對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局(kipo)于2015年12月21日提交的韓國專利申請(qǐng)no.10-2015-0182672的優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容全部引入本文中作為參考。

本發(fā)明總體上涉及光刻膠組合物、形成圖案的方法和制造半導(dǎo)體器件的方法，且更具體地，涉及包括光敏樹脂的光刻膠組合物、以及使用所述光刻膠組合物形成圖案的方法和制造半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)：

光刻工藝可用于形成半導(dǎo)體器件中包括的多種圖案。例如，可使光刻膠層曝光于光化輻射或粒子束以在曝光的部分中引起化學(xué)反應(yīng)，且對(duì)于正型光刻膠，然后可通過顯影劑溶液選擇性地除去曝光的部分以形成光刻膠圖案。對(duì)于負(fù)型光刻膠，可通過顯影劑溶液選擇性地除去未曝光的部分以形成光刻膠圖案?？墒褂霉饪棠z圖案作為蝕刻掩模將用于制造半導(dǎo)體器件的下伏層圖案化以形成期望的圖案。

光刻工藝的分辨率可受在曝光過程中使用的光源的性質(zhì)、光刻膠組合物中的化學(xué)組分等影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)例實(shí)施方式提供具有提升的分辨率的光刻膠組合物、使用具有提升的分辨率的光刻膠組合物形成圖案的方法、和使用具有提升的分辨率的光刻膠組合物制造半導(dǎo)體器件的方法。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式，提供光刻膠組合物，其可包括：包含光刻膠聚合物和染料樹脂的共混物的光敏樹脂，基于光敏樹脂的總重量，染料樹脂的量在約20重量％-約80重量％的范圍內(nèi)；光致產(chǎn)酸劑；和溶劑。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式，提供光刻膠組合物，其可包括：包含與酚醛清漆單元一體地(整體地)結(jié)合的光刻膠聚合物的光敏樹脂；光致產(chǎn)酸劑；和溶劑。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式，提供形成圖案的方法。在所述方法中，可制備光刻膠組合物。光刻膠組合物可包括光刻膠聚合物和染料樹脂的共混物、或與染料單元一體地結(jié)合的光刻膠聚合物?？蓪⒐饪棠z組合物直接涂布在金屬層上以形成光刻膠層?？蓪?duì)光刻膠層進(jìn)行曝光過程以形成光刻膠圖案?？墒褂霉饪棠z圖案作為蝕刻掩模將金屬層圖案化。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式，提供制造半導(dǎo)體器件的方法。在所述方法中，可在基底上形成存儲(chǔ)單元。可在基底上形成絕緣層以覆蓋存儲(chǔ)單元?？纱┻^絕緣層形成電連接到存儲(chǔ)單元的觸頭(觸電)?？稍谟|頭和絕緣層上形成金屬層?？蓪⒐饪棠z組合物直接涂布在金屬層上以形成光刻膠層。光刻膠組合物可包括光刻膠聚合物和染料樹脂的共混物、或與染料單元一體地結(jié)合的光刻膠聚合物?？蓪?duì)光刻膠層進(jìn)行曝光過程以形成光刻膠圖案?？墒褂霉饪棠z圖案作為蝕刻掩模蝕刻金屬層以形成電連接到觸頭的至少一個(gè)的導(dǎo)電線。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式，提供形成圖案的方法。在所述方法中，可提供基底，并且基底可在上面具有金屬層?？蓪⒐饪棠z層直接沉積在金屬層上。光刻膠層可包括：光刻膠聚合物，其為基于聚羥基苯乙烯(phs)的聚合物；染料樹脂，其為基于酚醛清漆的樹脂；光致產(chǎn)酸劑，其為鹽；和酸猝滅劑，其為胺或氧化物，其中基于組合的光刻膠聚合物和染料樹脂的總重量，染料樹脂的量可在約25重量％-約75重量％的范圍內(nèi)?？蓪⒐饪棠z層用krf準(zhǔn)分子激光通過光掩模以圖案方式曝光以形成曝光的光刻膠層?？蓪⑵毓獾墓饪棠z層用含水tmah顯影劑或基于醇的溶劑顯影以形成光刻膠圖案?？墒褂霉饪棠z圖案作為蝕刻掩模蝕刻金屬層。

附圖說明

由結(jié)合附圖考慮的以下詳細(xì)描述，將更清楚地理解本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式，且其中：

圖1-6是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的形成圖案的方法的橫截面圖；

圖7-9是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的形成圖案的方法的橫截面圖；

圖10-16是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的形成圖案的方法的橫截面圖；

圖17-27是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的橫截面圖；

圖28是說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的橫截面圖；和

圖29、30和31為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式的分別使用實(shí)施例1、2和3的光刻膠組合物形成的光刻膠圖案的圖像。

由于圖1-31中的圖用于說明性目的，因此圖中的元件不一定是按比例繪制的。例如，為了清楚的目的，可放大或擴(kuò)大元件的一些。

具體實(shí)施方式

在下文中將參考其中示出了一些實(shí)例實(shí)施方式的附圖更充分地描述本發(fā)明構(gòu)思的多種實(shí)例實(shí)施方式。然而，本發(fā)明構(gòu)思可以許多不同的形式體現(xiàn)并且不應(yīng)被解釋為限于本文中闡述的實(shí)例實(shí)施方式。相反，提供這些實(shí)例實(shí)施方式，使得該描述將是徹底和完整的，并且將本發(fā)明構(gòu)思的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。

將理解，當(dāng)一個(gè)元件或?qū)颖环Q為“在”另外的元件或?qū)印吧稀薄ⅰ斑B接到”或者“結(jié)合到”另外的元件或?qū)訒r(shí)，其可直接在所述另外的元件或?qū)由?、直接連接到或者結(jié)合到所述另外的元件或?qū)?，或者可存在中間元件或?qū)?。相反，?dāng)一個(gè)元件或?qū)颖环Q為“直接在”另外的元件或?qū)印吧稀?、“直接連接到”或“直接結(jié)合到”另外的元件或?qū)訒r(shí)，則不存在中間元件或?qū)?。在說明書中，類似的標(biāo)記始終是指類似的元件。如本文中使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列舉項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)的任意和全部組合。

將理解，盡管術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等可在本文中用于描述各種元件、組分、區(qū)域、層、和/或部分，但這些元件、組分、區(qū)域、層、和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個(gè)元件、組分、區(qū)域、層或部分區(qū)別于另外的元件、組分、區(qū)域、層或部分。因此，在不背離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、組分、區(qū)域、層或部分可稱為第二元件、組分、區(qū)域、層或部分，或者反之亦然。

在本文中可使用空間相對(duì)術(shù)語例如“在……之下”、“在……下面”、“下部”、“在……上方”、“上部”等來描述如圖中所示的一個(gè)元件或特征與另外的元件或特征的關(guān)系。將理解，除圖中所描繪的方位之外，空間相對(duì)術(shù)語還意圖包括在使用或操作中的器件的不同方位。例如，如果將圖中的器件翻轉(zhuǎn)，被描述為“在”另外的元件或特征“下面”的元件則將被定向“在”所述另外的元件或特征“上方”。因此，示例性術(shù)語“在……下面”可包括在……上方和在……下面兩種方位。器件可不同地定向(例如，旋轉(zhuǎn)90度或在其它方位上)，并且本文中所使用的空間相對(duì)描述詞相應(yīng)地進(jìn)行解釋。

