專利名稱：形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)光阻層的方法
在半導(dǎo)體組件的制作工藝中，隨著組件尺寸越來(lái)越小，光刻(photolithography)制作工藝對(duì)成功地制造半導(dǎo)體組件日顯重要。光刻制作工藝如

圖1(a)和1(b)所示，以波長(zhǎng)248微米(nm)的深紫外線(deep ultra violet ray，DUV)光源4，經(jīng)過(guò)光罩3照射到基板1上的正光阻層2，使得光罩3上的圖案經(jīng)由光源4曝光(exposure)，轉(zhuǎn)移到光阻層2上，隨后，烘烤光阻層2使照射到光源的部份擴(kuò)散形成蝕刻窗口。再經(jīng)過(guò)顯影(development)步驟，于光阻層上產(chǎn)生圖案。
現(xiàn)今，隨著光罩圖案線寬越來(lái)越小，對(duì)圖案轉(zhuǎn)移的精確度必須越來(lái)越高，有許多方式被用來(lái)改善圖案轉(zhuǎn)移的分辨率，包括使用較短波長(zhǎng)的光源來(lái)對(duì)圖案曝光、校正光學(xué)接近效應(yīng)(optical proximity effect)、使用相移式光罩、使用偏軸式照明技術(shù)、形成抗反射層、使用較薄厚度的光阻層等。
在這些方法中，使用較薄厚度的光阻層是一種方便而又有效的方法，因?yàn)楣庾璧暮穸仍奖?，分辨率越好，因?yàn)檩^薄的光阻層，在一定的聚焦深度(depth of focus，DOF)下，相對(duì)于較厚光阻層有較高的震動(dòng)或偏移的容忍度，能使所有的光阻層，不論是接近表面或底瑞，都能夠有相同的聚焦(focus)。
然而，光阻層的厚度也不能太薄，因?yàn)樘〉暮穸葧?huì)沒(méi)有足夠的抗蝕刻性(etchresistance)，使得圖案化的光阻層在后續(xù)蝕刻或布植步驟時(shí)，很容易影響到下層基板圖形的形成，所以光阻層的厚度不能無(wú)限減小，必須達(dá)到能夠抵抗隨后的蝕刻與布植制作工藝的最低厚度要求。
但是，若必須使用更薄的光阻層，則較薄光阻層抵抗隨后布植與蝕刻的能力必須被增強(qiáng)。通常，現(xiàn)有技術(shù)會(huì)使用硬烘烤制作工藝(hard bake process)，借著降低光阻內(nèi)殘留溶劑含量、增加與基板的附著力，來(lái)使其抗蝕刻力增強(qiáng)。然而，硬烘烤制作工藝并不能改變光阻層的本質(zhì)特性(intrinsic property)，即不能改變光阻層的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此對(duì)光阻層抗蝕刻力與抗布植力的改善程度有限。
本發(fā)明的目的是提供一種形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)光阻層的方法，使得半導(dǎo)體組件在使用較薄的光阻層以滿足其良好聚焦的圖案轉(zhuǎn)移效果時(shí)，仍然能保有良好的抗蝕刻能力，避免圖案化的光阻層因后續(xù)制作工藝中的布植與蝕刻而破壞。
本發(fā)明的方法首先提供一光阻層；然后，以一光源照射所述光阻層，使所述光阻層曝光；最后，將所述照射過(guò)的光阻層置于一交聯(lián)劑(cross linking agent)的蒸汽中，使之形成一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光阻層。
根據(jù)上述的構(gòu)想，其中所提供的所述光阻層是為一已圖案化的光阻層，特別是一已圖案化的化學(xué)倍增式光阻層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中所述光源是為一紫外線(ultra violet ray，UV)光源，特別是，波長(zhǎng)是為365nm的紫外線光源。
本發(fā)明的方法還包括在以一光源照射所述光阻層后烘烤所述光阻層的步驟。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明的交聯(lián)劑較理想為雙環(huán)氧丁二烯(butadienediepoxy，BTDE)；所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光阻層的形成溫度是介于80℃至120℃之間，較佳為100℃，時(shí)間為10秒至30分鐘之間；且所述溫度可由一加熱板所提供。
借助這個(gè)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)光阻層的方法，此網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的的光阻層具有較佳的抗蝕刻與抗布植能力，光阻層的厚度可以被減小以增進(jìn)光刻制作工藝中圖案轉(zhuǎn)移的精確度、分辨率。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1(a)和1(b)為現(xiàn)有圖案化光阻層步驟的示意圖；其中1(a)為以波長(zhǎng)248微米(nm)的深紫外線光源曝光正光阻層的示意圖；1(b)為將圖1(b)的光阻層經(jīng)顯影步驟后的示意圖；以及圖2(a)和2(b)為本發(fā)明形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)光阻層的方法的示意圖；2(a)是以波長(zhǎng)為365微米(nm)的紫外線光源照射圖案化的化學(xué)倍增式光阻層的示意圖；2(b)是根據(jù)本發(fā)明的方法，經(jīng)100℃烘烤后，于表面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)化學(xué)倍增式光阻層的示意圖。
本發(fā)明圖標(biāo)中所包含的各組件列示如下1基板 4深紫外線光2光阻 5紫外線光3光罩由于較薄的光阻層在后續(xù)制作工藝中無(wú)法有良好的抗蝕刻力與抗布植力，本發(fā)明提供一種形成網(wǎng)狀(crosslinking)結(jié)構(gòu)光阻層的方法，使得光阻層表面能形成網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，使得光阻層對(duì)后續(xù)制作工藝中的蝕刻與布植，具有良好的抵抗力，以保證光阻層不被破壞。
網(wǎng)狀光阻層的形成方法如圖2(a)和2(b)所示。圖2(a)中，一已圖案化的光阻層2被曝光于一紫外線光源4下，使之活化，所述光阻層2一般為化學(xué)倍增式光阻層(chemically amplified resist)。所述紫外線光源的波長(zhǎng)不必像圖案化時(shí)的光源要求那么短，圖案化時(shí)使用的深紫外線光源波長(zhǎng)一般為248nm，而此時(shí)的紫外線光源的波長(zhǎng)僅需一般水準(zhǔn)即可，例如365nm。隨后，光阻層2被置于一交聯(lián)劑(crosslinking agent)蒸汽氣氛中，特別是雙環(huán)氧丁二烯(butadiene diepoxy，BTDE)，并以加熱板加熱于80℃至120℃之間，較佳者為100℃，時(shí)間為10秒至30分鐘之間，使于光阻層2表面形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光阻層，如圖2(b)所示。
