形成图案的方法技术

本发明专利技术揭示一种形成图案的方法，包括下列步骤。提供一基板，基板包括一待蚀刻层；形成一第一抗蚀剂层于基板上；将第一抗蚀剂层的顶部图案化；形成一第二抗蚀剂层于图案化的第一抗蚀剂层上；移除一部分的第二抗蚀剂层；及蚀刻第二抗蚀剂层、第一抗蚀剂层、及待蚀刻层。使用本发明专利技术的方法，可形成微细图案，但是所使用的抗蚀剂层厚度不会太薄，因此，不会产生抗蚀剂层与基板的黏着问题，而且抗蚀剂层不会有不耐蚀刻而不能保护下层结构的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种使用于半导体装置等 制法中形成微细图案步骤的。
技术介绍
在集成电路工艺中，光刻工艺(lithographic process)早已成为一不可或缺 的技术。藉由光刻工艺，半导体制造者才能够顺利将电子电路布局图案精 确且清晰地转移至半导体芯片上。光刻工艺主要是先将设计的图案，诸如 电路图案或者是注入区域布局图案等，形成于一个或多个光掩模上，然后 再藉由曝光将光掩模上的图案利用步进及扫瞄机台(stepper & scanner)转移 到半导体芯片上的光致抗蚀剂层。现有的投射式光刻成像系统(projection lithography system)将图案透过辐射照光，通过光掩模而投射至基板上。基板在此文中是指一结构，其上有光致抗蚀剂形成，而不限于任何特别的材料或结构。基板一般包括半导体晶片，且可进一步包括另外的材料层、装置、及结构。投射式光刻成像系统一般结构为包括一辐射光源、聚光镜组合、光掩模、接物镜组、及平台。平台是用以放置基板，而可相对于接物镜组移动基板。现有的投射式光刻成像系统可进一步包括镜子、分光镜、及其他部件，依据所需的设计安排。投射式光刻成像系统可进一步包括光刻成像用的照相机或步进机。 由于半导体产'业的元件尺寸日益缩小，因此如何强化光刻工艺的解析度(resolution)即成为重要的课题，现有利用短波长的光(例如紫外线、真空 紫外线(vacuum ultra-violet (VUV) light)、深紫外线(deep ultra violet light) 、 x 射线、及电子束照射)对光致抗蚀剂来进行曝光，波长越短，则图案的解析 度越高。此图案的解析度，将成为所制得的IC装置尺寸的最小化极限。然 而，在使用短波长的光以增进图案的解析度时，也需要随之使用薄的光致 抗蚀剂层，以应短波长光的曝光。然而，当光致抗蚀剂层太薄时，其在后 续的蚀刻工艺中，就可能受损而无法提供保护下层免于被蚀刻的功能，使得工艺结果不是很好。美国专利第6,689,541号揭示一种形成光掩模的方法，以获得更细的线 条。如图1所示，此方法包括在基板上施加一光致抗蚀剂层26,基板可包 括例如一源极/漏极扩散层20、 一栅极绝缘层22、 一栅极层24;千光致抗 蚀剂层26中形成一硅化区域28，再经含氧等离子体蚀刻，将硅化区域28 转化氧化物盖层29并同时将未经氧化物盖层29覆盖的光致抗蚀剂层26部 分蚀刻移除。再次进行蚀刻，将蚀刻后的光致抗蚀剂层26侧壁再予以蚀刻， 使得光致抗蚀剂层26线条更细，如图2所示。最后去除氧化物盖层29，获 得光掩模于基板上。然而，对于获得更大解析度的图案的方法，仍有需求。
技术实现思路
