專利名稱：維持微影制程容許度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種微影(lithography)制程的方法，且特別是有關(guān)于一種重新制作光阻時穩(wěn)定微影制程容許度的方法。
背景技術(shù)：
微影技術(shù)是將光罩上的幾何形狀轉(zhuǎn)移至覆蓋于半導(dǎo)體芯片的上感光材料(稱為光阻)薄膜上的程序，這些圖案定義了集成電路的各個區(qū)域，比如布植區(qū)、接觸窗口、及接線面積等等。微影可以說是整個半導(dǎo)體制程中，最舉足輕重的步驟之一，其關(guān)系著電路布局圖案能否被忠實地呈現(xiàn)于半導(dǎo)體基底上。
在微影技術(shù)的曝光制程中，部分沒有被光阻吸收的光，將透過光阻到達基底的表面，造成反射與入射的光波產(chǎn)生建設(shè)性(constructive)與破壞性(destructive)的干涉，而形成所謂的駐波。駐波的形成將使得光阻層曝光的程度不均勻，所以經(jīng)顯影后，光阻層的側(cè)面將呈現(xiàn)波紋狀，導(dǎo)致光阻線寬(line-width)的改變。傳統(tǒng)的微影制程技術(shù)中，解決駐波問題的方式，通常是涂布一抗反射層于基底上，用以避免微影照射光受基底反射，影響光阻圖案的精確度。目前，氮氧化硅材質(zhì)已廣泛地應(yīng)用于光阻底部，做為底部抗反射層。
隨著半導(dǎo)體績集度的增加，半導(dǎo)體組件的尺寸亦隨之縮小，因此，常需要形成高寬深比(aspect ratio)的圖案化光阻，例如具L/S圖案(line/space pattern)的光阻，以定義集成電路的特定區(qū)域，例如淺溝槽、接觸孔...等等。
具L/S圖案的光阻的寬深比相當(dāng)高，顯影出的圖案化光阻容易發(fā)生崩塌的情形，所以必須以氧氣電漿處理將崩倒的光阻以灰化(ashing)去除，再重新制作新的高寬深比光阻。
然而，氮氧化硅底部抗反射層，一旦遇到水氣入侵便會影響其折射率(refractive index；n)與消光系數(shù)(light extinction coefficient；k)，尤其在重新制作光阻前的去除光阻步驟容易影響其n、k值。n、k值改變，微影程序的關(guān)鍵尺寸、制程容許度都會發(fā)生變化，不利于掌控其穩(wěn)定性。
有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明主要目的在于提供一種維持微影制程容許度的方法，可有效掌控微影制程的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于維持微影制程容許度的方法，以利掌控黃光臨界尺寸(photo critical dimension；photo CD)。
本發(fā)明的目的之二在于維持微影制程容許度的方法，可有效避免光阻重新制作(rework)后發(fā)生光阻崩塌或倒線的問題。
本發(fā)明的主要特征在于利用在圖案化光阻層與抗反射層之間增設(shè)一透明保護層，其材質(zhì)例如為氧化物，如此，透明保護層可以對抗反射層提供充足保護。一般說來，抗反射層會因為1.環(huán)境中的水氣入侵，2.當(dāng)圖案化光阻制作不佳需要重新制作(rework)時，而導(dǎo)致其折射率(refractive index；n)與消光系數(shù)(light extinction coefficient；k)發(fā)生變化。因此，根據(jù)本發(fā)明的透明保護層可以保護抗反射層，使抗反射層的n、k值皆不發(fā)生變化，以利維持微影的制程容許度(processwindow)。
為獲致上述的目的，本發(fā)明提出一種維持微影制程容許度的方法，此方法的步驟主要是包括首先，提供一基底。接著，形成一抗反射層于上述基底表面。接著，形成一透明保護層于上述抗反射層表面。接下來，形成一圖案化光阻于上述透明保護層表面。最后，以上述圖案化光阻為罩幕，依序蝕刻上述透明保護層、上述抗反射層與上述基底。
根據(jù)本發(fā)明，上述透明保護層的材質(zhì)可以為氧化物，例如硼磷硅玻璃(boro-phspho silicate glass；BPSG)、高密度電漿氧化硅(highdensity plasma silicon oxide；HDP SiO2)或四乙基原硅酸鹽(tetraethylorthosilicate；TEOS)。其中，上述透明保護層的厚度大體為90-110。
