專利名稱：形成光致抗蝕劑圖案的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種形成光致抗蝕劑圖案的方法，尤其涉及一種光致抗蝕劑圖案經(jīng)過一緊縮步驟，以去除光致抗蝕劑輔助圖案的方法。
背景技術：
在半導體工藝上，為了將集成電路(integrated circuits)的圖案順利地轉移到半導體晶片上，必須先將電路圖案依照符合半導體工藝的設計規(guī)則(design rule)的布局數(shù)據(jù)，完成一系列的光掩模布局圖案設計(layout patterndesign)，再依據(jù)各光掩模布局圖案設計分別于多片光掩模表面制作光掩模(photomask pattern)，最后再將光掩模以一定的比例于不同的工藝中逐步轉移到半導體晶片上。
由于在光掩模上所能制作出的圖案的特征尺寸(critical dimension，CD)會受限于曝光機臺(optical exposure tool)的解析度極限(resolution limit)，因此當集成度(integration)逐漸提高，電路圖案設計越來越小，在對這些高密度排列的光掩模進行曝光工藝以進行圖案轉移時，很容易產(chǎn)生光學接近效應(optical proximity effect，OPE)，造成圖案轉移的偏差(deviation)。例如安插于主要圖案直角處的輔助圖案殘留、直角轉角圓形化(right-angled cornerrounded)、直線末端緊縮(line end shortened)以及直線線寬增加或縮減(linewidth increase/decrease)等，都是常見的光學接近效應所導致的光致抗蝕劑圖案缺陷。
為了避免上述光學接近效應造成光掩模轉移失真，通常在制作光掩模時都會對光掩模布局圖案設計進行光學接近修正，并于光掩模布局圖案設計中加入虛設的輔助圖案，以消除光學接近效應并且避免光致抗蝕劑層上的圖案線寬被改變。其方式是將欲轉移至半導體襯底上的原始光掩模，先利用計算機輔助設計(computer aided design，CAD)，以數(shù)據(jù)計算機和套裝軟件運算加以計算修正，得到與原始光掩模不同的修正光掩模，再將修正光掩模輸入電腦存檔，并制作修正后的圖案和虛設輔助圖案于光掩模上。根據(jù)經(jīng)過光學接近修正后所制作的光掩模，在通過曝光光束透過投影成像在半導體襯底上形成圖案時，便可較接近原始光掩模。
請參閱圖1，圖1是現(xiàn)有技術光掩模曝光流程圖。圖1中光掩模10具有主要圖案(main feature)12、輔助圖案14(assistant feature)，而還有半導體晶片20具有襯底21，在光掩模制作之前必須確認半導體晶片20所需的集成電路圖案(未顯示)，而光掩模10的設計必須考慮曝光機臺(未顯示)的投影倍數(shù)、光學接近效應(optical proximity effect)以及輔助圖案(assistantfeature)14等因素，經(jīng)由計算機運算出理想的光掩模布局圖案并輸出成光掩模10，目前業(yè)界普遍使用投影式曝光機臺作為光刻的曝光機臺，并且多數(shù)是利用CAD計算機輔助設計來計算光掩模布局圖案受到光學接近效應的影響，故位于光掩模10中的主要圖案12是經(jīng)過模擬修正而得，但實際情況中此預計電路還是會受光學接近效應影響，產(chǎn)生安插于主要圖案直角處的輔助圖案殘留、直角轉角圓形化、直線末端緊縮以及直線線寬增加或縮減等現(xiàn)象。
如同專利案US 6,777,146B1所述，位于主要圖案12兩兩之間的輔助圖案14寬度、兩個光掩模線段的間距(pitch)(由一光掩模線段的中點計算至次一光掩模線段中點)和主要圖案12的線寬需具有一定比例，才可能使得輔助圖案14于曝光時，不會曝光至光致抗蝕劑層26上，只曝光出光致抗蝕劑主要圖案22，所以，輔助圖案14的寬度一定不能過大，一般來說，例如光掩模線段14的線寬為120μm、兩個光掩模線段的間距(pitch)距離為320μm時，則所使用的輔助圖案14最好是寬度50μm以下，才不會經(jīng)由曝光顯影于光致抗蝕劑層26上。