本文中使用的術(shù)語是為了描述具體的實(shí)例實(shí)施方式的目的且不意圖為對(duì)本發(fā)明構(gòu)思的限制。如本文中使用的，單數(shù)形式“一個(gè)(種)(a，an)”和“所述(該)”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另外指明。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式的光刻膠組合物可用在光刻工藝中用于將金屬層圖案化。例如，光刻膠組合物可用于形成半導(dǎo)體器件中包括的柵電極和/或多種布線結(jié)構(gòu)體。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠組合物可包括光敏樹脂、光致產(chǎn)酸劑(pag)和溶劑。光敏樹脂可包括染料樹脂和光刻膠聚合物的共混物、或與染料單元結(jié)合的光刻膠聚合物。

光刻膠聚合物可包括用在正型光刻膠組合物中的聚合物。例如，光刻膠聚合物可包括聚苯乙烯、聚羥基苯乙烯(phs)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯基酯、聚乙烯基醚、聚烯烴、聚降冰片烯、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯等主鏈。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可使用基于phs的聚合物作為光刻膠聚合物。在這種情況下，光刻膠聚合物可包括由以下化學(xué)式1表示的重復(fù)單元。

[化學(xué)式1]

在化學(xué)式1中，r1可表示氫或c1～c6烷基。r2可為例如氫、c1～c6烷基、c3～c6環(huán)烷基或c1～c6烷氧基。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠聚合物可包括對(duì)酸不穩(wěn)定的重復(fù)單元。例如，對(duì)酸不穩(wěn)定的重復(fù)單元可包括對(duì)酸不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)，其可通過酸(h⁺)分離。例如，對(duì)酸不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)可包括例如縮醛基團(tuán)、縮酮基團(tuán)、原酸酯基團(tuán)、醚基團(tuán)、硫醚基團(tuán)、叔烷氧基羰基基團(tuán)、或叔酯(三級(jí)酯，tertiaryester)基團(tuán)。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，染料樹脂可與光刻膠聚合物共混。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，染料樹脂可包括基于酚醛清漆的樹脂。酚醛清漆樹脂是苯酚-甲醛樹脂，并且可通過使摩爾過量的苯酚(通常是甲基取代的)與甲醛在酸催化劑例如草酸、鹽酸或硫酸的存在下反應(yīng)而制造。苯酚單元主要通過亞甲基和/或醚基團(tuán)連接。例如，基于酚醛清漆的樹脂可包括由以下化學(xué)式2表示的重復(fù)單元。

[化學(xué)式2]

在化學(xué)式2中，例如，r3可獨(dú)立地為氫或c1～c6烷基。

化學(xué)式2呈現(xiàn)出具有在苯酚單元之間在鄰位處的亞甲基連接的直鏈重復(fù)單元。然而，基于酚醛清漆的樹脂可用一種或多種類型的甲酚例如間-甲酚、鄰-甲酚、和對(duì)-甲酚制造，且可包含在酚醛清漆聚合物中的酚類單元的鄰位和/或?qū)ξ惶幍膩喖谆B接。酚醛清漆聚合物可為直鏈或支化的聚合物。

基于酚醛清漆的樹脂可具有光吸收性。例如，基于酚醛清漆的樹脂可吸收深uv光?；诜尤┣迤岬臉渲膳c光刻膠聚合物共混以用作染料。因而，與基于酚醛清漆的樹脂共混的光刻膠聚合物可用作具有光吸收性的光刻膠的基礎(chǔ)組分。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，基于光敏樹脂的總重量，染料樹脂的量可在約20重量百分?jǐn)?shù)(重量％)-約80重量％的范圍內(nèi)。如果染料樹脂的量小于約20重量％，則從金屬層通過漫反射而反射的光可無法被光敏樹脂充分地吸收。如果染料樹脂的量超過約80重量％，則光吸收性可過高，從而使光刻工藝的分辨率劣化。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，基于光敏樹脂的總重量，染料樹脂的量可在約25重量％-約75重量％的范圍內(nèi)。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，基于光敏樹脂的總重量，染料樹脂的量可在約50重量％-約75重量％的范圍內(nèi)。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，染料單元可與光刻膠聚合物一體地結(jié)合以用作光敏樹脂。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠聚合物可包括基于phs的聚合物，且具有由例如以上化學(xué)式2表示的結(jié)構(gòu)的酚醛清漆單元可作為染料單元與基于phs的聚合物結(jié)合。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，酚醛清漆單元可結(jié)合到基于phs的聚合物中包括的至少一個(gè)芳基環(huán)。例如，酚醛清漆單元可通過醚鍵結(jié)合到芳基環(huán)。在這種情況下，光敏樹脂可包括由例如以下化學(xué)式3表示的重復(fù)單元。

[化學(xué)式3]

在化學(xué)式3中，r1、r2和r3可基本上與以上化學(xué)式1和2中定義的那些相同。

如化學(xué)式3中所示，酚醛清漆單元可經(jīng)由標(biāo)示為“x”的連接體基團(tuán)與基于phs的聚合物的芳基環(huán)結(jié)合。例如，x可包括c1～c10亞烷基、c3～c10亞環(huán)烷基、c1～c10醚基團(tuán)、c3～c16二醚基團(tuán)、或其組合。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，酚醛清漆單元可與基于phs的聚合物的至少兩個(gè)芳基環(huán)結(jié)合。在這種情況下，酚醛清漆單元可包括至少兩個(gè)用于結(jié)合到基于phs的聚合物中包括的不同芳基環(huán)的連接點(diǎn)。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，酚醛清漆單元可與光刻膠聚合物結(jié)合，且可用作離去基團(tuán)，所述離去基團(tuán)可通過在曝光過程期間由pag產(chǎn)生的酸除去。

pag可包括任何能夠通過曝光過程產(chǎn)生酸的化合物。例如，pag可包括，但不限于，鹽、芳族重氮鹽、锍鹽、三芳基锍鹽、二芳基锍鹽、單芳基锍鹽、碘鹽、二芳基碘鹽、硝基芐基酯、二砜、重氮二砜、磺酸鹽(酯)、三氯甲基三嗪、n-羥基琥珀酰亞胺三氟甲磺酸鹽等。這些可單獨(dú)地或者以其組合使用。

