缩小关键尺寸的方法技术

一种缩小关键尺寸的方法，其是对于光致抗蚀剂层进行一曝光工艺以及一显影工艺，其特征在于：于曝光工艺与显影工艺之间进行一光学修剪曝光工艺或是于曝光工艺之前，先进行此一光学修剪曝光工艺。其中光学修剪曝光工艺是采用一全开光掩模对光致抗蚀剂层进行曝光，而全开光掩模的透过率大于０。由于本发明专利技术采用光学修剪曝光工艺，可以大幅地缩小光致抗蚀剂层的关键尺寸，且不会影响光致抗蚀剂层的性质，因此有利于后续的工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体的制造方法，尤其涉及一种缩小关键尺寸(critical dimension，CD)的方法。
技术介绍
在集成电路蓬勃发展的今日，对于元件集成度的要求越来越高，整个电路元件的尺寸设计也必须随之缩小。而其中的关键就是在光刻(photolithography)工艺的技术上。然而，由于受到黄光工艺的限制，将无法直接藉由改良光刻工艺来得到更小的关键尺寸。因此，目前业界发展出一种修剪(trim)光致抗蚀剂的工艺，包括化学修剪工艺(chemical trim process)与等离子体修剪工艺(plasma trim process)等，分别说明如下。化学修剪工艺是将已图案化的光致抗蚀剂层与底下整个晶片浸入装有碱性或中性化学溶液的环境中，以移除部分光致抗蚀剂层，缩小关键尺寸。然而，此种工艺难以控制缩减的尺寸，故而容易有过度修剪，甚至是把全部的光致抗蚀剂一并移除的问题。因此，为了避免光致抗蚀剂全部被移除，微缩体积(shrinkage volume)会受到一定的限制，这也表示关键尺寸的缩小会有其限制。此外，由于经过溶液处理步骤，光致抗蚀剂侧壁的性质会有所改变，连带地影响光致抗蚀剂抗蚀刻的能力。再者，为了确保光刻工艺的正确性，在继续下一个工艺步骤之前，会对于已图案化的光致抗蚀剂层，以扫瞄式电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)等仪器进行检视。但是，光致抗蚀剂层在经过电子束扫瞄之后，其侧壁的抗蚀刻能力同样会受到影响。至于等离子体修剪工艺是将晶片暴露在适当的等离子体蚀刻剂(plasmaetchant)中，利用离子轰击(ion bombardment)将晶片表面的光致抗蚀剂层修剪至更小的关键尺寸。不过，等离子体修剪工艺因其工艺本身的特性，对于线的末端的修剪并不理想，无法维持预定的线长。此外，为了避免光致抗蚀剂可能会被全部移除掉，这种工艺也会有微缩体积的限制。另外，等离子体修剪工艺耗费的时间较长，会降低光刻工艺的效率。而且，由于离子轰击的进行，将使得光致抗蚀剂层暴露出来的部分性质改变，无法进行重工工艺(rework process)，可能必须耗费更多时间，重新沉积光致抗蚀剂层，提高制作成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种，可取代现有的化学修剪工艺或等离子体修剪工艺，以达到节省工艺时间的功效并降低工艺的复杂性。且不受微缩体积的限制，可以精确地缩小关键尺寸。本专利技术的另一目的是提供一种，免除因为他种修剪工艺而导致光致抗蚀剂层性质改变的问题，以利于后续的工艺。本专利技术提出一种，包括对一光致抗蚀剂层进行一曝光工艺以及一显影工艺，其特征在于于曝光工艺与显影工艺之间进行一光学修剪曝光工艺(optical trim process，OTP)，其中光学修剪曝光工艺是采用一全开光掩模(fully open mask)对光致抗蚀剂层进行曝光，而全开光掩模的透过率(transmission rate)大于0。依照本专利技术的优选实施例所述的，上述的全开光掩模的种类例如是半色调光掩模(half-tone mask)或相位移光掩模(phase shiftmask，PSM)。其中相位移光掩模包括无铬光掩模(chromeless mask，CLM)、交替式相位移光掩模(alternating phase shift mask，alt-PSM)或减弱式相位移光掩模(attenuated phase shift mask，att-PSM)。依照本专利技术的优选实施例所述的，上述于光学修剪曝光工艺与显影工艺之间，还包括进行一后曝光烘烤工艺。依照本专利技术的优选实施例所述的，上述光致抗蚀剂层的关键尺寸缩小的范围在4nm至100nm之间。本专利技术提出另一种，包括对一光致抗蚀剂层进行一曝光工艺以及一显影工艺，其特征在于于曝光工艺之前进行一光学修剪曝光工艺，其中光学修剪曝光工艺是采用一全开光掩模对光致抗蚀剂层进行曝光，而全开光掩模的透过率大于0。依照本专利技术的优选实施例所述的，上述的全开光掩模的种类例如是半色调光掩模或相位移光掩模。