然而，在現(xiàn)有技術光學接近修正效果并不好，曝光出來后的圖形，還是會出現(xiàn)安插于主要圖案直角處的輔助圖案殘留、直角轉角圓形化、直線末端緊縮以及直線線寬增加或縮減等情況，如何運用輔助圖案14使得光學接近修正效果提升，實為當務之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種形成光致抗蝕劑圖案的方法，以解決上述問題。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，提供一種于襯底上形成光致抗蝕劑圖案的方法，本方法包括于襯底上形成光致抗蝕劑層，提供光掩模且光掩模上包括主要圖案以及輔助圖案，進行曝光步驟，使主要圖案及輔助圖案轉移至光致抗蝕劑層中，分別形成相對應的光致抗蝕劑主要圖案和光致抗蝕劑輔助圖案；以及進行緊縮步驟，去除襯底上的光致抗蝕劑輔助圖案并縮小光致抗蝕劑主要圖案的線寬。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，提供一種于襯底上形成光致抗蝕劑圖案的方法，本方法包括于襯底上形成光致抗蝕劑層，提供光掩模且光掩模上包含主要圖案以及輔助圖案，進行曝光步驟，使主要圖案及輔助圖案轉移至光致抗蝕劑層中，分別形成相對應的光致抗蝕劑主要圖案和光致抗蝕劑輔助圖案；以及進行蝕刻步驟，去除襯底上的光致抗蝕劑輔助圖案并縮小光致抗蝕劑主要圖案的線寬。
本發(fā)明提供一種于襯底上形成光致抗蝕劑圖案的方法，本方法包括于襯底上形成光致抗蝕劑層，提供光掩模且光掩模上包括主要圖案以及輔助圖案，進行曝光步驟，使主要圖案及輔助圖案轉移至光致抗蝕劑層中，分別形成相對應的光致抗蝕劑主要圖案和光致抗蝕劑輔助圖案；以及進行緊縮步驟，去除襯底上的光致抗蝕劑輔助圖案并縮小光致抗蝕劑主要圖案的線寬。這使得本發(fā)明可使用能曝光出的輔助圖案，且本發(fā)明輔助圖案的線寬比現(xiàn)有技術大，使光掩模受光學接近效應的影響減低，工藝窗口(processwindow)也更大。


圖1為現(xiàn)有技術光掩模曝光流程圖；圖2至圖4是本發(fā)明形成光致抗蝕劑圖案流程示意圖；圖5是不同輔助圖案線寬對應不同主要圖案間距產(chǎn)生的顯影后光致抗蝕劑主要圖案線寬圖。
主要元件符號說明10、30 光掩模 12、32 主要圖案14、34 輔助圖案20、40 半導體晶片21、41 襯底22、42 光致抗蝕劑主要圖案26、46 光致抗蝕劑層44 光致抗蝕劑輔助圖案52 光致抗蝕劑緊縮后圖案
具體實施例方式
請參閱圖2至圖4，圖2至圖4是本發(fā)明形成光致抗蝕劑圖案流程示意圖。圖2中光掩模30具有至少一主要圖案(main feature)32，主要圖案32兩兩之間有輔助圖案34，輔助圖案34可以是截線(serif)、散射條(scatteringbar)等所構成，另有半導體晶片40具有襯底41，主要圖案32的設計必須考慮曝光機臺(未顯示)的投影倍數(shù)、光學接近效應(OPE，optical proximityeffect)修正、輔助圖案(assistant feature)34以及緊縮步驟(trim process)修正等因素，經(jīng)由計算機運算出理想的光掩模布局圖案后，輸出主要圖案32于光掩模30上。目前業(yè)界普遍使用投影式曝光機臺作為光刻的曝光機臺，且多數(shù)是利用CAD計算機輔助設計來計算光掩模圖案受到以上因素的影響。
所以，光掩模30中的主要圖案32是考慮過投影倍數(shù)差、光學接近效應修正、輔助圖案34和緊縮步驟修正等因素后推算出的結果，其中光學接近效應修正是考慮光學接近效應對主要圖案32所產(chǎn)生的影響，而緊縮步驟修正是針對緊縮步驟中進行的蝕刻對光致抗蝕劑主要圖案42所產(chǎn)生的影響進行修正。
圖2中，主要圖案32經(jīng)過曝光后，曝光在光致抗蝕劑層46上并產(chǎn)生光致抗蝕劑主要圖案42和光致抗蝕劑輔助圖案44，再經(jīng)過顯影步驟后于光致抗蝕劑層46上僅留下光致抗蝕劑主要圖案42和光致抗蝕劑輔助圖案44，請見圖3，經(jīng)由一道等向性蝕刻步驟，使得光致抗蝕劑主要圖案42經(jīng)由蝕刻后緊縮(trim)形成光致抗蝕劑緊縮后圖案52，光致抗蝕劑主要圖案42寬度變小所形成的光致抗蝕劑緊縮后圖案52和半導體晶片40所預計電路(未顯示)相似，該等向性蝕刻步驟還將光致抗蝕劑輔助圖案44去除，其中等向性蝕刻可以利用帶正電的氫離子(H+)弱酸溶液來進行，最后半導體晶片40上只留下光致抗蝕劑緊縮后圖案52。
請見圖4，光致抗蝕劑緊縮后圖案52經(jīng)過一次軟烤，強化剩余的光致抗蝕劑緊縮后圖案52，再經(jīng)由一道顯影和硬烤，即可得到牢固的光致抗蝕劑緊縮后圖案52，并繼續(xù)以下的蝕刻和去除光致抗蝕劑等步驟，使得預計電路圖(未顯示)顯現(xiàn)于半導體晶片40上，即可完成本發(fā)明預計電路圖于半導體晶片40上。