溶劑可包括對(duì)于聚合物材料具有良好的溶解性并且具有良好的涂布性能(例如，良好的涂布特性)用于形成均勻的光刻膠層的有機(jī)溶劑。溶劑的實(shí)例可包括環(huán)己酮、環(huán)戊酮、2-庚酮、四氫呋喃(thf)、二甲基甲酰胺、丙二醇單甲基醚乙酸酯(pgmea)、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸正丁酯、乳酸乙酯、甲乙酮、苯或甲苯。這些可單獨(dú)地或以其組合使用。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠組合物可進(jìn)一步包括酸猝滅劑。酸猝滅劑可防止在光刻膠層的曝光的部分處由pag產(chǎn)生的酸過度地?cái)U(kuò)散。例如，酸猝滅劑可包括氫氧化四烷基銨、仲胺和叔胺、吡啶衍生物等。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠組合物可包括添加劑例如敏化劑(感光劑)、表面活性劑等。

可將敏化劑添加在光刻膠組合物中以通過放大光子的量而促進(jìn)曝光的部分的形成。敏化劑的實(shí)例可包括，但不限于，二苯甲酮、苯甲酰、噻吩、萘、蒽、菲、芘、香豆素、噻噸酮、苯乙酮、萘醌、蒽醌等。這些可單獨(dú)地或以其組合使用。

可將表面活性劑添加在光刻膠組合物中以促進(jìn)光刻膠組合物的涂布。例如，表面活性劑可包括基于乙二醇的化合物。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠組合物可包括在約5重量％-約20重量％的范圍內(nèi)的光敏樹脂、在約0.1重量％-約1重量％的范圍內(nèi)的pag、在約0.01重量％-約0.5重量％的范圍內(nèi)的酸猝滅劑、在約0.01重量％-約1重量％的范圍內(nèi)的添加劑、和在約78重量％-約94重量％的范圍內(nèi)的溶劑。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式的光刻膠組合物可包括可包含染料樹脂或染料單元的光敏樹脂。因此，通過漫反射的來自金屬層的光可被有效地吸收，且可保持期望的光敏性質(zhì)以獲得光刻工藝的更好的分辨率。

如上所述，光刻膠組合物可包括例如具有光吸收性的酚醛清漆樹脂或酚醛清漆單元。酚醛清漆樹脂或酚醛清漆單元可用在使用例如由i-線源產(chǎn)生的輻射的曝光過程中。i-線源為汞蒸氣燈并且提供365nm的光用于光刻膠曝光。酚醛清漆樹脂或酚醛清漆單元可與基于phs的聚合物共混或結(jié)合，使得光刻膠組合物也可用在使用例如由krf光源產(chǎn)生的光的曝光過程中。krf光源是氟化氪準(zhǔn)分子激光器并且提供具有248nm波長的krf準(zhǔn)分子激光用于光刻膠曝光。因而，可以更加提升的分辨率實(shí)施金屬層的圖案化過程。

圖1-6為說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的形成圖案的方法的橫截面圖。例如，圖1-6說明利用上述光刻膠組合物形成圖案的方法。

參照?qǐng)D1，可在基底100上形成對(duì)象(目標(biāo))層110?；?00可包括半導(dǎo)體基底或絕緣體上半導(dǎo)體基底。例如，基底100可包括硅基底、鍺基底、硅-鍺基底、絕緣體上硅(soi)基底或絕緣體上鍺(goi)基底。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，基底100可包括iii-v族化合物例如gap、gaas或gasb。

可將圖像從光刻膠圖案轉(zhuǎn)移到對(duì)象層110，使得對(duì)象層110可轉(zhuǎn)變成期望的(或預(yù)定的)圖案。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，對(duì)象層110可實(shí)質(zhì)上作為金屬層形成。例如，對(duì)象層110可由金屬例如銅、鎢、鋁、鈷、鈦、鉭等通過濺射過程、原子層沉積(ald)過程、物理氣相沉積(pvd)過程、化學(xué)氣相沉積(cvd)或鍍敷(電鍍)過程形成。

參照?qǐng)D2，可在對(duì)象層110上形成光刻膠層120。

可將如上所述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式的光刻膠組合物通過例如旋涂法、浸涂法、噴涂法等涂布在對(duì)象層110上。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可涂布光刻膠組合物以形成初步的光刻膠層，并且可通過軟烘烤過程烘烤初步的光刻膠層以除去溶劑從而形成光刻膠層120。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可直接在對(duì)象層110的頂面上形成光刻膠層120。

如上所述，光刻膠組合物可包括光敏樹脂、pag和溶劑。光敏樹脂可包括染料樹脂和光刻膠聚合物的共混物、或與染料單元結(jié)合的光刻膠聚合物。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可利用包括如由以上化學(xué)式1表示的重復(fù)單元的基于phs的聚合物作為光刻膠聚合物?；趐hs的聚合物可包括苯乙烯重復(fù)單元和含有對(duì)酸不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)的對(duì)酸不穩(wěn)定的重復(fù)單元。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可使用包括由以上化學(xué)式2表示的重復(fù)單元的基于酚醛清漆的樹脂作為染料樹脂。染料單元可包括酚醛清漆單元。

如果光敏樹脂包括光刻膠聚合物和染料樹脂的共混物，則基于光敏樹脂的總重量，染料樹脂的量可在約20重量％-約80重量％的范圍內(nèi)。

如果光敏樹脂包括與染料單元一體地結(jié)合的光刻膠聚合物，則酚醛清漆單元可如以上化學(xué)式3所表示地結(jié)合到基于phs的聚合物中包括的至少一個(gè)芳基環(huán)。

光刻膠組合物可進(jìn)一步包括酸猝滅劑，和可進(jìn)一步包括添加劑例如敏化劑和/或表面活性劑。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠組合物可包括在約5重量％-約20重量％的范圍內(nèi)的光敏樹脂、在約0.1重量％-約1重量％的范圍內(nèi)的pag、在約0.01重量％-約0.5重量％的范圍內(nèi)的酸猝滅劑、在約0.01重量％-約1重量％的范圍內(nèi)的添加劑、和在約78重量％-約94重量％的范圍內(nèi)的溶劑。

參照?qǐng)D3a和3b，可對(duì)光刻膠層120進(jìn)行曝光過程以形成曝光的部分123和未曝光的部分125。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，如圖3a中所說明的，可將包括透明基底130和遮光部分135的曝光掩模放置在光刻膠層120上方。透明基底130可包括例如玻璃或石英。遮光部分135可包括金屬例如鉻。

光可由光源140朝向曝光掩模產(chǎn)生，且通過透明基底130的在遮光部分135之間的部分的光可照射在光刻膠層120上。光源140可包括例如arf、krf、電子束、i-線、極紫外(遠(yuǎn)紫外，euv)等的源。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可利用krf光源作為光源。

光刻膠層的通過曝光掩模的光可照射在其上的部分可轉(zhuǎn)變成曝光的部分123。光刻膠層120的除曝光的部分123之外的剩余部分可定義為未曝光的部分125。

可由在曝光的部分123處的pag產(chǎn)生酸，使得光刻膠聚合物中包括的保護(hù)基團(tuán)可脫保護(hù)。在曝光的部分123處的從其除去保護(hù)基團(tuán)的位置處可產(chǎn)生極性基團(tuán)或親水基團(tuán)例如羥基或羧基。因而，可增加曝光的部分123對(duì)于在隨后的顯影過程中使用的顯影劑溶液、例如親水溶液的溶解性。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，如果染料單元與光刻膠聚合物結(jié)合，則可在曝光的部分123處根據(jù)例如以下反應(yīng)機(jī)理誘發(fā)反應(yīng)。