相位移光掩模的种类包括无铬光掩模、交替式相位移光掩模或减弱式相位移光掩模。依照本专利技术的优选实施例所述的，上述于光学修剪曝光工艺与显影工艺之间，还包括进行一后曝光烘烤工艺。依照本专利技术的优选实施例所述的，上述光致抗蚀剂层的关键尺寸缩小的范围在4nm至100nm之间。本专利技术因采用光学修剪曝光工艺，因此可取代现有的化学修剪工艺或等离子体修剪工艺，以达到节省工艺时间的功效并降低工艺的复杂性。而且不会受到微缩体积的限制，能够精确地缩小关键尺寸。除此之外，还可免除因为他种修剪工艺而导致光致抗蚀剂层性质改变的问题，有利于后续的工艺。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1绘示为依照本专利技术一优选实施例的的制造流程步骤图；图2A至图2D绘示为依照本专利技术一优选实施例的的制造流程剖面图；图3绘示为依照本专利技术另一优选实施例的的制造流程步骤图。主要元件符号说明101、103、105、107、109、111、301、303、305、307、309、311步骤200晶片201光致抗蚀剂层201a、201b具有潜在图案的光致抗蚀剂层201c图案化的光致抗蚀剂层203光掩模204曝光光源205全开光掩模 具体实施例方式图1绘示为依照本专利技术的一优选实施例的的制造流程步骤图。图2A至图2D绘示为依照本专利技术的一优选实施例的的制造流程剖面图。请参照图1以及图2A，先提供一晶片200(步骤101)。晶片200可以是已经形成有例如是晶体管、存储单元，或其他半导体元件的晶片200，或者是尚未有任何半导体元件形成于其上的晶片200。晶片200表面可以是介电层、导体层、保护层或任何需要蚀刻、掺杂等工艺的膜层。接着，在晶片200上涂布一层光致抗蚀剂层201(步骤103)，其涂布方法例如是旋转涂布(spin coating)，光致抗蚀剂层201的材质例如是正光致抗蚀剂。然后，请参照图2B，采用光掩模203对光致抗蚀剂层201进行曝光工艺(步骤105)，得到一具有潜在图案(latent image)的光致抗蚀剂层201a。由于光致抗蚀剂层201于曝光后尚未显影之前，无法以肉眼观察到此光致抗蚀剂层201曝光后的变化，故以“具有潜在图案的光致抗蚀剂层201a”称呼此一已曝光但尚未显影的光致抗蚀剂层201。其中于曝光工艺中所使用的曝光光源204例如是氟化氪激光、氟化氩激光等深紫外光光源。接着，请参照图2C，于曝光工艺之后，进行光学修剪曝光工艺(步骤107)，得到另一个具有潜在图案的光致抗蚀剂层201b。其中光学修剪曝光工艺是采用一全开光掩模205进行曝光，而“全开光掩模”是指无图案的光掩模，其中全开光掩模205的透过率大于0。全开光掩模205的种类例如是半色调光掩模或相位移光掩模。相位移光掩模包括无铬光掩模、交替式相位移光掩模或减弱式相位移光掩模等多种光掩模。在一优选实施例中，还可以于光学修剪曝光工艺之后，进行一后曝光烘烤工艺(步骤109)。此后曝光烘烤工艺例如是以热垫板烘烤，在约110℃到130℃的温度下烘烤约数十秒到两分钟左右。继而，请参照图2D，进行显影工艺(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缩小关键尺寸的方法，包括对一光致抗蚀剂层进行一曝光工艺以及一显影工艺，其特征在于：于该曝光工艺与该显影工艺之间进行一光学修剪曝光工艺，其中该光学修剪曝光工艺是采用一全开光掩模对该光致抗蚀剂层进行曝光，而该全开光掩模的透过率大于０ 。

【技术特征摘要】
US 2005-5-16 10/908,5131.一种缩小关键尺寸的方法，包括对一光致抗蚀剂层进行一曝光工艺以及一显影工艺，其特征在于于该曝光工艺与该显影工艺之间进行一光学修剪曝光工艺，其中该光学修剪曝光工艺是采用一全开光掩模对该光致抗蚀剂层进行曝光，而该全开光掩模的透过率大于0。2.如权利要求1所述的缩小关键尺寸的方法，其中该全开光掩模的种类包括半色调光掩模。3.如权利要求1所述的缩小关键尺寸的方法，其中该全开光掩模包括一相位移光掩模。4.如权利要求3所述的缩小关键尺寸的方法，其中该相位移光掩模包括无铬光掩模、交替式相位移光掩模或减弱式相位移光掩模。5.如权利要求1所述的缩小关键尺寸的方法，其中于该光学修剪曝光工艺与该显影工艺之间，还包括进行一后曝光烘烤工艺。6.如权利要求1所述的缩小关键尺寸的方法，其中该光致抗蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张圣岳，吴得鸿，黄国俊，
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]