請參閱圖5，圖5是不同的輔助圖案線寬(CD，critical dimension)和主要圖案兩兩間距(pitch)所對應的顯影后光致抗蝕劑主要圖案線寬圖。由圖5可發(fā)現(xiàn)當間距(pitch)越大時顯影后的光致抗蝕劑主要圖案線寬越平穩(wěn)，也就是越不受到光學接近效應的影響，減少了安插于主要圖案直角處的輔助圖案殘留、直角轉角圓形化、直線末端緊縮以及直線線寬增加或縮減等情況，而且，在間距600μm以下等較密集的間距中，當輔助圖案寬度越大時，顯影后的光致抗蝕劑主要圖案線寬表現(xiàn)明顯較好，變化較小。這即為本發(fā)明的優(yōu)點，現(xiàn)有技術是利用小于解析度且無法曝光出來的輔助圖案(sub-resolution feature)，但本發(fā)明卻可利用能曝光出的輔助圖案34，所以本發(fā)明的光學接近效應更小，工藝窗口(process window)更大。
若將圖5的觀念應用在圖2中，則主要圖案32的線寬為120μm、兩兩主要圖案32的間距為320μm，則本發(fā)明適當?shù)墓庋谀］o助圖案34寬度是70μm，比現(xiàn)有技術輔助圖案的50μm來得大，這表示本發(fā)明可使用的光掩模輔助圖案34能比現(xiàn)有技術寬度大，可知本發(fā)明光學接近效應更小，工藝窗口(process window)也更大。
和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供一種于襯底上形成光致抗蝕劑圖案的方法，本方法包括于襯底上形成光致抗蝕劑層，提供光掩模且光掩模上包括主要圖案以及輔助圖案，進行曝光步驟，使主要圖案及輔助圖案轉移至光致抗蝕劑層中，分別形成相對應的光致抗蝕劑主要圖案和光致抗蝕劑輔助圖案，以及進行緊縮步驟，去除襯底上的光致抗蝕劑輔助圖案并縮小光致抗蝕劑主要圖案的線寬。這使得本發(fā)明可使用能曝光出的輔助圖案，且本發(fā)明輔助圖案的線寬比現(xiàn)有技術大，改善安插于主要圖案直角處的輔助圖案殘留，使光掩模受光學接近效應的影響減低，工藝窗口也更大。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種于襯底上形成光致抗蝕劑圖案的方法，該方法包括以下步驟于襯底上形成一光致抗蝕劑層；提供一光掩模，且該光掩模上包括至少一第一主要圖案以及至少一第一輔助圖案；進行一曝光步驟，使該光掩模的該第一主要圖案及該第一輔助圖案轉移至該光致抗蝕劑層中，分別形成相對應的一第二主要圖案和一第二輔助圖案；以及進行一緊縮步驟，去除該襯底上的該第二輔助圖案并縮小該第二主要圖案的線寬。
2.如權利要求1所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該第一主要圖案是經(jīng)由一光學接近效應修正所決定，該光學接近效應修正是依照該光掩模受光學接近效應的影響而推算出該第一主要圖案。
3.如權利要求2所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該光學接近效應修正是包括一計算機輔助設計，該計算機輔助設計可運算出光學接近修正后的該第一主要圖案。
4.如權利要求2所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該第一主要圖案是經(jīng)由一緊縮步驟修正所決定，該緊縮步驟修正是預估該第二主要圖案受緊縮步驟的影響，而推算出該第一主要圖案。
5.如權利要求1所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該第一輔助圖案是位于該第一主要圖案兩兩之間。
6.如權利要求5所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該第一輔助圖案是由截線、散射條所構成。
7.如權利要求1所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，還包括進行一第一顯影步驟，該步驟發(fā)生于該曝光步驟之后，該緊縮步驟之前。
8.如權利要求7所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該緊縮步驟包括進行一蝕刻步驟，該蝕刻步驟可去除第二輔助圖案并緊縮該第二主要圖案。
