專利名稱：用于半導(dǎo)體微影制程的系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體元件的方法，特別是涉及一種應(yīng)用在半導(dǎo)體制造上的光微影制程。
背景技術(shù)：
當(dāng)半導(dǎo)體工業(yè)開始發(fā)展，光微影就被用來形成積體電路中的元件。也因為光微影技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是曝光輻射波長一直降低，所以單一晶片上面可以放置的元件密度也持續(xù)增加。只要電路元件的關(guān)鍵尺寸大于用來曝光光阻的輻射波長，技術(shù)上也就不會要求在光罩特性上有任何重大的改變。
但是，當(dāng)成像的輻射波長大于關(guān)鍵尺寸時，一直都存在的繞射效應(yīng)在此時就變得非常明顯，導(dǎo)致投影影像的嚴(yán)重失真。尤其是各種特殊影像樣式之間的距離，會特別容易受到這種失真的影響，而此現(xiàn)象通常被稱為鄰近效應(yīng)(proximity effects)。
當(dāng)波長接近電路尺寸時，光微影還會遇到的另一個焦點深度(depth offocus；DOF)的問題。當(dāng)焦點深度小于要被曝光的光阻厚度時，影像的銳利度便會喪失。在實做上，因為繞射效應(yīng)的影響，所得到的影像通常變成一個模糊圓(blurred circle)。
當(dāng)解析度較不重要的時候，可將入射光限制于透鏡的中央處來增加焦點深度，如此減少光錐角度而使被聚焦光在離開模糊圓之前可有更深的行進(jìn)距離。然而，當(dāng)解析度也變?yōu)樾枰紤]的條件時，這個方法就無法再被接受。
傳統(tǒng)上，增加焦點深度的方法是同時聚焦密集填充和隔離接觸洞。但是，密集填充接觸洞的焦點深度的增加卻也導(dǎo)致降低了隔離接觸洞的焦點深度，因此經(jīng)常會得到?jīng)]有聚焦的影像。舉例來說，為了平衡密集填充以及隔離接觸洞各自的焦點深度，先前習(xí)知的技術(shù)是利用傳統(tǒng)的照明方法來多重或是連續(xù)曝光以增加焦點深度。然而這種方法會導(dǎo)致密集洞的焦點深度不足。
因此，需要改良現(xiàn)有的微影系統(tǒng)與方法來得到更好的結(jié)果。
由此可見，上述現(xiàn)有的微影系統(tǒng)與方法在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品及方法又沒有適切的結(jié)構(gòu)及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的微影系統(tǒng)與方法，實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的微影系統(tǒng)與方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的用于半導(dǎo)體微影系統(tǒng)與方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的微影系統(tǒng)與方法，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的微影系統(tǒng)與方法存在的缺陷，而提供一種新的用于半導(dǎo)體微影系統(tǒng)與方法，所要解決的技術(shù)問題是使其提供一種改良的微影系統(tǒng)方法來降低鄰近效應(yīng)，并增加焦點深度，從而更加適于實用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種半導(dǎo)體制造方法，其特征在于該制造方法包含提供一基材；覆蓋一光阻層于該基材之上；以及利用高角度照明方法以及焦點漂移曝光方法的組合曝光該基材。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的半導(dǎo)體制造方法，其中所述的焦點漂移曝光方法包含傾斜該基材，或傾斜用以曝光該基材的一光罩。
前述的半導(dǎo)體制造方法，于其中所述的焦點漂移曝光方法包含傾斜該基材角度約30到約250微徑度之間。
前述的半導(dǎo)體制造方法，其中所述的焦點漂移曝光方法包含傾斜該光罩角度約120到約1000毫徑度之間。
前述的半導(dǎo)體制造方法，其中所述的高角度照明方法包含在一半徑約1西格馬的照明區(qū)域內(nèi)形成一實質(zhì)圓形區(qū)域，其中該實質(zhì)圓形區(qū)域的半徑最少約0.65西格馬。
前述的半導(dǎo)體制造方法，其中所述的高角度照明方法包含在一半徑約1西格馬的照明區(qū)域內(nèi)形成一第一實質(zhì)圓形區(qū)域，其中該第一實質(zhì)圓形區(qū)域的半徑最少約0.2西格馬；以及在該照明區(qū)域之內(nèi)形成一第二實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域并直接相鄰于該第一實質(zhì)圓形區(qū)域。
