專利名稱：增進圖案均勻度的方法
增進圖案均勻度的方法技術領城本發(fā)明涉及一種半導體結構的制造方法，特別是涉及一種增進圖案均 勻度的方法。
背景技術：
隨著集成電路領域的快速發(fā)展，高效能、高積集度、低成本、輕薄短 小已成為電子產(chǎn)品設計制造上所追尋的目標。對目前的半導體產(chǎn)業(yè)而言，為 了符合上述目標，往往需要在同 一 晶片上，制造出多種功能的元件，例如，將 唯讀記憶體、靜態(tài)隨機存取記憶體、快閃記憶體或動態(tài)隨機存取記憶體與邏輯電路、數(shù)位電路等制作在同一個晶片上，即所謂的系統(tǒng)晶片(System 0n Chip, SOC)。然而，傳統(tǒng)的系統(tǒng)晶片(SOC)將多種元件，整合于同一晶片上，雖可提 高其功能性(functional ity)及電性功能，但其彼此之間的電路連結在電路 布局圖的設計與要求會較為復雜。以快閃記憶體為例，記憶胞區(qū)上各導線 線寬與記憶體的操作速度及電性表現(xiàn)均息息相關，導線的圖案密度較高，對 于導線之間的均勻度要求也比較高。至于相鄰記憶胞區(qū)的邏輯元件區(qū)，其導 線的圖案密度低，且線寬均勻度亦無須如此嚴格。而受到微影制程上的限 制，記憶胞區(qū)上的圖案線寬往往無法符合預定的要求，且位在記憶胞區(qū)與 邏輯元件區(qū)的交界區(qū)域(以下稱為圖案半空曠區(qū))上的圖案，往往會大于 記憶胞區(qū)上的圖案線寬，而造成后續(xù)導線均勻度不佳的問題。一般現(xiàn)有習知的作法，是在底抗反射層(bottom anti-reflective coating, BARC)上形成圖案化光阻層之后，進行一道修剪步驟，微縮此圖 案化光阻層。然后將微縮后的光阻層的圖案轉移至底抗反射層上，再以此 底抗反射層為罩幕，形成下方的導線?？墒?，此種作法只是一并微縮了記 憶胞區(qū)與圖案半空曠區(qū)上的圖案化光阻層，但對于記憶胞區(qū)與圖案半空曠 區(qū)上的圖案尺寸差異仍然無法解決。圖案均勻度不佳的結果，使得后續(xù)形 成于圖案半空曠區(qū)上的導線還是會大于記憶胞區(qū)上的導線，而無法達到元 件的電性要求，而降低元件的操作效率與電性表現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，依照本發(fā)明提供實施例的目的就是提供一種增進圖案均勻 度的方法，利用修剪步驟縮減圖案化光阻層，以及下方底抗反射層的尺寸。依照本發(fā)明提供實施例的另 一 目的是提供 一 種增進圖案均勻度的方 法，可以縮小圖案密集區(qū)與圖案半空曠區(qū)上，圖案之間的尺寸差。本發(fā)明提出一種增進圖案均勻度的方法，適用于一基底，基底包括有 圖案密集區(qū)與圖案半空曠區(qū)，且基底上已依序形成有一阻絕層與一底抗反 射層。此方法例如是先于底抗反射層上形成一層圖案化光阻層，圖案化光 阻層包括位于圖案密集區(qū)的第一光阻圖案與位于圖案半空曠區(qū)的第二光阻 圖案，其中，第二光阻圖案的尺寸大于第一光阻圖案的尺寸。之后，進行 第一修剪步驟，微縮圖案化光阻層，同時，以圖案化光阻層為罩幕，移除 部分底抗反射層。接著，進行第二修剪步驟，同時微縮圖案化光阻層與底 抗反射層，以縮小第二光阻圖案與第一光阻圖案的尺寸差。依照本發(fā)明實施例所述的增進圖案均勻度的方法，其中第 一 修剪步驟 與第二修剪步驟以阻絕層作為終止層。依照本發(fā)明實施例所述的增進圖案均勻度的方法，其中第二修剪步驟 同時也縮小第二光阻圖案與第一光阻圖案下方的底抗反射層的尺寸差。依照本發(fā)明實施例所述的增進圖案均勻度的方法，其中阻絕層的材質(zhì) 包括氧化珪、氮氧化硅或氮化石圭。依照本發(fā)明實施例所述的增進圖案均勻度的方法，其中底抗反射層包 括無機底抗反射層或有一幾底抗反射層。本發(fā)明提出另一種增進圖案均勻度的方法，適用于一基底，基底包括 圖案密集區(qū)與圖案半空曠區(qū)，且基底上已形成有一底抗反射層。此方法例 如是先在底抗反射層上形成一層圖案化光阻層，圖案化光阻層包括位于圖 案密集區(qū)的第一光阻圖案，以及位于圖案半空曠區(qū)的第二光阻圖案，其中， 第二光阻圖案的尺寸大于第一光阻圖案的尺寸。然后，進行第一修剪步驟， 微縮圖案化光阻層，同時，以圖案化光阻層為罩幕，移除部分底抗反射層， 棵露出基底表面，其中，第一修剪步驟使用的一反應氣體與棵露出的基底 表面反應生成一阻絕層。接著，進行第二修剪步驟，同時微縮圖案化光阻 層與底抗反射層，以縮小第二光阻圖案與第一光阻圖案的尺寸差。依照本發(fā)明實施例所述的增進圖案均勻度的方法，其中第一修剪步驟 與第二修剪步驟是以阻絕層作為終止層。依照本發(fā)明實施例所述的增進圖案均勻度的方法，其中第二修剪步驟 同時也縮小第二光阻圖案與第一光阻圖案下方的底抗反射層的尺寸差。