本专利技术的一目的是提供一种，其可形成微细图案，但 是所使用的抗蚀剂层厚度不会太薄，因此，不会产生抗蚀剂层与基板的黏 着问题，而且抗蚀剂层不会有不耐蚀刻而不能保护下层结构的问题。于本专利技术的一方面，依据本专利技术的，包括下列步骤。 提供一基板，基板包括一待蚀刻层；形成一第一抗蚀剂层于基板上；将第 一抗蚀剂层的顶部图案化；形成一第二抗蚀剂层于图案化的第一抗蚀剂层 上；移除一部分的第二抗蚀剂层；及蚀刻第二抗蚀剂层、第一抗蚀剂层、 及待蚀刻层。于本专利技术的另一方面，依据本专利技术的，包括下列步骤。 提供一基板，基板包括一待蚀刻层；形成一第一抗蚀剂层于基板上；将第 一抗蚀剂层的顶部图案化；形成一第二抗蚀剂层于图案化的第一抗蚀剂层 上，并且覆盖图案化的第一抗蚀剂层；移除一部分的第二抗蚀剂层以露出 部分的第一抗蚀剂层；及蚀刻露出部分的第一抗蚀剂层及其下方的待蚀刻 层。附图说明图1及图2显示一现有的形成光掩模的方法； 图3至图9显示依据本专利技术的。 主要元件符号说明20源斗及/漏4及扩散层224册才及绝缘层24栅极层26光致抗蚀剂层28硅化区域29氧化物盖层30硅基材'32栅极介电层34多晶硅层36第一抗蚀剂层38掩模40压印掩模42抗蚀剂材料层44抗蚀剂材料层46第二抗蚀剂层具体实施方式请参阅图3至图9，其显示的是本专利技术的的一具体实施 例的截面示意图，其中相同的元件或部位仍沿用相同的符号来表示。需注 意的是图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。首先，提供一基板，基板可包括绝缘层、导电层、或是其他要形成图 案的层，例如硅、铝、氧化铟锡、钼、二氧化硅、经掺杂的二氧化硅、氮 化硅、钽、铜、多晶硅、陶瓷、铝/铜混合物、种种聚合物树脂，等等，但 不限于此。基板上具有一待蚀刻层。如图3所示，于此具体实施例中，基 板包括一硅基材30及其上的栅极介电层32与多晶硅层34作为待蚀刻层。 于多晶硅层34上形成一第一抗蚀剂层36。第一抗蚀剂层可包括例如现有的 光致抗蚀剂材料，例如酚-曱醛聚合物类的正光致抗蚀剂或异戊二烯聚合物 类的负光致抗蚀剂。形成抗蚀剂层的方法可举例有浸渍、喷涂、及旋涂(spin coating)等。或可进一步进行软烤(soft bake)。然后，将第一抗蚀剂层36的顶部图案化，而不必将整层抗蚀剂层图案 化。图案化的方法可举例有压印法(imprint method)、光刻蚀刻法(Htho-etch method)、电子束光刻法(electron beam lithography)等等。i青参阅图4，显示本专利技术的一具体实施例，是使用光刻蚀刻法形成顶部图案，即，经由掩模 38的使用而照射光线(亦包括辐射线)至抗蚀剂层36上。在使用正型抗蚀剂 时，照到光线的抗蚀剂部分，在进行显影时，将被去除，未照到光线的抗 蚀剂部分，将留下来，成为图案。在使用负型抗蚀剂时，照到光线的抗蚀 剂部分，在进行显影时，将留下来，成为图案，未照到光线的抗蚀剂部分， 将被移除。可使用短波长的光照射，以增进解析度。在本专利技术中，并不刻意使用总厚度薄的抗蚀剂层以配合短波长光，因为，在曝光时，并不需要 全部的抗蚀剂层厚度都曝到光，而仅是顶层曝光即已足够。因此，所涂覆 的抗蚀剂层厚度不需刻意的薄，而可以较所需曝光深度为厚，如此，不会 有抗蚀剂层大薄所导致的问题，但是，又可具有优点，即，所形成的表面 图案可依所使用的波长的光，轻易获得最佳的解析度。再者，虽然表面图 形的厚度可为薄，但是于本专利技术中，抗蚀剂层本身具有一定的总厚度，因 此，在进行显影及后续的部分移除时，可保持与下层材料有良好的黏着。或者，第一抗蚀剂层的顶部亦可利用压印法以形成图案。