如前所述，上述底部抗反射層包括氮氧化硅(SiOxNy)，其厚度大體為100-300如前所述，形成上述圖案化光阻的方法更包括首先，涂布一光阻于上述透明保護層表面。接著，實施一曝光程序，以定義出一圖案于上述光阻內(nèi)。最后，實施一顯影程序，使上述圖案顯現(xiàn)，以形成上述圖案化光阻。
為獲致上述的目的，本發(fā)明可適用于當(dāng)光阻有缺陷時，需要重新制作光阻的微影制程中，因此，本發(fā)明提出一種維持微影制程容許度的方法，此方法的步驟主要是包括首先，提供一基底。接著，形成一抗反射層于上述基底表面。接著，形成一透明保護層于上述抗反射層表面。接下來，形成一圖案化缺陷光阻于上述透明保護層表面。接著，去除上述圖案化缺陷光阻。接著，形成一圖案化重制(rework)光阻于上述透明保護層表面。最后，以上述圖案化重制光阻為罩幕，依序蝕刻上述透明保護層、上述抗反射層與上述基底。


圖1至圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的維持微影制程容許度的方法的一實施例的制程剖面圖。
符號說明100-基底；102-抗反射層；104-透明保護層； 106-光阻材質(zhì)；106a-圖案化光阻； 106b-圖案化缺陷光阻；108-重制光阻；108a-圖案化重制光阻。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下以下請配合參考圖1至圖8的制程剖面圖，說明根據(jù)本發(fā)明的一較佳本發(fā)明的維持微影制程容許度的方法，可使適用于各種技術(shù)領(lǐng)域的微影制程，可使常用來改善微影制程的抗反射層的特性維持穩(wěn)定，以使得微影制程的容許度更容易掌控且維持一定。
首先，請參照圖1，提供一基底100，例如一半導(dǎo)體基底?；?00上方可以形成任何所需的半導(dǎo)體組件，例如MOS晶體管、電阻、邏輯組件等，不過此處為了簡化圖式，僅以平整的基板100表示之。在本發(fā)明的敘述中，“基底”一詞是包括半導(dǎo)體晶圓上已形成的組件與覆蓋在晶圓上的各種涂層；“基底表面”一詞是包括半導(dǎo)體晶圓的所露出的最上層，例如硅晶圓表面、絕緣層、金屬導(dǎo)線等。
接著，例如利用適當(dāng)沉積方式形成一抗反射層102于基底100表面，例如化學(xué)氣相沉積法(chemical vapor deposition；CVD)，抗反射層102的材質(zhì)通常為氮氧化硅(SiOxNy)，其厚度約為100-300，用以降低多重反射與干涉，可以提升微影制程容許度(process window)。
接著，請參照圖2，再利用適當(dāng)沉積方式形成一透明保護層104于抗反射層102表面，例如化學(xué)氣相沉積法(chemical vapor deposition；CVD)。由于抗反射層102容易因為環(huán)境中水氣的影響，造成其折射率(refractive index；n)與消光系數(shù)(light extinction coefficient；k)發(fā)生變化，因此，根據(jù)本發(fā)明的透明保護層104可以提供保護，防止抗反射層102被水氣入侵，以維持微影制程容許度的穩(wěn)定。透明保護層104的材質(zhì)可以為氧化物，例如硼磷硅玻璃(boro-phspho silicateglass；BPSG)、高密度電漿氧化硅(high density plasma silicon oxide；HDP SiO2)或四乙基原硅酸鹽(tetraethylorthosilicate；TEOS)，其厚度大約為90-110。
接著，請參照圖3，例如利用旋涂法(spin coating)形成一光阻材質(zhì)106于透明保護層104表面。光阻材質(zhì)106可為有機材料(organicmaterial)，利用光線照射，使有機物質(zhì)進行光學(xué)反應(yīng)(曝光)而產(chǎn)生分子結(jié)構(gòu)的變化，再使用溶劑使之顯像。光阻材質(zhì)106的厚度約為4000-6000。
接著，請參照圖4，進行一微影程序，以使光阻材質(zhì)106圖案化。微影程序的進行是可利用一具有預(yù)定圖案的光罩(未圖標(biāo))，先進行曝光程序，使光罩的圖案定義于光阻材質(zhì)106中，然后再用適當(dāng)溶劑，進行顯影程序，使光罩的圖案于光阻材質(zhì)106中顯現(xiàn)出來，以形成一圖案化光阻106a。
