圍内的量存在;有機溶劑：先 酸產生劑。 *甘⑷，夂元 包括弋：申：專利範圍第U項之方法，其中該含發聚合物 匕括式1之聚合重複單元： 【式1】

其中R為氫或甲基；R|為直鏈或支鏈C2_Ci。伸U R2、R3& r4各自獨立地為Ci_C3烷氧基；I係自 h-Cn烷基及酸不穩定性保護基所組成之群組中選出. b : c之重複單元數目的相對比為〇 ^ ·卜3 ·丄。 且 Η•如申請專利範圍第13項之方法，其中該有機 自3-乙氡基丙酸乙醋、3_甲氧基丙酸甲醋、環己網、別 24 1364781 100年丨〇月丨9日修正替換頁 醇甲醚乙酸酯（PGMEA )、）电_ △庚酮、乳酸乙酯、 及其組合所組成之群組中選出。 丙酮乙醯 1 6.如申凊專利範圍第} 3 每100重量份之該含石夕聚合物在約500 有機溶劑以 罝份之#&圍内的置存在；且 工 該光酸座生劑以每100重量 之S亥3碎聚合物在約〇 1 重量份至10重量份之範圍内的量存在。 隹灼0·1 17.如申請專利範圍第1項 &方法，其中使用包含（ 02及（ii) N2及H2中之至少—去 ^ ； 的一源氣體藉由—钱刻處 理來蝕刻該旋塗式碳層。 j < 1 8_如申請專利範圍第1項 ^〈方法，其中藉由—ArF、 KrF或EUV微影處理來執行對兮 ]耵叇第二光阻膜之該圖案 19.一種半導體元件，其包含 3错由邊如申請專利範圍 1項之方法形成的微細圖案。 @力 十一、圖式： 如次頁。 25