前述的半導(dǎo)體制造方法，其中所述的第二實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域的一內(nèi)部半徑最少約0.2西格馬，其中該第二實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域的一外部半徑最少約0.7西格馬。
前述的半導(dǎo)體制造方法，其中所述的高角度照明方法包含在一半徑約1西格馬的照明區(qū)域內(nèi)形成一第一實質(zhì)圓形區(qū)域，其中該第一實質(zhì)圓形區(qū)域的半徑最少約0.2西格馬，以及在該照明區(qū)域之內(nèi)形成一第二實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域并直接相鄰于該第一實質(zhì)圓形區(qū)域，其中該第二實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域的一光穿透率約為0％；以及在該照明區(qū)域內(nèi)形成一第三實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域且沒有相鄰于該第一實質(zhì)圓形區(qū)域。
前述的半導(dǎo)體制造方法，其中所述的該第三實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域的一內(nèi)部半徑大于約0.2西格馬以及其中該第三實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域的一外部半徑最少約0.7西格馬。
前述的半導(dǎo)體制造方法，其中所述的高角度照明方法包含在一照明區(qū)域內(nèi)形成一第一實質(zhì)圓形區(qū)域，其中該第一實質(zhì)圓形區(qū)域的一半徑于最少約0.2西格馬，以及在照明范圍之內(nèi)順著該第一實質(zhì)圓形區(qū)域的圓周形成復(fù)數(shù)個第二區(qū)域。
前述的半導(dǎo)體制造方法，其中所述的第二區(qū)域的一內(nèi)部半徑最少約0.2西格馬，其中該第二區(qū)域的一外部半徑于最少約0.7西格馬。
前述的半導(dǎo)體制造方法，其中所述的曝光是使用濕式微影制程或干式微影制程。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一半導(dǎo)體晶圓光微影系統(tǒng)包含一照明區(qū)域是由一光源所提供，其中該光源是用以曝光一晶圓；一實質(zhì)圓形區(qū)域，位于該照明區(qū)域內(nèi)，該實質(zhì)圓形區(qū)域的一半徑大約在約0.2到約0.7西格馬之間，其中該實質(zhì)圓形區(qū)域的一光穿透率約0％到約100％之間；以及一控制裝置，用以讓微影過程中的該晶圓和/或一光罩傾斜一角度。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的半導(dǎo)體晶圓光微影系統(tǒng)，其中所述的實質(zhì)圓形區(qū)域的該光穿透率約20％到約100％之間，且該光源波長至少小于250納米。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種形成圖案于一半導(dǎo)體基材上的方法包含覆蓋一光阻層于該半導(dǎo)體基材之上；傾斜該基材至一角度相對于一曝光系統(tǒng)內(nèi)的一光罩；在曝光系統(tǒng)內(nèi)的一照明區(qū)域中過濾出一圓形區(qū)域；以及使用該曝光系統(tǒng)曝光一圖案于該光阻層上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體制造方法，根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例，此半導(dǎo)體制造方法包含提供一基材，并覆蓋一光阻層于基材之上，以及利用高角度照明方法和焦點漂移曝光方法的組合來曝光基材。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明另提供了一種光微影系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實施例，此光微影系統(tǒng)是供用于半導(dǎo)體的晶圓制程中，此系統(tǒng)包含一光罩以及由一光源所提供的一照明區(qū)域，且此光源是用以曝光晶圓。照明區(qū)域包含一實質(zhì)圓形區(qū)域，其半徑大約在約0.2到約0.7西格馬之間。此實質(zhì)圓形區(qū)域的光穿透率約0％到約100％之間。一光罩是用以投影影像到晶圓之上，且光罩與晶圓之中至少一個必須被傾斜。