如图5所示， 显示本专利技术的另一具体实施例，使用一压印掩模40，其具有与所欲形成的 顶部图形反相的图形(reverse pattern)。如此，使用压印掩模40按压第 一抗 蚀剂层36,可获得所欲的抗蚀剂层顶部图案。此时，抗蚀剂层应选择适合 压印的材料，不必为感光性质的光致抗蚀剂材料。使用压印法所获得的抗 蚀剂层，其具有的厚度可能会比利用光刻蚀刻法所获得的抗蚀剂层的厚度 厚一些，但不必迁就于光致抗蚀剂曝光时所使用的光波长所造成的解析度。或者，于本专利技术的又一具体实施例中，可使用电子束光刻法(图未示出)， 将图案直接写至第一抗蚀剂层的顶层，以形成顶部图案。于电子束光刻法 中，由电子枪产生电子束，可加速至例如10-50keV ( 10keV的电子其波长 为0.012nm );使用聚焦透镜将电子束聚焦至直径为0.01 ~本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成图案的方法，包括：提供基板，该基板包括待蚀刻层；形成第一抗蚀剂层于该基板上；将该第一抗蚀剂层的顶部图案化；形成第二抗蚀剂层于该图案化的第一抗蚀剂层上；移除一部分的该第二抗蚀剂层；及蚀刻 该第二抗蚀剂层、该第一抗蚀剂层、及该待蚀刻层。

【技术特征摘要】
1. 一种形成图案的方法，包括提供基板，该基板包括待蚀刻层；形成第一抗蚀剂层于该基板上；将该第一抗蚀剂层的顶部图案化；形成第二抗蚀剂层于该图案化的第一抗蚀剂层上；移除一部分的该第二抗蚀剂层；及蚀刻该第二抗蚀剂层、该第一抗蚀剂层、及该待蚀刻层。2. 如权利要求1所述的方法，其中该第二抗蚀剂层的抗蚀刻能力大于 该第一抗蚀剂层的抗蚀刻能力。3. 如权利要求1所述的方法，其中，移除一部分的该第二抗蚀剂层之 后，该第二抗蚀剂层的顶表面高于该第 一抗蚀剂层的顶表面。4. 如权利要求l所述的方法，其中，移除一部分的该第二抗蚀剂层之 后，该第二抗蚀剂层的顶表面与该第一抗蚀剂层的顶表面共平面。5. 如权利要求1所述的方法，其中，移除一部分的该第二抗蚀剂层之 后，该第二抗蚀剂层的顶表面低于该第一抗蚀剂层的顶表面。6. 如权利要求1所述的方法，其中该第一抗蚀剂层包括光致抗蚀剂材料。7. 如权利要求l所述的方法，其中该第二抗蚀剂层包括硬掩模材料。8. 如权利要求7所述的方法，其中该硬掩模材料包括聚合物、硅、硅 氧化物、有机硅聚合物、聚硅烷、或交联材料。9. 如权利要求l所述的方法，其中，将该第一抗蚀剂层的顶部图案化 是使用压印法、光刻蚀刻法、或电子束光刻法进行。10. 如权利要求1所述的方法，其中，形成该第二抗蚀剂层于该图案化 的第一抗蚀剂层上，是以涂覆法或沉积法进行。11. 如权利要求1所述的方法，在形成该第二抗蚀剂层于该图案化的第 一抗蚀剂层上之后，进一步包括固化工艺以将该第二抗蚀剂层固化。12. 如权利要求1所述的方法，其中，移除一部分的该第二抗蚀剂层， 是以化学机械抛光法或回蚀刻法进行。13. 如权利要求12所述的方法，其中，移除一部分的该第二抗蚀剂层是以化学积d成抛光法进行，及在进行该化学才几纟成抛光法之前或之后，对该 第二抗蚀剂层进行交联处理。14. 如权利要求l所述的方法，其中该第一抗蚀剂层包括多层结构。15. —种形成图案的方法，包括 提供基板，该基板包括待蚀刻层； 形...

【专利技术属性】
技术研发人员：林思闽，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]