9.如權利要求8所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該緊縮步驟還包括進行一第二顯影步驟，該步驟發(fā)生于該蝕刻步驟之后。
10.如權利要求8所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中經(jīng)過蝕刻步驟，緊縮的該第二主要圖案是相似于該襯底上的預計電路線。
11.如權利要求10所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該蝕刻步驟為一等向性蝕刻。
12.如權利要求11所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該等向性蝕刻是利用一酸液進行。
13.一種于襯底上形成光致抗蝕劑圖案的方法，該方法包括以下步驟于襯底上形成一光致抗蝕劑層；提供一光掩模，且該光掩模上包括至少一第一主要圖案以及至少一第一輔助圖案；進行一曝光步驟，使該光掩模的該第一主要圖案及該第一輔助圖案轉移至該光致抗蝕劑層中，分別形成相對應的一第二主要圖案和一第二輔助圖案；以及進行一蝕刻步驟，去除該襯底上的該第二輔助圖案并縮小該第二主要圖案的線寬。
14.如權利要求13所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該第一主要圖案是經(jīng)由一光學接近效應修正所決定，該光學接近效應修正是依照該光掩模受光學接近效應的影響而推算出該第一主要圖案。
15.如權利要求14所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該光學接近效應修正包括一計算機輔助設計，該計算機輔助設計可運算出光學接近修正后的該第一主要圖案。
16.如權利要求14所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該第一主要圖案是經(jīng)由一緊縮步驟修正所決定，該緊縮步驟修正是預估該第二主要圖案受緊縮步驟的影響，而推算出該第一主要圖案。
17.如權利要求13所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該第一輔助圖案是位于該第一主要圖案兩兩之間。
18.如權利要求17所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該第一輔助圖案是由截線、散射條所構成。
19.如權利要求13所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，還包括進行一第一顯影步驟，該步驟發(fā)生于該曝光步驟之后，該蝕刻步驟之前。
20.如權利要求19所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，還包括進行一烘烤步驟于該蝕刻步驟之后。
21.如權利要求20所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，還包括進行一第二顯影步驟，該步驟發(fā)生在該烘烤步驟之后。
22.如權利要求19所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中經(jīng)過蝕刻步驟的該第二主要圖案是相似于該襯底上的預計電路線。
23.如權利要求13所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該蝕刻步驟是一等向性蝕刻。
24.如權利要求23所述的形成光致抗蝕劑圖案的方法，其中該等向性蝕刻是利用一酸液進行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種于襯底上形成光致抗蝕劑圖案的方法，本方法包括于襯底上形成光致抗蝕劑層，提供光掩模且光掩模上包括主要圖案以及輔助圖案，進行曝光步驟，使主要圖案及輔助圖案轉移至光致抗蝕劑層中，分別形成相對應的光致抗蝕劑主要圖案和光致抗蝕劑輔助圖案，以及進行緊縮步驟，去除襯底上的光致抗蝕劑輔助圖案并縮小光致抗蝕劑主要圖案的線寬，使光學接近效應減低，工藝窗口加大。
文檔編號G03F7/26GK1924701SQ20051009789
公開日2007年3月7日 申請日期2005年9月2日 優(yōu)先權日2005年9月2日
發(fā)明者吳得鴻, 張圣岳, 吳承翰 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司