再者，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種形成圖案于一半導(dǎo)體基材上的方法，根據(jù)本發(fā)明的另一較佳實施例，形成圖案于一半導(dǎo)體基材上的方法包含覆蓋一光阻層于該半導(dǎo)體基材之上，傾斜該基材至一角度相對于一曝光系統(tǒng)內(nèi)的一光罩，在曝光系統(tǒng)內(nèi)的一照明區(qū)域中過濾出一圓形區(qū)域，以及使用曝光系統(tǒng)曝光一圖案于光阻層上。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明用于半導(dǎo)體微影制程的系統(tǒng)與方法至少具有下列優(yōu)點利用這種整合高角度照明方法和焦點漂移曝光方法的光微影制程，可以降低鄰近效應(yīng)，并增加焦點深度。
綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種用于半導(dǎo)體制程的光微影方法，包含提供一基材當(dāng)作一晶圓，以及提供一光罩來曝光此晶圓。此晶圓是使用一種組合高角度照明方法及焦點漂移曝光方式來進(jìn)行曝光。利用這種整合高角度照明方法和焦點漂移曝光方法的光微影制程，可以降低鄰近效應(yīng)，并增加焦點深度。本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點及實用價值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、加工方法或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的微影系統(tǒng)與方法具有增進(jìn)的突出功效，從而更加適于實用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是本發(fā)明的光微影方式流程圖，用來說明本發(fā)明一或多個實施例。
圖2是繪示依照本發(fā)明的整個光微影系統(tǒng)圖，用來說明本發(fā)明一或多個實施例。
圖3到圖6是繪示本發(fā)明的光微影系統(tǒng)的照明區(qū)域，用來說明本發(fā)明一或多個實施例。
圖7是繪示第2圖光微影系統(tǒng)中所選出的一小部份，用來說明本發(fā)明一或多個實施例。
圖8是繪示第2圖光微影系統(tǒng)中所選出的一小部份，用來說明本發(fā)明一或多個實施例。
圖9是繪示一晶圓，用來說明本發(fā)明一或多個實施例。
10光微影方法 12步驟14步驟 16步驟20微影系統(tǒng) 21光源22聚光透鏡 23光線24光罩 25光線26投影鏡 27光線28晶圓 29半徑30照明區(qū)域 31半徑32半徑 33半徑34半徑 35照明區(qū)域36半徑 37半徑38半徑 40照明區(qū)域41半徑 42半徑44半徑 46角度48照明區(qū)域 50a圖案50b圖案 52角度54角度 110基材114介電層120抗反射覆蓋層122光阻層C1實質(zhì)圓形區(qū)域C2第一實質(zhì)圓形區(qū)域 A2第二相鄰圓環(huán)狀區(qū)域C3第一實質(zhì)圓形區(qū)域 A3圓環(huán)狀區(qū)域B3第二圓環(huán)狀區(qū)域 A4第二區(qū)域C4第一實質(zhì)圓形區(qū)域具體實施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的用于半導(dǎo)體微影制程的系統(tǒng)與方法其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、加工方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
接下來所要揭露的發(fā)明會提供許多不同的實施例，或者是本發(fā)明用于不同結(jié)構(gòu)上的例子。特定的構(gòu)成樣品，以及設(shè)計過的部份，將在下面敘述使得本發(fā)明容易了解。當(dāng)然，這些實施例并非用以限定本發(fā)明。另外，本發(fā)明在各個實施例里面會重復(fù)一些參考數(shù)字或者名詞，這是為了簡化并清楚的了解本發(fā)明，并非特別指明各實施例或各結(jié)構(gòu)討論之間有任何連接關(guān)系。此外，以下描述中關(guān)于第一特征形成于第二特征的上方或是形成在第二特征上的情形，應(yīng)包含了第一特征與第二特征兩者是直接接觸形成，以及第一特征與第二特征之間具有額外特征而使第一特征與第二特征并非直接接觸形成等實施例。