[在曝光過程之前]

在曝光過程之前，作為染料單元的酚醛清漆單元可經(jīng)由連接體基團(tuán)(標(biāo)示為虛線橢圓)連接到基于phs的聚合物(標(biāo)示為虛線四邊形)的芳基環(huán)。如以上結(jié)構(gòu)式中所表示的，酚醛清漆單元可經(jīng)由多個(gè)連接體基團(tuán)連接到多個(gè)芳基環(huán)，且可包括多個(gè)連接點(diǎn)。

[在曝光過程之后]

可通過曝光過程由pag產(chǎn)生酸(h⁺)，使得在連接體基團(tuán)和基于phs的聚合物之間的連接點(diǎn)、以及在連接體基團(tuán)和酚醛清漆單元之間的連接點(diǎn)可分離?？稍谶B接點(diǎn)處產(chǎn)生羥基，且因而曝光的部分123的極性和/或親水性可增加。

如參照所述反應(yīng)機(jī)理描述的，染料單元可作為能夠通過酸分離的離去基團(tuán)結(jié)合到光刻膠聚合物。

如圖3b中所說明的(為了描述的方便，在圖3b中省略曝光的部分123的圖示)，當(dāng)對(duì)象層110為金屬層時(shí)，通過曝光過程照射的光可從對(duì)象層110的表面反射以引起漫反射。反射的光可透入未曝光的部分125中從而使光刻工藝的分辨率惡化。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式，從對(duì)象層110通過漫反射而反射的光可被光刻膠層120或其中包括的染料樹脂或染料單元吸收。另外，染料單元可用作通過酸分離的離去基團(tuán)以促進(jìn)曝光的部分123的形成。

在對(duì)比例中，可在對(duì)象層110和光刻膠層120之間形成抗反射層用于防止漫反射。抗反射層可由有機(jī)基或無機(jī)基材料形成。如果對(duì)象層110包括金屬，則可由例如氮化鈦(tin)形成無機(jī)基抗反射層用于減少金屬的損傷。在對(duì)比例中，可增加額外的層沉積以形成抗反射層，和在將對(duì)象層110圖案化之前，還可增加對(duì)于抗反射層的蝕刻過程。此外，還可增加在完成光刻工藝之后用于除去抗反射層的過程。

根據(jù)以上描述的本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式，光刻膠層120可包括染料樹脂或染料單元，使得光刻膠層120可具有光吸收性，且可不形成抗反射層。因而，可獲得圖案化過程或光刻工藝的更好的效率和更高的生產(chǎn)率。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，在曝光過程之后可進(jìn)一步進(jìn)行后曝光(曝光后)烘烤(peb)過程。通過peb過程，可使在曝光過程期間產(chǎn)生的酸均勻地分布遍及曝光的部分123。大部分化學(xué)放大的(增強(qiáng)的)光刻膠取決于peb過程以驅(qū)動(dòng)酸催化的脫保護(hù)反應(yīng)。對(duì)于具有對(duì)酸極不穩(wěn)定的基團(tuán)的光刻膠體系，可不需要peb步驟，但peb過程將增強(qiáng)脫保護(hù)反應(yīng)。

參照?qǐng)D4，可通過顯影過程選擇性地除去光刻膠層120的曝光的部分123。因此，可通過殘留在對(duì)象層110上的未曝光的部分125限定光刻膠圖案。

在顯影過程中可使用基于醇的溶液、或基于氫氧化物的水溶液包括例如氫氧化四甲基銨(tmah)水溶液作為顯影劑溶液。如上所述，曝光的部分123可通過光化學(xué)反應(yīng)變成比未曝光的部分125更加極性或親水的，且可變成對(duì)顯影劑溶液可溶的。曝光的部分的更加極性或親水的性質(zhì)使得曝光的部分在親水溶液中是更加可溶的。因而，可通過顯影劑溶液例如tmah水溶液除去僅曝光的部分123。

參照?qǐng)D5，可使用通過未曝光的部分125限定的光刻膠圖案蝕刻對(duì)象層110。因此，可由在基底100和未曝光的部分125之間的對(duì)象層110形成目標(biāo)圖案115。

蝕刻過程可包括干法蝕刻過程和/或濕法蝕刻過程，其考慮到在光刻膠圖案和金屬之間的蝕刻選擇性而適當(dāng)?shù)剡x擇。例如，蝕刻過程可包括使用蝕刻劑溶液例如基于過氧化物的溶液的濕法蝕刻過程。

參照?qǐng)D6，可除去光刻膠圖案使得目標(biāo)圖案115可殘留在基底100上。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可通過灰化過程和/或剝離過程除去光刻膠圖案。目標(biāo)圖案115可用作半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電圖案，例如，布線、觸頭、塞、焊盤(墊)等。

如參照?qǐng)D1-6所描述的，光刻膠組合物可為正型光刻膠。然而，光刻膠組合物可作為負(fù)型光刻膠使用。在這種情況下，例如，可在曝光的部分123處除去苯乙烯單元中包括的羥基，且因而可降低曝光的部分123的極性，或者可增加曝光的部分123的疏水性。另外，可將交聯(lián)劑添加到光刻膠組合物，使得曝光的部分將在光刻膠聚合物之間具有酸催化的交聯(lián)以降低在顯影劑中的溶解性。反射的光可被光敏樹脂中共混的染料樹脂吸收?？赏ㄟ^顯影過程選擇性地除去未曝光的部分125，且曝光的部分123可殘留在對(duì)象層110上以用作光刻膠圖案。交聯(lián)劑優(yōu)選地用于使聚合物組分在所產(chǎn)生的酸的存在下交聯(lián)。合適的有機(jī)交聯(lián)劑包括，但不限于：包含胺的化合物、包含環(huán)氧的化合物、包含至少兩個(gè)乙烯基醚基團(tuán)的化合物、烯丙基取代的芳族化合物、包含至少兩個(gè)或更多個(gè)重氮萘醌磺酸酯基團(tuán)的化合物、及其組合。優(yōu)選的交聯(lián)劑為甘脲化合物例如四甲氧基甲基甘脲、甲基丙基四甲氧基甲基甘脲、和甲基苯基四甲氧基甲基甘脲，可從cytecindustries,inc以powderlink商標(biāo)獲得。其它優(yōu)選的交聯(lián)劑包括2,6-雙(羥甲基)-對(duì)-甲酚、甲基化的或丁基化的蜜胺樹脂(分別為n-甲氧基甲基-蜜胺或n-丁氧基甲基-蜜胺)、甲基化的/丁基化的甘脲、雙環(huán)氧或雙酚(例如，雙酚a)?？墒褂媒宦?lián)劑的組合。

圖7-9為說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的形成圖案的方法的橫截面圖。在這里省略關(guān)于與參照?qǐng)D1-6說明的那些基本上相同或相似的過程和/或材料的詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D7，如同樣在圖1中說明的，可在基底100上形成對(duì)象層110。對(duì)象層110可由金屬形成。

