专利名称：维持微影制程容许度的方法
技术领域：
本发明是有关于一种微影(lithography)制程的方法，且特别是有关于一种重新制作光阻时稳定微影制程容许度的方法。
背景技术：
微影技术是将光罩上的几何形状转移至覆盖于半导体芯片的上感光材料(称为光阻)薄膜上的程序，这些图案定义了集成电路的各个区域，比如布植区、接触窗口、及接线面积等等。微影可以说是整个半导体制程中，最举足轻重的步骤之一，其关系着电路布局图案能否被忠实地呈现于半导体基底上。
在微影技术的曝光制程中，部分没有被光阻吸收的光，将透过光阻到达基底的表面，造成反射与入射的光波产生建设性(constructive)与破坏性(destructive)的干涉，而形成所谓的驻波。驻波的形成将使得光阻层曝光的程度不均匀，所以经显影后，光阻层的侧面将呈现波纹状，导致光阻线宽(line-width)的改变。传统的微影制程技术中，解决驻波问题的方式，通常是涂布一抗反射层于基底上，用以避免微影照射光受基底反射，影响光阻图案的精确度。目前，氮氧化硅材质已广泛地应用于光阻底部，做为底部抗反射层。
随着半导体绩集度的增加，半导体组件的尺寸亦随之缩小，因此，常需要形成高宽深比(aspect ratio)的图案化光阻，例如具L/S图案(line/space pattern)的光阻，以定义集成电路的特定区域，例如浅沟槽、接触孔...等等。
具L/S图案的光阻的宽深比相当高，显影出的图案化光阻容易发生崩塌的情形，所以必须以氧气电浆处理将崩倒的光阻以灰化(ashing)去除，再重新制作新的高宽深比光阻。
然而，氮氧化硅底部抗反射层，一旦遇到水气入侵便会影响其折射率(refractive index；n)与消光系数(light extinction coefficient；k)，尤其在重新制作光阻前的去除光阻步骤容易影响其n、k值。n、k值改变，微影程序的关键尺寸、制程容许度都会发生变化，不利于掌控其稳定性。
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明主要目的在于提供一种维持微影制程容许度的方法，可有效掌控微影制程的稳定。
发明内容
本发明的目的之一在于维持微影制程容许度的方法，以利掌控黄光临界尺寸(photo critical dimension；photo CD)。
本发明的目的之二在于维持微影制程容许度的方法，可有效避免光阻重新制作(rework)后发生光阻崩塌或倒线的问题。
本发明的主要特征在于利用在图案化光阻层与抗反射层之间增设一透明保护层，其材质例如为氧化物，如此，透明保护层可以对抗反射层提供充足保护。一般说来，抗反射层会因为1.环境中的水气入侵，2.当图案化光阻制作不佳需要重新制作(rework)时，而导致其折射率(refractive index；n)与消光系数(light extinction coefficient；k)发生变化。因此，根据本发明的透明保护层可以保护抗反射层，使抗反射层的n、k值皆不发生变化，以利维持微影的制程容许度(processwindow)。
为获致上述的目的，本发明提出一种维持微影制程容许度的方法，此方法的步骤主要是包括首先，提供一基底。接着，形成一抗反射层于上述基底表面。接着，形成一透明保护层于上述抗反射层表面。接下来，形成一图案化光阻于上述透明保护层表面。最后，以上述图案化光阻为罩幕，依序蚀刻上述透明保护层、上述抗反射层与上述基底。
根据本发明，上述透明保护层的材质可以为氧化物，例如硼磷硅玻璃(boro-phspho silicate glass；BPSG)、高密度电浆氧化硅(highdensity plasma silicon oxide；HDP SiO2)或四乙基原硅酸盐(tetraethylorthosilicate；TEOS)。其中，上述透明保护层的厚度大体为90-110。
如前所述，上述底部抗反射层包括氮氧化硅(SiOxNy)，其厚度大体为100-300如前所述，形成上述图案化光阻的方法更包括首先，涂布一光阻于上述透明保护层表面。接着，实施一曝光程序，以定义出一图案于上述光阻内。最后，实施一显影程序，使上述图案显现，以形成上述图案化光阻。
为获致上述的目的，本发明可适用于当光阻有缺陷时，需要重新制作光阻的微影制程中，因此，本发明提出一种维持微影制程容许度的方法，此方法的步骤主要是包括首先，提供一基底。接着，形成一抗反射层于上述基底表面。接着，形成一透明保护层于上述抗反射层表面。接下来，形成一图案化缺陷光阻于上述透明保护层表面。接着，去除上述图案化缺陷光阻。接着，形成一图案化重制(rework)光阻于上述透明保护层表面。最后，以上述图案化重制光阻为罩幕，依序蚀刻上述透明保护层、上述抗反射层与上述基底。
图1至图8是显示根据本发明的维持微影制程容许度的方法的一实施例的制程剖面图。
符号说明100-基底；102-抗反射层；104-透明保护层； 106-光阻材质；106a-图案化光阻； 106b-图案化缺陷光阻；108-重制光阻；108a-图案化重制光阻。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下以下请配合参考图1至图8的制程剖面图，说明根据本发明的一较佳本发明的维持微影制程容许度的方法，可使适用于各种技术领域的微影制程，可使常用来改善微影制程的抗反射层的特性维持稳定，以使得微影制程的容许度更容易掌控且维持一定。