本發(fā)明提供一種新的微影方式，此微影方式使用了高角度照明方法及焦點漂移曝光方法兩者的組合。高角度照明方法包含偏軸式照明，將在下面用圖3-6作更詳細(xì)的描述。焦點漂移曝光方法包含多重曝光及/或傾斜晶圓/光罩并使用干蝕刻或濕蝕刻制程，這些也將在下面有更進(jìn)一步敘述。請參照第1圖，其繪示一簡單的光微影方法10用于本發(fā)明一個或多個實施例中。本方法一開始的步驟12為提供一個有覆蓋光阻劑的基材。接著步驟14為提供一個光罩來曝光晶圓。最后，方法10的步驟16為利用結(jié)合高角度照明方法與焦點漂移曝光方式來曝光晶圓。
方法10可以應(yīng)用在工業(yè)上的各種半導(dǎo)體元件，像是記憶體元件(包含靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體(SRAM)等)，邏輯元件(包含金屬氧化半導(dǎo)體場效應(yīng)電晶體(MOSFET)等)，以及其他元件。方法10由步驟12開始，此步驟12是提供一晶圓。
請參閱圖2，方法10步驟12中所使用的晶圓28可以圖解為微影系統(tǒng)20的簡單一小部份。在這個實施例里，一個光源21發(fā)出光線23，被一個聚光透鏡22所聚光。光源所使用的波長小于250納米，在本發(fā)明的實施例里約248納米、193納米或者157納米。具有圖案的光罩24被光線27均勻地照射。在經(jīng)過光罩24之后，光線25被投影鏡26聚焦成為影像投影在晶圓28上。
因為微影系統(tǒng)20已經(jīng)在現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)中被使用，在這個文件中許多部份因此不會被進(jìn)一步的敘述。
依照方法10的步驟16，晶圓28利用一種組合高角度照明方法以及焦點漂移曝光方法來曝光，各方法將在下面被詳細(xì)地說明。
現(xiàn)在將更進(jìn)一步說明高角度照明方法。在一實施例里，光源21可用一些現(xiàn)有習(xí)知的方法來作調(diào)整，以形成如圖3-6所示的高角度照明。
請參閱圖3，在一實施例里，一實質(zhì)圓形區(qū)域C1被形成在半徑29為約1西格馬的照明區(qū)域30內(nèi)。實質(zhì)圓形區(qū)域C1的半徑31大約最少0.65西格馬，可使用濾光器或者其他元件來呈現(xiàn)此實質(zhì)圓形區(qū)域C1，而且可以控制光穿透率大約在0％到100％之間。在這個較佳實施例中，光穿透率約在20％到100％之間。
請參閱圖4，在另一實施例里，第一實質(zhì)圓形區(qū)域C2與相鄰于第一實質(zhì)圓形區(qū)域C2的第二相鄰圓環(huán)狀區(qū)域A2，都被形成在半徑33為約1西格馬的照明區(qū)域35內(nèi)。第一實質(zhì)圓形區(qū)域C2的半徑32大約最少0.2西格馬，可使用濾光器或者其他元件來呈現(xiàn)此實質(zhì)圓形區(qū)域C2，而且可以控制光穿透率大約在0％到100％之間。在這個較佳實施例中，光穿透率約在20％到100％之間。第二相鄰圓環(huán)狀區(qū)域A2擁有最少約0.2西格馬的內(nèi)部半徑32，以及擁有最少約0.7西格馬的外部半徑34，可使用濾光器或者其他元件來呈現(xiàn)此第二相鄰圓環(huán)狀區(qū)域A2，而且可以控制光穿透率大約在0％到100％之間。在這個較佳實施例中，光穿透率約在20％到100％之間。
請參閱圖5，在另一實施例里，第一實質(zhì)圓形區(qū)域C3以及兩個圓環(huán)狀區(qū)域(A3和一第二圓環(huán)狀區(qū)域B3)皆形成在半徑37為約1西格馬的照明區(qū)域40內(nèi)。第一實質(zhì)圓形區(qū)域C3的半徑36大約最少0.2西格馬，可使用濾光器或者其他元件來呈現(xiàn)此第一實質(zhì)圓形區(qū)域C3，而且可以控制光穿透率大約在0％到100％之間。在這個較佳實施例中，光穿透率約在20％到100％之間。
第二圓環(huán)狀區(qū)域B3相鄰于第一實質(zhì)圓形區(qū)域C3。圓環(huán)狀區(qū)域A3并沒有與第一實質(zhì)圓形區(qū)域C3相鄰。圓環(huán)狀區(qū)域A3擁有大于約0.2西格馬的內(nèi)部半徑38，以及擁有約最少0.7西格馬的外部半徑41。圓環(huán)狀區(qū)域A3可使用濾光器或者其他元件來呈現(xiàn)，而且可以控制光穿透率大約在0％到100％之間。在這個較佳實施例中，光穿透率約在20％到100％之間。這里注意到，在圓環(huán)狀區(qū)域A3與第一實質(zhì)圓形區(qū)域C3之間的第二圓環(huán)狀區(qū)域B3有一光穿透率約0％。