可在對(duì)象層110上順序地形成第一光刻膠層120a和第二光刻膠層120b。

第一光刻膠層120a可用作用于改善在對(duì)象層110和第二光刻膠層120b之間的粘附的下層。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，第一光刻膠層120a可包括具有與第二光刻膠層120b的基本上相同或相似的主鏈結(jié)構(gòu)的聚合物，和可進(jìn)一步包括粘附單元或潤濕單元。粘附單元或潤濕單元可包括例如酯基團(tuán)、酮基團(tuán)和/或內(nèi)酯基團(tuán)。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可直接在對(duì)象層110的頂面上形成第一光刻膠層120a。第一光刻膠層120a可包括或可不包括pag。

第二光刻膠層120b可具有與圖2的光刻膠層120的基本上相同的組成或構(gòu)造。第二光刻膠層120b可由如上所述的根據(jù)實(shí)例實(shí)施方式的光刻膠組合物形成。光刻膠組合物可包括光敏樹脂，所述光敏樹脂可包含與染料樹脂共混的光刻膠聚合物、或與染料單元結(jié)合的光刻膠聚合物。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，在第一光刻膠層120a中也可包括染料樹脂或染料單元。

參照?qǐng)D8，可進(jìn)行與參照?qǐng)D3a、3b和4描述的那些基本上相同或類似的過程。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，第二光刻膠層120b可通過曝光過程劃分為第二曝光的部分和第二未曝光的部分125b。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，在第二曝光的部分處由pag產(chǎn)生的酸可擴(kuò)散到第一光刻膠層120a的在第二曝光的部分下面的部分中。因此，第一光刻膠層120a可劃分為第一曝光的部分和第一未曝光的部分125a。

可通過顯影過程除去第二和第一曝光的部分?？稍趯?duì)象層110上形成包括第一未曝光的部分125a和第二未曝光的部分125b的光刻膠圖案。

參照?qǐng)D9，如同樣參照?qǐng)D5所描述的，可用光刻膠圖案作為蝕刻掩模部分地蝕刻對(duì)象層110。因此，可由對(duì)象層110形成目標(biāo)圖案115。隨后，如同樣參照?qǐng)D6所描述的，可通過例如灰化過程和/或剝離過程除去在目標(biāo)圖案115上的光刻膠圖案。

圖10-16為說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的形成圖案的方法的橫截面圖。在這里省略關(guān)于與參照?qǐng)D1-6描述的那些基本上相同或類似的過程和/或材料的詳細(xì)描述。

在圖10-16中，可將基本上平行于基底的頂面且彼此基本上垂直的兩個(gè)方向定義為第一方向和第二方向。在圖17-27中，方向的定義是相同的。

參照?qǐng)D10，可在基底200上形成下部絕緣層210，且可在下部絕緣層210中形成下部觸頭215。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可在下部絕緣層210中形成接觸孔，且可通過接觸孔進(jìn)行離子注入過程以在基底200的上部部分處形成雜質(zhì)區(qū)域203?？赏ㄟ^沉積過程或鍍敷過程用第一導(dǎo)電層填充接觸孔以形成下部觸頭215。下部觸頭215可電連接到雜質(zhì)區(qū)域203。

下部絕緣層210可由例如氧化硅或氧氮化硅形成。例如，下部絕緣層210可由例如等離子體增強(qiáng)氧化物(peox)、原硅酸四乙酯(teos)、磷硅酸鹽玻璃(psg)、硼硅酸鹽玻璃(bsg)等形成。

參照?qǐng)D11，可在下部絕緣層210和下部觸頭215上順序地形成第一蝕刻終止層220、絕緣中間層225和第二蝕刻終止層230。可在第二蝕刻終止層230上形成硬掩模235。

第一和第二蝕刻終止層220和230可由例如氮化硅或氧氮化硅形成。絕緣中間層225可由氧化硅、或低介電(低k)氧化物例如聚硅氧烷或倍半硅氧烷形成。第一蝕刻終止層220、絕緣中間層225和第二蝕刻終止層230可通過例如cvd過程、離子束濺射過程、旋涂過程等形成。

硬掩模235可由基于硅的或基于碳的旋涂硬掩模(soh)材料形成。第二蝕刻終止層230的頂面可通過硬掩模235部分地暴露。

參照?qǐng)D12，可使用硬掩模235作為蝕刻掩模部分地且順序地蝕刻第二蝕刻終止層230、絕緣中間層225和第一蝕刻終止層220以形成開口240。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，下部觸頭215的頂面可通過開口240暴露。例如，開口240可具有接觸孔形狀，各下部觸頭215可通過所述接觸孔形狀暴露。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，開口240可具有在第二方向上延伸的線形狀，多個(gè)下部觸頭215可通過其暴露。多個(gè)開口240可沿著第一方向形成。

在形成開口240之后，可通過例如灰化過程除去硬掩模235。

參照?qǐng)D13，可在開口240中形成導(dǎo)電圖案245。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可在第二蝕刻終止層230上形成填充開口240的第二導(dǎo)電層?？赏ㄟ^化學(xué)機(jī)械拋光/平坦化(cmp)過程將第二導(dǎo)電層的上部部分平坦化直至絕緣中間層225的頂面暴露以形成導(dǎo)電圖案245。第二導(dǎo)電層可由金屬例如銅、鋁、鎢等通過濺射過程或ald過程形成。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，在形成第二導(dǎo)電層之前，可在開口240的內(nèi)壁上形成阻擋導(dǎo)電層。阻擋導(dǎo)電層可由金屬氮化物例如氮化鈦或氮化鉭形成。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，第二導(dǎo)電層可通過鍍敷過程形成。例如，可使用銅靶通過濺射過程在阻擋導(dǎo)電層上共形地形成晶種層。隨后，可進(jìn)行電鍍過程，使得包括銅的第二導(dǎo)電層可生長或沉積在晶種層上以填充開口240。

參照?qǐng)D14，可在絕緣中間層225和導(dǎo)電圖案245上形成第三導(dǎo)電層250，且可在第三導(dǎo)電層250上形成光刻膠層260。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，第三導(dǎo)電層250可由金屬例如銅、鋁、鎢等通過濺射過程或ald過程形成。

光刻膠層260可由與參照?qǐng)D2描述的那些基本上相同或類似的過程和光刻膠組合物形成。可直接在第三導(dǎo)電層250的頂面上形成光刻膠層260，和可省略包括抗反射層的額外的層。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠層260可作為如參照?qǐng)D7所描述的包括第一和第二光刻膠層的多層結(jié)構(gòu)形成。

如上所述，光刻膠組合物可包括光敏樹脂、pag和溶劑。光敏樹脂可包括染料樹脂和光刻膠聚合物的共混物、或與染料單元結(jié)合的光刻膠聚合物。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可利用包括如由以上化學(xué)式1表示的重復(fù)單元的基于phs的聚合物作為光刻膠聚合物?；趐hs的聚合物可包括苯乙烯重復(fù)單元和包含對(duì)酸不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)的對(duì)酸不穩(wěn)定的重復(fù)單元。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可使用包括由以上化學(xué)式2表示的重復(fù)單元的基于酚醛清漆的樹脂作為染料樹脂。染料單元可包括酚醛清漆單元。