舉例來(lái)說(shuō)，一般所用的化學(xué)倍增式光阻層2其結(jié)構(gòu)式為 (化學(xué)倍增式光阻層)當(dāng)其曝光于紫外光線并經(jīng)過(guò)烘焙后，會(huì)于化學(xué)倍增式光阻上產(chǎn)生羥基(hydroxy group，-OH-)結(jié)構(gòu)；隨后，在100℃加熱板加熱下，被蒸于BTDE的交聯(lián)劑蒸汽中，經(jīng)過(guò)約10秒至30分鐘，使化學(xué)倍增式光阻層表面形成三度空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 這個(gè)硬化的化學(xué)倍增式光阻層具有較佳的抵抗蝕刻與布植的能力，借助這個(gè)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)光阻層的方法，光阻層的厚度可以被減小以增進(jìn)光刻制作工藝中圖案轉(zhuǎn)移的精確度、分辨率。
權(quán)利要求
1.一種形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)光阻層的方法，其特征在于，它包括提供一光阻層；以一光源照射所述光阻層；以及將所述照射過(guò)的光阻層置于一交聯(lián)劑的蒸汽中，使形成一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光阻層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所提供的所述光阻層為一已圖案化的光阻層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所提供的所述光阻層為化學(xué)倍增式光阻層。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光源為一紫外線光源。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述紫外線光源的波長(zhǎng)為365nm。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在以一光源照射所述光阻層后，所述方法還包括為烘烤所述光阻層的步驟。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為雙環(huán)氧丁二烯。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光阻層的形成溫度是介于80℃至120℃之間。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述形成溫度為100℃。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，所述溫度是由一加熱板所提供。
11.一種形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)光阻層的方法，其特征在于，它包括以下步驟提供一基板；形成一光阻層于所述基板上；圖案化所述光阻層；以一深紫外光源照射所述光阻層；以及將所述照射過(guò)的光阻層置于一交聯(lián)劑的蒸汽中，使形成所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光阻層。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所提供的所述光阻層為化學(xué)倍增式光阻層。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述光源為一紫外線光源。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述紫外線光源的波長(zhǎng)為365nm。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在以一光源照射所述光阻層后烘烤所述光阻層的步驟。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為雙環(huán)氧丁二烯。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光阻層的形成溫度是介于80℃至120℃之間。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述形成溫度為100℃。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，所述溫度是由一加熱板所提供。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述圖案化光阻層的步驟還包括形成一光罩于所述光阻層上，所述光阻層具有一圖案；以一深紫外線光源照射所述光罩，使光阻層未被光單圖案遮蔽的部份曝光；烘烤所述光阻層；以及蝕刻所述光阻層，使所述光阻層圖案化。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述深紫外線光源的波長(zhǎng)為248nm。
22.一種形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)光阻層的方法，其特征在于，它包括提供一光阻層；以一光源照射所述光阻層；烘烤所述光阻層；以及將所述照射過(guò)的光阻層置于一交聯(lián)劑的蒸汽中，使形成所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光阻層。
全文摘要
一種形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)光阻層的方法,包括:提供一光阻層;以一光源照射所述光阻層;以及將所述照射過(guò)的光阻層,置于一交聯(lián)劑(cross linking agent)的蒸汽中,使形成一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的光阻層。它是一種形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)倍增式光阻層的方法。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1385878SQ0111894
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2001年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月16日
發(fā)明者張文彬 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司