請參閱圖6，在這一個例子里，第一實質(zhì)圓形區(qū)域C4以及復(fù)數(shù)個圍繞于第一實質(zhì)圓形區(qū)域C4周長的第二區(qū)域A4是形成于照明區(qū)域48內(nèi)。第一實質(zhì)圓形區(qū)域C4的半徑42大約最少0.2西格馬，可使用濾光器或者其他元件來呈現(xiàn)此第一實質(zhì)圓形區(qū)域C4，而且可以控制光穿透率大約在0％到100％之間。在這個較佳實施例中，光穿透率約在20％到100％之間。
各個第二區(qū)域A4可能完全相似或者有所不同，也可能僅有一個第二區(qū)域A4。在這個例子里面至少一個第二區(qū)域A4有最少約0.2西格馬的內(nèi)部半徑42，以及有最少約0.7西格馬的外部半徑44。要注意到至少一個第二區(qū)域A4可使用濾光器或者其他元件來呈現(xiàn)，而且可以控制光穿透率大約在0％到100％之間。在這個較佳實施例中，光穿透率約在20％到100％之間。在一實施例里，角度46最少約30度。
接下來將進(jìn)一步說明焦點漂移曝光方法。請參閱圖7，在一實施例里，基材28會被控制裝置傾斜一個角度52，這個角度約30到約250微徑度(urad)之間，是用以曝光基材28。如圖所示，一圖案50a會從光罩形成一相同的圖案50b在晶圓28上。
請參閱圖8，在另一個實施例里，光罩24為覆蓋一層高精確度電子電路微影像的薄板，此光罩24可包含各種物質(zhì)，像是石英(quartz)、堿石灰(soda lime)、白冠(white crown)，或者是其他物質(zhì)。一般來說，光罩24的一面會包含一鉻層，電子電路(通常被稱為幾何圖案)可以被蝕刻到鉻層上。光罩24的厚度可以為現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)的任何適當(dāng)厚度。在一實施例里，光罩24可被控制裝置傾斜一角度54，約120到約1000毫徑度(mrad)之間，是用以曝光基材28。在同一個曝光過程里，光罩24與基材28兩者都可以被傾斜。
在改進(jìn)過的實施例里，焦點漂移曝光方法可包含最少兩種曝光方式，可為使用獨立或者結(jié)合圖7及/或圖8的結(jié)構(gòu)。這多重曝光方法可利用掃描或靜態(tài)方法，或者是其他現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)的方法來完成。在一實施例里，第一以及第二曝光的焦點范圍可大概在約0.1mm到0.6mm之間。在第二實施例里，多重曝光的焦點差異在約0.1mm到0.4mm之間。然而，要注意到的是其他的焦點范圍或差異也在先前習(xí)知技術(shù)中有所討論。由于多重曝光為現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)，在這里不作進(jìn)一步討論。
請參閱圖9，為了特殊目的的實施例，圖2中的晶圓28可被擴(kuò)充包含一基材110、一介電層114、一抗反射覆蓋層120，以及一光阻層122。
基材110可包含一個或多個非導(dǎo)體、導(dǎo)體，或是半導(dǎo)體層。例如基材110可包含一基本半導(dǎo)體，像是單晶硅、多晶硅、非晶硅，或者鍺；一化合物半導(dǎo)體，像是碳化硅，或者砷化鎵；一合金半導(dǎo)體，像是硅鍺(SiGe)、磷化砷鎵(GaAsP)、砷化銦鋁(AlInAs)、砷化鋁鎵(AlGaAs)，以及磷化銦鎵(GaInP)。更進(jìn)一步，基材110可以包含一塊狀半導(dǎo)體，像是塊狀硅，而塊狀半導(dǎo)體也可包含一磊晶硅層。這或可包含一絕緣層上覆蓋半導(dǎo)體基材，像是絕緣層上覆硅(Silicon-on-insulator SOI)基材，或者一薄膜電晶體(thin-film transistor TFT)基材。基材110也可包含一復(fù)合硅結(jié)構(gòu)或者一多層化合物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
介電層114可沉積在基材110表面之上。介電層114可由化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition CVD)，電漿加強(qiáng)式CVD(PECVD)，原子層沉積(atomic layer deposition ALD)，物理氣相沉積(physical vapordeposition PVD)，旋涂覆蓋(spin-on coating)或者其他方式來形成。介電層114可為一內(nèi)金屬介電層(inter-metal dielectric-IMD)，以及可包含低介電材料(low-k materials)、二氧化硅、聚亞酰胺(polyimide)、旋涂玻璃(spin-on-glass)、氟硅玻璃(fluoride-doped silicate glass FSG)、黑鉆石(加州，圣克拉拉，應(yīng)用材料的產(chǎn)品)、干凝膠、氣凝膠、非晶氟化碳，以及其他材料。