通常，利用本發(fā)明的透明保護層104保護抗反射層102，可以使抗反射層102提供改微影制程容許度的效果，如此所得的圖案化光阻106a通常輪廓佳，有利后續(xù)進行蝕刻程序時做為蝕刻罩幕。
然而，若圖案化光阻106a的縱深比(aspect ratio)相當(dāng)大時，圖案化光阻106a容易發(fā)生光阻崩塌的情形，產(chǎn)生一圖案化缺陷光阻106b，如圖5所示。
接下來，請參照圖6，例如利用灰化法(ashing)或是利用一腐蝕溶液，去除圖案化缺陷光阻。此時，根據(jù)以往，通常去除光阻的腐蝕溶液很容易與抗反射層發(fā)生反應(yīng)，使得抗反射層的n、k值改變，因此，習(xí)知去除缺陷光阻的步驟，容易使后續(xù)微影制程容許度發(fā)生變化，然而，根據(jù)本發(fā)明，增設(shè)透明保護層104于抗反射層102表面，用以保護抗反射層102，使抗反射層102的n、k值維持穩(wěn)定，促使后續(xù)微影制程容許度維持穩(wěn)定，益于掌控臨界尺寸(critical dimension；photo CD)。
然后，請參照圖7，重新制作(rework)光阻，例如利用旋涂法(spincoating)形成一重制光阻108于透明保護層104表面。重制光阻108可為有機材料(organic material)，其厚度約為4000-6000。
接著，請參照圖8，再次進行一微影程序，以使重制光阻108圖案化。微影程序的進行是可利用一具有預(yù)定圖案的光罩(未圖標(biāo))，進行曝光程序，使光罩的圖案定義于重制光阻108中，然后再用適當(dāng)溶劑，進行顯影程序，使光罩的圖案于重制光阻108中顯現(xiàn)出來，以形成一圖案化重制光阻108a。值得一提的是，根據(jù)本發(fā)明，增設(shè)透明保護層104后，重新制作光阻所得的圖案化重制光阻108a會具有些許微小的底腳(footing)，可以有效防止圖案化重制光阻108a發(fā)生崩塌，但底腳的圖案小，不會影響后續(xù)蝕刻的輪廓。
如此一來，便可進行蝕科程序，重新獲得的圖案化重制光阻108a便可以做為蝕刻罩幕。
權(quán)利要求
1.一種維持微影制程容許度(process window)的方法，包括提供一基底；形成一抗反射層于上述基底表面；形成一透明保護層于上述抗反射層表面；形成一圖案化光阻于上述透明保護層表面；以及以上述圖案化光阻為罩幕，依序蝕刻上述透明保護層、上述抗反射層與上述基底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述透明保護層是氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述氧化物是硼磷硅玻璃(boro-phspho silicate glass；BPSG)、高密度電漿氧化硅(high density plasma silicon oxide；HDP SiO2)或四乙基原硅酸鹽(tetraethylorthosilicate；TEOS)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述透明保護層的厚度大體為90-110。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述底部抗反射層包括氮氧化硅(SiOxNy)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述底部抗反射層的厚度大體為100-300。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的維持微影制程容許度的方法，其中形成上述圖案化光阻的方法包括涂布一光阻于上述透明保護層表面；實施一曝光程序，以定義出一圖案于上述光阻內(nèi)；以及實施一顯影程序，使上述圖案顯現(xiàn)，以形成上述圖案化光阻。