如果光敏樹脂包括光刻膠聚合物和染料樹脂的共混物，則基于光敏樹脂的總重量，染料樹脂的量可在約20重量％-約80重量％的范圍內(nèi)。

如果光敏樹脂包括與染料單元一體地結(jié)合的光刻膠聚合物，則酚醛清漆單元可如由以上化學(xué)式3所表示地結(jié)合到基于phs的聚合物中包括的至少一個(gè)芳基環(huán)。

光刻膠組合物可進(jìn)一步包括酸猝滅劑，和可進(jìn)一步包括添加劑例如敏化劑和/或表面活性劑。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠組合物可包括在約5重量％-約20重量％的范圍內(nèi)的光敏樹脂、在約0.1重量％-約1重量％的范圍內(nèi)的pag、在約0.01重量％-約0.5重量％的范圍內(nèi)的酸猝滅劑、在約0.01重量％-約1重量％的范圍內(nèi)的添加劑、和在約78重量％-約94重量％的范圍內(nèi)的溶劑。

參照?qǐng)D15，可進(jìn)行與參照?qǐng)D3a和4說明的那些基本上相同或類似的過程。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可通過曝光和顯影過程部分地除去光刻膠層260。例如，可除去光刻膠層260的曝光的部分以形成光刻膠圖案265。

在進(jìn)行曝光過程時(shí)，漫反射的光可被光敏樹脂中包括的染料樹脂或染料單元吸收，使得光刻膠圖案265可實(shí)現(xiàn)高的分辨率。

參照?qǐng)D16，可使用光刻膠圖案265作為蝕刻掩模將第三導(dǎo)電層250圖案化。因此，可由第三導(dǎo)電層250形成電連接到導(dǎo)電圖案245的布線255。

布線255可在例如第二方向上延伸，且可電連接到多個(gè)導(dǎo)電圖案245。

如上所述，可使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式的光刻膠組合物以高的分辨率形成半導(dǎo)體器件中包括的精細(xì)節(jié)距或精細(xì)線寬的布線。

圖17-27為說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的橫截面圖。例如，圖17-27說明制造平面型非易失性閃速存儲(chǔ)(閃存)器件的方法。存儲(chǔ)單元可包括易失性存儲(chǔ)單元和非易失性存儲(chǔ)單元。閃速存儲(chǔ)單元為非易失性存儲(chǔ)單元且可包括平面型閃速存儲(chǔ)單元和非平面型(3維)閃速存儲(chǔ)單元。

具體地，圖17、19、21、22、23和26是沿著第一方向所取的橫截面圖。圖18、20、24、25和27是沿著第二方向所取的橫截面圖。

參照?qǐng)D17和18，可在基底300上順序地形成隧穿絕緣層310、電荷儲(chǔ)存層320、介電層330、第一控制柵層340、第二控制柵層345和柵掩模層350。

基底300可包括例如硅基底、鍺基底、硅-鍺基底、soi基底、goi基底等。基底300可包括iii-v族化合物例如inp、gap、gaas、gasb等。

隧穿絕緣層310可由例如氧化硅、氮化硅和/或氧氮化硅形成。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，隧穿絕緣層310可作為多層結(jié)構(gòu)例如氧化物-氮化物-氧化物(ono)層狀結(jié)構(gòu)或氧化物-硅-氧化物(oso)層狀結(jié)構(gòu)形成。

電荷儲(chǔ)存層320可使用硅前體、和p型或n型雜質(zhì)通過沉積過程形成。電荷儲(chǔ)存層320可由摻雜的多晶硅形成。例如，電荷儲(chǔ)存層320可用作浮柵層。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，如圖18中所說明的，在電荷儲(chǔ)存層320的形成之后，可基本上沿著第一方向部分地蝕刻電荷儲(chǔ)存層320、隧穿絕緣層310和基底300的上部部分以形成隔離溝槽?；?00可被隔離溝槽劃分成活性(active)區(qū)域和場區(qū)域。部分地填充隔離溝槽的隔離層305可由例如氧化硅形成。電荷儲(chǔ)存層320和隧穿絕緣層310可通過上述過程轉(zhuǎn)變成在活性區(qū)域上基本上在第一方向上延伸的線狀圖案。隨后，可在電荷儲(chǔ)存層320和隔離層305上順序地形成介電層330、第一控制柵層340、第二控制柵層345和柵掩模層350。

介電層330可作為氧化物層或氮化物層的單層結(jié)構(gòu)、或多層結(jié)構(gòu)例如ono層狀結(jié)構(gòu)形成。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，介電層330可由高k金屬氧化物形成。介電層330可具有沿著電荷儲(chǔ)存層320、隧穿絕緣層310和隔離層305的表面的基本上波形的輪廓。

第一控制柵層340可填充隔離溝槽的在介電層330上的剩余部分。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，第一控制柵層340可由摻雜的多晶硅形成。第二控制柵層345可由金屬或金屬硅化物形成。柵掩模層350可由氮化硅或氧氮化硅形成。

隧穿絕緣層310、電荷儲(chǔ)存層320、介電層330、第一控制柵層340、第二控制柵層345和柵掩模層350可通過例如cvd過程、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)過程、濺射過程、物理氣相沉積(pvd)過程和ald過程的至少一種形成。

參照?qǐng)D19和20，可基本上沿著第二方向部分地蝕刻?hào)叛谀?50以形成多個(gè)柵掩模355。可使用柵掩模355作為蝕刻掩模順序地且部分地蝕刻第二控制柵層345、第一控制柵層340、介電層330、電荷儲(chǔ)存層320和隧穿絕緣層310。因此，可形成各自可包括順序地堆疊在基底300的頂面上的隧穿絕緣圖案315、電荷儲(chǔ)存圖案325、介電圖案335、第一控制柵343、第二控制柵347和柵掩模355的柵結(jié)構(gòu)體。

各柵結(jié)構(gòu)體例如介電圖案335、第一控制柵343、第二控制柵347和柵掩模355的部分可具有基本上在第二方向上連續(xù)地延伸的線形狀。電荷儲(chǔ)存圖案325和隧穿絕緣圖案315可具有沿著第一和第二方向彼此間隔開的島形狀。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，隧穿絕緣層310可不通過以上蝕刻過程在彼此相鄰的柵結(jié)構(gòu)體之間被完全除去。在這種情況下，隧穿絕緣圖案315可具有在第一方向上延伸的線形狀。

基底300的中央部分可對(duì)應(yīng)于單元區(qū)域。柵結(jié)構(gòu)體可按照相對(duì)窄的寬度和節(jié)距形成于單元(cell)區(qū)域上，且可用作存儲(chǔ)單元。圖19說明在單元區(qū)域上形成四個(gè)柵結(jié)構(gòu)體。然而，在單元區(qū)域上的柵結(jié)構(gòu)體的數(shù)量可沒有特別限制。