抗反射覆蓋層120可利用多樣的技術(shù)來沉積在介電層114上，包含旋涂覆蓋、PVD、CVD，或者其他制程。在另一實施例中，抗反射覆蓋層120可以利用雙抗反射覆蓋層接近(dual ARC approach)來形成，例如一旋涂抗反射覆蓋層薄膜被涂布在另一CVD抗反射覆蓋層薄膜上。在此實施例中，抗反射覆蓋層120為一底抗反射層(bottom anti-reflective coating-BARC)，厚度在10nm到150nm之間。
在此實施例中，抗反射覆蓋層120吸收了一部份穿透底部光阻層的光(圖上無標(biāo)示)。為了做到光的吸收，抗反射覆蓋層120可包含擁有高消光系數(shù)的物質(zhì)，或者是設(shè)計過的厚度。但是，擁有高消光系數(shù)的抗反射覆蓋層120會導(dǎo)致抗反射覆蓋層有高反射率，這樣反而使抗反射覆蓋層120效率降低。所以抗反射覆蓋層120需控制高消光系數(shù)在約0.2到約0.5之間，以及可控制厚度約200nm。然而，還有其他的高消光系數(shù)范圍以及厚度已經(jīng)在現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)里被討論過。
另一個折射率匹配方法也可以運用在抗反射覆蓋層120上。當(dāng)利用這種方法時，抗反射覆蓋層120包含折射率及厚度匹配于光線的物質(zhì)。在運作的時候，一旦光照射到抗反射覆蓋層120時，部份的光會由抗反射覆蓋層120被反射出來。同時，另一部份照射到抗反射覆蓋層120的光，被轉(zhuǎn)換成另一道與第一部份的光之間具有相位差的光，如此造成與第一部份由抗反射覆蓋層120反射出來的光互相干涉，因而降低了光的反射。
抗反射覆蓋層120可以同時利用光線吸收以及折射率匹配方法來達(dá)到想要的結(jié)果。在某些情形下，抗反射覆蓋層120可以簡單地留在介電層114之上并且當(dāng)作晶圓28的擴(kuò)散障礙，因為要移除抗反射覆蓋層120并不是很容易的事情。
光阻層122可以利用旋涂覆蓋或者其他制程來沉積在抗反射覆蓋層120之上。在實作中，一光阻溶液被涂布在部份晶圓表面上，接著晶圓28開始被旋轉(zhuǎn)直到該光阻溶液幾乎干掉。在一實施例里，光阻層112可以是一利用酸催化劑的化學(xué)放大型阻劑(chemically amplified resist)。在那個實施例里，可將酸敏感性聚合物分解于一鑄膜液(casting solution)來形成光阻層。
在將光阻層122沉積后，晶圓28要經(jīng)過干烤(現(xiàn)有習(xí)知技術(shù))以及曝光過程(先前在方法10以說明)。
接下來的步驟為采用其他的方法來形成完整的半導(dǎo)體元件。因為這已經(jīng)是現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)，所以不在這里作進(jìn)一步說明。
要注意的是之前討論了許多不同的變化實施例。在第一實施例中，方法10可適用于最少形成一條線的圖案。在第二實施例中，方法10可適用于最少形成一洞的圖案。在第三實施例中，方法10可適用于包含密集以及隔離結(jié)構(gòu)圖案。在第四實施例中，方法10可適用于包含密集結(jié)構(gòu)圖案。在第五實施例中，方法10可被使用于一非鑲嵌、鑲嵌或者雙鑲嵌制程。因此，此技術(shù)可以應(yīng)用在多種變化的形式。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體制造方法，其特征在于該制造方法包含提供一基材；覆蓋一光阻層于該基材之上；以及利用高角度照明方法以及焦點漂移曝光方法的組合曝光該基材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的焦點漂移曝光方法包含傾斜該基材，或傾斜用以曝光該基材的一光罩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的焦點漂移曝光方法包含傾斜該基材角度約30到約250微徑度之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的焦點漂移曝光方法包含傾斜該光罩角度約120到約1000毫徑度之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的高角度照明方法包含在一半徑約1西格馬的照明區(qū)域內(nèi)形成一實質(zhì)圓形區(qū)域，其中該實質(zhì)圓形區(qū)域的半徑最少約0.65西格馬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的高角度照明方法包含在一半徑約1西格馬的照明區(qū)域內(nèi)形成一第一實質(zhì)圓形區(qū)域，其中該第一實質(zhì)圓形區(qū)域的半徑最少約0.2西格馬；以及在該照明區(qū)域之內(nèi)形成一第二實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域并直接相鄰于該第一實質(zhì)圓形區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的第二實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域的一內(nèi)部半徑最少約0.2西格馬，其中該第二實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域的一外部半徑最少約0.7西格馬。