首先，请参照图1，提供一基底100，例如一半导体基底。基底100上方可以形成任何所需的半导体组件，例如MOS晶体管、电阻、逻辑组件等，不过此处为了简化图式，仅以平整的基板100表示之。在本发明的叙述中，“基底”一词是包括半导体晶圆上已形成的组件与覆盖在晶圆上的各种涂层；“基底表面”一词是包括半导体晶圆的所露出的最上层，例如硅晶圆表面、绝缘层、金属导线等。
接着，例如利用适当沉积方式形成一抗反射层102于基底100表面，例如化学气相沉积法(chemical vapor deposition；CVD)，抗反射层102的材质通常为氮氧化硅(SiOxNy)，其厚度约为100-300，用以降低多重反射与干涉，可以提升微影制程容许度(process window)。
接着，请参照图2，再利用适当沉积方式形成一透明保护层104于抗反射层102表面，例如化学气相沉积法(chemical vapor deposition；CVD)。由于抗反射层102容易因为环境中水气的影响，造成其折射率(refractive index；n)与消光系数(light extinction coefficient；k)发生变化，因此，根据本发明的透明保护层104可以提供保护，防止抗反射层102被水气入侵，以维持微影制程容许度的稳定。透明保护层104的材质可以为氧化物，例如硼磷硅玻璃(boro-phspho silicateglass；BPSG)、高密度电浆氧化硅(high density plasma silicon oxide；HDP SiO2)或四乙基原硅酸盐(tetraethylorthosilicate；TEOS)，其厚度大约为90-110。
接着，请参照图3，例如利用旋涂法(spin coating)形成一光阻材质106于透明保护层104表面。光阻材质106可为有机材料(organicmaterial)，利用光线照射，使有机物质进行光学反应(曝光)而产生分子结构的变化，再使用溶剂使之显像。光阻材质106的厚度约为4000-6000。
接着，请参照图4，进行一微影程序，以使光阻材质106图案化。微影程序的进行是可利用一具有预定图案的光罩(未图标)，先进行曝光程序，使光罩的图案定义于光阻材质106中，然后再用适当溶剂，进行显影程序，使光罩的图案于光阻材质106中显现出来，以形成一图案化光阻106a。
通常，利用本发明的透明保护层104保护抗反射层102，可以使抗反射层102提供改微影制程容许度的效果，如此所得的图案化光阻106a通常轮廓佳，有利后续进行蚀刻程序时做为蚀刻罩幕。
然而，若图案化光阻106a的纵深比(aspect ratio)相当大时，图案化光阻106a容易发生光阻崩塌的情形，产生一图案化缺陷光阻106b，如图5所示。
接下来，请参照图6，例如利用灰化法(ashing)或是利用一腐蚀溶液，去除图案化缺陷光阻。此时，根据以往，通常去除光阻的腐蚀溶液很容易与抗反射层发生反应，使得抗反射层的n、k值改变，因此，习知去除缺陷光阻的步骤，容易使后续微影制程容许度发生变化，然而，根据本发明，增设透明保护层104于抗反射层102表面，用以保护抗反射层102，使抗反射层102的n、k值维持稳定，促使后续微影制程容许度维持稳定，益于掌控临界尺寸(critical dimension；photo CD)。
然后，请参照图7，重新制作(rework)光阻，例如利用旋涂法(spincoating)形成一重制光阻108于透明保护层104表面。重制光阻108可为有机材料(organic material)，其厚度约为4000-6000。
接着，请参照图8，再次进行一微影程序，以使重制光阻108图案化。微影程序的进行是可利用一具有预定图案的光罩(未图标)，进行曝光程序，使光罩的图案定义于重制光阻108中，然后再用适当溶剂，进行显影程序，使光罩的图案于重制光阻108中显现出来，以形成一图案化重制光阻108a。值得一提的是，根据本发明，增设透明保护层104后，重新制作光阻所得的图案化重制光阻108a会具有些许微小的底脚(footing)，可以有效防止图案化重制光阻108a发生崩塌，但底脚的图案小，不会影响后续蚀刻的轮廓。
如此一来，便可进行蚀科程序，重新获得的图案化重制光阻108a便可以做为蚀刻罩幕。
权利要求
1.一种维持微影制程容许度(process window)的方法，包括提供一基底；形成一抗反射层于上述基底表面；形成一透明保护层于上述抗反射层表面；形成一图案化光阻于上述透明保护层表面；以及以上述图案化光阻为罩幕，依序蚀刻上述透明保护层、上述抗反射层与上述基底。
2.根据权利要求1所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述透明保护层是氧化物。
3.根据权利要求2所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述氧化物是硼磷硅玻璃(boro-phspho silicate glass；BPSG)、高密度电浆氧化硅(high density plasma silicon oxide；HDP SiO2)或四乙基原硅酸盐(tetraethylorthosilicate；TEOS)。
4.根据权利要求1所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述透明保护层的厚度大体为90-110。