基底300的鄰近于單元區(qū)域的外圍部分可對(duì)應(yīng)于選擇區(qū)域。柵結(jié)構(gòu)體可按照相對(duì)大的寬度和節(jié)距形成于選擇區(qū)域上。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，在選擇區(qū)域上形成的柵結(jié)構(gòu)體的電荷儲(chǔ)存圖案325和第一控制柵343可彼此電連接或接觸。在這種情況下，在選擇區(qū)域上的電荷儲(chǔ)存層320和第一控制柵層340的部分可在參照?qǐng)D17說明的過程期間通過對(duì)接過程彼此連接。

參照?qǐng)D21，可在柵結(jié)構(gòu)體的側(cè)壁上形成柵間隔體357，且可在基底300的上部部分處形成雜質(zhì)區(qū)域。例如，覆蓋柵結(jié)構(gòu)體的間隔體層可由氮化硅形成，且可各向異性地蝕刻間隔體層以形成柵間隔體357。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，基底300的上部部分可在形成于單元區(qū)域和選擇區(qū)域上的柵間隔體357之間暴露，因?yàn)樵趩卧獏^(qū)域和選擇區(qū)域上的柵結(jié)構(gòu)體之間的距離可為相對(duì)大的。可通過離子注入過程在基底300的上部部分中提供雜質(zhì)以形成第一和第二雜質(zhì)區(qū)域303和307。例如，第一和第二雜質(zhì)區(qū)域303和307可在第二方向上線性地延伸。

可形成覆蓋柵結(jié)構(gòu)體和柵間隔體357的第一絕緣中間層360。第一絕緣中間層360可由氧化硅例如基于peox的材料、基于teos的材料或基于硅酸鹽玻璃的材料形成。

第一塞365可穿過第一絕緣中間層360形成以與第一雜質(zhì)區(qū)域303接觸或電連接到第一雜質(zhì)區(qū)域303。例如，可部分地蝕刻第一絕緣中間層360以形成使第一雜質(zhì)區(qū)域303暴露的第一接觸孔?？稍诘谝唤^緣中間層360上形成填充第一接觸孔的第一導(dǎo)電層，且可通過例如cmp過程將第一導(dǎo)電層的上部部分平坦化以形成第一塞365。第一塞365可用作半導(dǎo)體器件的公共源極線(csl)觸頭。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可進(jìn)一步在第一絕緣中間層360上形成電連接到第一塞365的csl。

參照?qǐng)D22，可在第一絕緣中間層360上形成第二絕緣中間層370以覆蓋第一塞365?？刹糠值匚g刻第二絕緣中間層370和第一絕緣中間層360以形成使第二雜質(zhì)區(qū)域307暴露的第二接觸孔?？稍诘诙^緣中間層370上形成填充第二接觸孔的第二導(dǎo)電層，且可通過cmp過程將第二導(dǎo)電層的上部部分平坦化以形成第二塞375。

參照?qǐng)D23和24，可在第二絕緣中間層370和第二塞375上形成第三導(dǎo)電層380，且可在第三導(dǎo)電層380上形成光刻膠層390。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，第三導(dǎo)電層380可由金屬例如銅、鎢、鋁通過濺射過程或ald過程形成。

光刻膠層390可由與參照?qǐng)D2描述的那些基本上相同或類似的過程和光刻膠組合物形成。光刻膠層390可直接在第三導(dǎo)電層380的頂面上形成，且可省略包括抗反射層的額外的層。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠層390可作為如參照?qǐng)D7所描述的包括第一和第二光刻膠層的多層結(jié)構(gòu)形成。

如上所述，光刻膠組合物可包括光敏樹脂、pag和溶劑。光敏樹脂可包括染料樹脂和光刻膠聚合物的共混物、或與染料單元結(jié)合的光刻膠聚合物。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可利用包括如由以上化學(xué)式1表示的重復(fù)單元的基于phs的聚合物作為光刻膠聚合物?；趐hs的聚合物可包括苯乙烯重復(fù)單元和包含對(duì)酸不穩(wěn)定的保護(hù)基團(tuán)的對(duì)酸不穩(wěn)定的重復(fù)單元。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可使用包括由以上化學(xué)式2表示的重復(fù)單元的基于酚醛清漆的樹脂作為染料樹脂。染料單元可包括酚醛清漆單元。

如果光敏樹脂包括光刻膠聚合物和染料樹脂的共混物，則基于光敏樹脂的總重量，染料樹脂的量可在約20重量％-約80重量％的范圍內(nèi)。

如果光敏樹脂包括與染料單元一體地結(jié)合的光刻膠聚合物，則酚醛清漆單元可如由以上化學(xué)式3所表示地結(jié)合到基于phs的聚合物中包括的至少一個(gè)芳基環(huán)。

光刻膠組合物可進(jìn)一步包括酸猝滅劑，且可進(jìn)一步包括添加劑例如敏化劑和/或表面活性劑。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，光刻膠組合物可包括在約5重量％-約20重量％的范圍內(nèi)的光敏樹脂、在約0.1重量％-約1重量％的范圍內(nèi)的pag、在約0.01重量％-約0.5重量％的范圍內(nèi)的酸猝滅劑、在約0.01重量％-約1重量％的范圍內(nèi)的添加劑、和在約78重量％-約94重量％的范圍內(nèi)的溶劑。

參照?qǐng)D25，可進(jìn)行與參照?qǐng)D3a和4說明的那些基本上相同或相似的過程。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可通過曝光和顯影過程將光刻膠層390部分地除去。例如，可除去光刻膠層390的曝光的部分以形成光刻膠圖案395。

在進(jìn)行曝光過程時(shí)，漫反射的光可被光敏樹脂中包括的染料樹脂或染料單元吸收，使得光刻膠圖案395可實(shí)現(xiàn)高的分辨率。

參照?qǐng)D26和27，可使用光刻膠圖案395作為蝕刻掩模將第三導(dǎo)電層380圖案化。因此，可由第三導(dǎo)電層380形成電連接到第二塞375的導(dǎo)電線385。

導(dǎo)電線385可在例如第一方向上延伸，且多根導(dǎo)電線385可沿著第二方向形成。例如，導(dǎo)電線385可用作半導(dǎo)體器件的位線。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可進(jìn)一步形成電連接到柵結(jié)構(gòu)體的第二控制柵347和/或第一控制柵343的布線。所述布線也可使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式的光刻膠組合物且使用金屬層作為對(duì)象層通過光刻工藝形成。

圖28為說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的橫截面圖。例如，圖28說明3維非易失性存儲(chǔ)器件。

在圖28中，與基底的頂面基本上垂直的方向稱為第一方向，并且與基底的頂面基本上平行且彼此垂直的兩個(gè)方向稱為第二方向和第三方向。

參照?qǐng)D28，半導(dǎo)體器件可包括從基底400的頂面沿著第一方向交替地且重復(fù)地堆疊的柵極線430(例如，430a至430f)和絕緣中間層圖案415(例如，415a至415g)。