8.一種維持微影制程容許度(process window)的方法，包括提供一基底；形成一抗反射層于上述基底表面；形成一氧化層于上述抗反射層表面；形成一圖案化光阻于上述透明保護層表面；以及以上述圖案化光阻為罩幕，依序蝕刻上述透明保護層、上述抗反射層與上述基底。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述氧化層包括硼磷硅玻璃(boro-phspho silicate glass；BPSG)、高密度電漿氧化硅(high density plasma silicon oxide；HDP SiO2)或四乙基原硅酸鹽(tetraethylorthosilicate；TEOS)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述氧化層的厚度大體為90-110。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述底部抗反射層包括氮氧化硅(SiOxNy)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述底部抗反射層的厚度大體為200-400。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的維持微影制程容許度的方法，其中形成上述圖案化光阻的方法包括涂布一光阻于上述透明保護層表面；實施一曝光程序，以定義出一圖案于上述光阻內(nèi)；以及實施一顯影程序，使上述圖案顯現(xiàn)，以形成上述圖案化光阻。
14.一種維持微影制程容許度(process window)的方法，包括提供一基底；形成一抗反射層于上述基底表面；形成一透明保護層于上述抗反射層表面；形成一圖案化缺陷光阻于上述透明保護層表面；去除上述圖案化缺陷光阻；形成一圖案化重制(rework)光阻于上述透明保護層表面；以及以上述圖案化重制光阻為罩幕，依序蝕刻上述透明保護層、上述抗反射層與上述基底。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述透明保護層是氧化物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述氧化物是硼磷硅玻璃(boro-phspho silicate glass；BPSG)、高密度電漿氧化硅(high density plasma silicon oxide；HDP SiO2)或四乙基原硅酸鹽(tetraethylorthosilicate；TEOS)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述透明保護層的厚度大體為90-110。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述底部抗反射層包括氮氧化硅(SiOxNy)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述底部抗反射層的厚度大體為200-400。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的維持微影制程容許度的方法，其中形成上述圖案化缺陷光阻的方法包括涂布一第一光阻于上述透明保護層表面；實施一曝光程序，以定義出一圖案于上述第一光阻內(nèi)；以及實施一顯影程序，使上述圖案顯現(xiàn)，以形成上述圖案化缺陷光阻。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的維持微影制程容許度的方法，其中形成上述圖案化重制光阻的方法包括涂布一第二光阻于上述透明保護層表面；實施一曝光程序，以定義出一圖案于上述第二光阻內(nèi)；以及實施一顯影程序，使上述圖案顯現(xiàn)，以形成上述圖案化重制光阻。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述圖案化缺陷光阻是利用灰化法(ashing)去除。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的維持微影制程容許度的方法，其中上述圖案化缺陷光阻是利用一腐蝕溶液去除。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種維持微影制程容許度的方法。首先，提供一基底；接著，形成一抗反射層于上述基底表面；然后，形成一透明保護層于上述抗反射層表面；接著，形成一圖案化光阻于上述透明保護層表面；最后，以上述圖案化光阻為罩幕，依序蝕刻上述透明保護層、上述抗反射層與上述基底。
文檔編號G03F1/46GK1605937SQ20031010008
公開日2005年4月13日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月8日
發(fā)明者陳良信, 吳國堅, 陳逸男, 謝文貴 申請人:南亞科技股份有限公司