5.根据权利要求1所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述底部抗反射层包括氮氧化硅(SiOxNy)。
6.根据权利要求1所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述底部抗反射层的厚度大体为100-300。
7.根据权利要求1所述的维持微影制程容许度的方法，其中形成上述图案化光阻的方法包括涂布一光阻于上述透明保护层表面；实施一曝光程序，以定义出一图案于上述光阻内；以及实施一显影程序，使上述图案显现，以形成上述图案化光阻。
8.一种维持微影制程容许度(process window)的方法，包括提供一基底；形成一抗反射层于上述基底表面；形成一氧化层于上述抗反射层表面；形成一图案化光阻于上述透明保护层表面；以及以上述图案化光阻为罩幕，依序蚀刻上述透明保护层、上述抗反射层与上述基底。
9.根据权利要求8所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述氧化层包括硼磷硅玻璃(boro-phspho silicate glass；BPSG)、高密度电浆氧化硅(high density plasma silicon oxide；HDP SiO2)或四乙基原硅酸盐(tetraethylorthosilicate；TEOS)。
10.根据权利要求8所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述氧化层的厚度大体为90-110。
11.根据权利要求8所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述底部抗反射层包括氮氧化硅(SiOxNy)。
12.根据权利要求8所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述底部抗反射层的厚度大体为200-400。
13.根据权利要求8所述的维持微影制程容许度的方法，其中形成上述图案化光阻的方法包括涂布一光阻于上述透明保护层表面；实施一曝光程序，以定义出一图案于上述光阻内；以及实施一显影程序，使上述图案显现，以形成上述图案化光阻。
14.一种维持微影制程容许度(process window)的方法，包括提供一基底；形成一抗反射层于上述基底表面；形成一透明保护层于上述抗反射层表面；形成一图案化缺陷光阻于上述透明保护层表面；去除上述图案化缺陷光阻；形成一图案化重制(rework)光阻于上述透明保护层表面；以及以上述图案化重制光阻为罩幕，依序蚀刻上述透明保护层、上述抗反射层与上述基底。
15.根据权利要求14所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述透明保护层是氧化物。
16.根据权利要求15所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述氧化物是硼磷硅玻璃(boro-phspho silicate glass；BPSG)、高密度电浆氧化硅(high density plasma silicon oxide；HDP SiO2)或四乙基原硅酸盐(tetraethylorthosilicate；TEOS)。
17.根据权利要求14所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述透明保护层的厚度大体为90-110。
18.根据权利要求14所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述底部抗反射层包括氮氧化硅(SiOxNy)。
19.根据权利要求14所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述底部抗反射层的厚度大体为200-400。
20.根据权利要求14所述的维持微影制程容许度的方法，其中形成上述图案化缺陷光阻的方法包括涂布一第一光阻于上述透明保护层表面；实施一曝光程序，以定义出一图案于上述第一光阻内；以及实施一显影程序，使上述图案显现，以形成上述图案化缺陷光阻。
21.根据权利要求14所述的维持微影制程容许度的方法，其中形成上述图案化重制光阻的方法包括涂布一第二光阻于上述透明保护层表面；实施一曝光程序，以定义出一图案于上述第二光阻内；以及实施一显影程序，使上述图案显现，以形成上述图案化重制光阻。
22.根据权利要求14所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述图案化缺陷光阻是利用灰化法(ashing)去除。
23.根据权利要求14所述的维持微影制程容许度的方法，其中上述图案化缺陷光阻是利用一腐蚀溶液去除。
全文摘要
本发明揭露一种维持微影制程容许度的方法。首先，提供一基底；接着，形成一抗反射层于上述基底表面；然后，形成一透明保护层于上述抗反射层表面；接着，形成一图案化光阻于上述透明保护层表面；最后，以上述图案化光阻为罩幕，依序蚀刻上述透明保护层、上述抗反射层与上述基底。
文档编号G03F1/46GK1605937SQ20031010008
公开日2005年4月13日 申请日期2003年10月8日 优先权日2003年10月8日
发明者陈良信, 吴国坚, 陈逸男, 谢文贵 申请人:南亚科技股份有限公司