基底400可包括單元區(qū)域c、延伸區(qū)域e和外圍區(qū)域p。柵極線430和絕緣中間層圖案415可作為階梯形狀或金字塔(錐體)形狀堆疊在整個(gè)單元區(qū)域c和延伸區(qū)域e中。

可在基底400的單元區(qū)域c上穿過柵極線430和絕緣中間層圖案415形成豎直溝道結(jié)構(gòu)體。豎直溝道結(jié)構(gòu)體可包括接觸基底400的頂面的半導(dǎo)體圖案410、以及形成于半導(dǎo)體圖案410上的介電層結(jié)構(gòu)440、溝道442和填充絕緣圖案444。豎直溝道結(jié)構(gòu)體可進(jìn)一步包括在其上部部分處的焊盤448。

柵極線430可圍繞多個(gè)豎直溝道結(jié)構(gòu)體中包括的介電層結(jié)構(gòu)440的外部側(cè)壁，且可在第二方向上延伸。

可在基底400的外圍區(qū)域p上形成包括柵絕緣圖案402、柵電極404和柵掩模406的柵結(jié)構(gòu)體408?？稍诨?00的鄰近于柵結(jié)構(gòu)體408的上部部分處形成雜質(zhì)區(qū)域403?？捎蓶沤Y(jié)構(gòu)體408和雜質(zhì)區(qū)域403限定外圍電路晶體管，且可在外圍區(qū)域p上形成覆蓋外圍電路晶體管的外圍電路保護(hù)層409。

可在基底400上形成模型(mold)保護(hù)層420以覆蓋外圍電路保護(hù)層409、以及包括絕緣中間層圖案415和柵極線430的堆結(jié)構(gòu)體的橫向部分?？稍谀Ｐ捅Ｗo(hù)層420上形成覆蓋最上的絕緣中間層圖案415g和焊盤448的第一上部絕緣層450。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可穿過第一上部絕緣層450、堆結(jié)構(gòu)體和模型保護(hù)層420在第一方向上形成切割圖案。

可在第一上部絕緣層450和切割圖案上形成第二上部絕緣層460。隨后，可形成延伸通過第二上部絕緣層460、第一上部絕緣層450、絕緣中間層圖案415和/或模型保護(hù)層420的觸頭。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可穿過第二和第一上部絕緣層460和450形成電連接到焊盤448的第一觸頭474。例如，第一觸頭474可用作位線觸頭。

可在延伸區(qū)域e上穿過第二上部絕緣層460、第一上部絕緣層450、絕緣中間層圖案415和模型保護(hù)層420形成電連接到各水平處的柵極線430的第二觸頭472。可在外圍區(qū)域p上穿過第二上部絕緣層460、第一上部絕緣層450、模型保護(hù)層420和外圍電路保護(hù)層409形成電連接到雜質(zhì)區(qū)域403的第三觸頭476。

可在第二上部絕緣層460上形成電連接到觸頭的布線。例如，可在第二上部絕緣層460上形成金屬層，且可在金屬層上形成光刻膠層。

可由與參照?qǐng)D2描述的那些基本上相同或相似的過程和光刻膠組合物形成光刻膠層。隨后，可進(jìn)行與參照?qǐng)D3a和4說明的那些基本上相同或相似的過程。在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可通過曝光和顯影過程部分地除去光刻膠層。例如，可除去光刻膠層的曝光的部分以形成光刻膠圖案。

在進(jìn)行曝光過程時(shí)，漫反射的光可被光刻膠層的光敏樹脂中包括的染料樹脂或染料單元吸收，使得光刻膠圖案可實(shí)現(xiàn)高的分辨率。

可使用光刻膠圖案作為蝕刻掩模部分地蝕刻金屬層以形成布線。

在本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式中，可在單元區(qū)域c上形成電連接到第一觸頭474的第一布線482。第一布線482可在例如第三方向上延伸，且可用作位線。

可在延伸區(qū)域e上形成經(jīng)由第二觸頭472電連接到各水平處的柵極線430的第二布線480。第二布線480可用作向各水平處的柵極線430施加預(yù)定的電壓的信號(hào)布線。第二布線480還可在外圍區(qū)域p上延伸以電連接到第三觸頭476。

如上所述，在制造平面型或3維型非易失性存儲(chǔ)器件時(shí)，可使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例實(shí)施方式的光刻膠組合物實(shí)施光刻工藝。因而，可在防止由于漫反射的光所致的分辨率的降低的同時(shí)實(shí)現(xiàn)具有精細(xì)節(jié)距和精細(xì)尺寸的布線。

在下文中，將參照實(shí)驗(yàn)實(shí)施例更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式的光刻膠組合物的性質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)實(shí)施例

將光刻膠組合物涂覆在具有的厚度的鋁基底上，并且烘烤以形成具有0.8μm的厚度的光刻膠層。所述光刻膠組合物包括可商購得到的phs樹脂和酚醛清漆樹脂的共混物。使用重氮鹽作為pag。

使用由krf光源產(chǎn)生的光進(jìn)行曝光過程，并且在110℃下進(jìn)行peb過程50秒。將曝光的光刻膠層浸漬在0.261ntmah顯影劑水溶液(2.38％)中以除去曝光的部分，并且獲得光刻膠圖案。

以共混物中的phs樹脂和酚醛清漆樹脂的不同的含量(重量％)(如下表1中所列)重復(fù)以上程序，并且觀察各光刻膠圖案的表面輪廓。

表1

在光刻膠組合物中缺乏染料樹脂(酚醛清漆樹脂)的對(duì)比例中，光刻膠圖案具有由于通過漫反射的降低的分辨率所致的不規(guī)則的節(jié)距和線寬。

圖29、30和31分別為使用實(shí)施例1、2和3的光刻膠組合物形成的光刻膠圖案的圖像。

參照?qǐng)D29-31，通過向光刻膠組合物添加酚醛清漆樹脂實(shí)現(xiàn)具有基本上均勻的線寬和節(jié)距的光刻膠圖案。隨著酚醛清漆樹脂的含量增加，光刻膠圖案的側(cè)壁輪廓的均勻性也提升。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式，光刻膠組合物可包括其中可結(jié)合或共混染料試劑的光敏樹脂。光刻膠組合物可直接涂布在金屬層上。在曝光過程期間，來自金屬層的漫反射的光可被染料試劑吸收。因而，即使在金屬層上可不形成抗反射層，也可有效地避免分辨率的降低。

前述內(nèi)容說明本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)例實(shí)施方式且將不被解釋為其限制。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)例實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解，在不實(shí)質(zhì)上背離本發(fā)明構(gòu)思的新型教導(dǎo)的情況下，在實(shí)例實(shí)施方式中，許多變型是可能的。因此，所有這樣的變型意圖被包括在如權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)。因此，將理解，前述內(nèi)容說明本發(fā)明構(gòu)思的多種實(shí)例實(shí)施方式且將不被解釋為限于所公開的具體的實(shí)例實(shí)施方式，并且所公開的實(shí)例實(shí)施方式的變型、以及其它實(shí)例實(shí)施方式意圖被包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。