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的高角度照明方法包含在一半徑約1西格馬的照明區(qū)域內(nèi)形成一第一實質(zhì)圓形區(qū)域，其中該第一實質(zhì)圓形區(qū)域的半徑最少約0.2西格馬，以及在該照明區(qū)域之內(nèi)形成一第二實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域并直接相鄰于該第一實質(zhì)圓形區(qū)域，其中該第二實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域的一光穿透率約為0％；以及在該照明區(qū)域內(nèi)形成一第三實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域且沒有相鄰于該第一實質(zhì)圓形區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的該第三實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域的一內(nèi)部半徑大于約0.2西格馬以及其中該第三實質(zhì)圓環(huán)狀區(qū)域的一外部半徑最少約0.7西格馬。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的高角度照明方法包含在一照明區(qū)域內(nèi)形成一第一實質(zhì)圓形區(qū)域，其中該第一實質(zhì)圓形區(qū)域的一半徑于最少約0.2西格馬，以及在照明范圍之內(nèi)順著該第一實質(zhì)圓形區(qū)域的圓周形成復(fù)數(shù)個第二區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的第二區(qū)域的一內(nèi)部半徑最少約0.2西格馬，其中該第二區(qū)域的一外部半徑于最少約0.7西格馬。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體制造方法，其特征在于其中所述的曝光是使用濕式微影制程或干式微影制程。
13.一半導(dǎo)體晶圓光微影系統(tǒng)包含一照明區(qū)域是由一光源所提供，其中該光源是用以曝光一晶圓；一實質(zhì)圓形區(qū)域，位于該照明區(qū)域內(nèi)，該實質(zhì)圓形區(qū)域的一半徑大約在約0.2到約0.7西格馬之間，其中該實質(zhì)圓形區(qū)域的一光穿透率約0％到約100％之間；以及一控制裝置，用以讓微影過程中的該晶圓和/或一光罩傾斜一角度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體晶圓光微影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的實質(zhì)圓形區(qū)域的該光穿透率約20％到約100％之間，且該光源波長至少小于250納米。
15.一種形成圖案于一半導(dǎo)體基材上的方法包含覆蓋一光阻層于該半導(dǎo)體基材之上；傾斜該基材至一角度相對于一曝光系統(tǒng)內(nèi)的一光罩；在曝光系統(tǒng)內(nèi)的一照明區(qū)域中過濾出一圓形區(qū)域；以及使用該曝光系統(tǒng)曝光一圖案于該光阻層上。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種用于半導(dǎo)體制程的光微影方法，包含提供一基材當(dāng)作一晶圓，以及提供一光罩來曝光此晶圓。此晶圓是使用一種組合高角度照明方法及焦點漂移曝光方式來進(jìn)行曝光。利用這種整合高角度照明方法和焦點漂移曝光方法的光微影制程，可以降低鄰近效應(yīng)，并增加焦點深度。
文檔編號H01L21/027GK1955847SQ20061014999
公開日2007年5月2日 申請日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者陳桂順, 林進(jìn)祥, 高蔡勝, 陳俊光, 陸曉慈, 梁輔杰 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司