依照本發(fā)明實施例所述的增進圖案均勻度的方法，其中底抗反射層包 括無機底抗反射層或有機底抗反射層。依照本發(fā)明實施例所述的增進圖案均勻度的方法，在第二修剪步驟中， 第二光阻圖案的微縮比例大于第 一光阻圖案的微縮比例。本發(fā)明利用修剪步驟，修剪圖案化光阻層以及其下方的底抗反射層，同時，利用底抗反射層下方形成的阻絕層，隔絕修剪步驟中，反應氣體對 于底部的蝕刻，更進一步加強對于圖案化光阻層與抗反射層側壁的蝕刻。 此外，由于第二光阻圖案是位于圖案半空曠區(qū)上，其側壁會受到更多反應 氣體的蝕刻，進而縮小第二光阻圖案與第一光阻圖案之間的尺寸差，達到 增進圖案均勻度的功效。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉 實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖U至圖1C是繪示本發(fā)明一實施例的一種增進圖案均勻度的方法的流程剖面圖。圖2A至圖2C是繪示本發(fā)明另一實施例的一種增進圖案均勻度的方法 的流程剖面圖。100、 200:基底100b、 200b:圖案半空曠區(qū)110、 210:阻絕層130、 230:圖案化光阻層130b、 230b:第二光阻圖案150、 250:第二修剪步驟100a、 200a:圖案密集區(qū) 100c、 200c:圖案空曠區(qū) 120、 220:底抗反射層 130a、 230a:第一光阻圖案 140、 240:第一修剪步驟具體實施方式
圖1A至圖1C是繪示本發(fā)明一實施例的一種增進圖案均勻度的方法的 流程剖面圖。請參閱圖1A,此方法適用于基底100,基底100包括有圖案密集區(qū)100a、 圖案半空曠區(qū)100b與圖案空曠區(qū)100c。其中，圖案半空曠區(qū)100b指的就 是圖案密集區(qū)100a與圖案空曠區(qū)100c之間的交界區(qū)域。在一實施例中，基 底100可以是半導體晶圓，圖案密集區(qū)100a例如是記憶胞區(qū)，圖案空曠區(qū) 100c例如是邏輯元件區(qū)，而圖案半空曠區(qū)100b則例如是記憶胞區(qū)與邏輯元 件區(qū)中間的區(qū)域。其中，圖案密集區(qū)100a上例如是已形成有記憶胞，而圖 案空曠區(qū)100c上例如是已形成有一般的邏輯元件。在本發(fā)明中所指稱的"基 底"包含了形成于半導體晶圓上的元件與膜層。基底100上已依序堆迭形成有一層阻絕層110與一層底抗反射層120。 其中，阻絕層110的材質(zhì)例如是氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅或氮 碳化硅等材料，其形成方法例如是化學氣相沈積法。底抗反射層120例如 是有基底抗反射層或無機底抗反射層，較佳例如是有機底抗反射層，如 FPI (f luorinated polyimide) 、 PAE(polyarylerie ether 、 FLARE(f luorinated poly(arylethers)) 、 BCB(benzocyclobutene)、非晶系碳(a瞎phous carbon) 、 SM、 MSQ 等有機介電材料，類似光阻的有機高分子聚合物，但不具有感光性，其形 成方法例如是旋轉涂布法(spin on coating)。在底抗反射層上形成一層圖案化光阻層130,圖案化光阻層130包含位 于圖案密集區(qū)100a的第一光阻圖案130a與位于圖案半空曠區(qū)100b的第二 光阻圖案130b,其中，第二光阻圖案130b的尺寸大于第一光阻圖案130a 的尺寸。圖案化光阻層130的材質(zhì)例如是正光阻，其形成方法例如是旋涂 法。之后，請參閱圖IB，進行第一修剪步驟140,微縮圖案化光阻層130,同 時，以圖案化光阻層130為罩幕，移除部分底抗反射層120。第一修剪步驟 140例如是利用干式蝕刻法，在微縮圖案化光阻層130的同時，也對其下方 的底抗反射層120加以蝕刻移除，圖案化底抗反射層120。第一修剪步驟 140例如是在電漿反應器中進行，以溴化氫與氧氣，或是氯氣與氧氣為反應 氣體，較佳為溴化氫與氧氣。在第一修剪步驟140的過程中，阻絕層110 可以作為蝕刻的終止層之用，避免反應氣體移除了下方的基底100。在一實 施例中，選用溴化氫與氧氣作為反應氣體，因為阻絕層110對于溴化氫的 蝕刻阻擋能力較佳，所形成的圖案輪廓也會比較平整。接著，請參閱圖1C,進行第二修剪步驟150，同時微縮圖案化光阻層130 與底抗反射層120，以縮小第二光阻圖案130b與第一光阻圖案130a的尺寸 差。第二修剪步驟15 0可以是在與第 一修剪步驟同 一個反應腔中進行,其例 如是使用與第一修剪步驟相同的反應氣體，如溴化氫與氧氣，或氯氣與氧 氣，較佳為溴化氫與氧氣。由于阻絕層110a阻擋了反應氣體的縱向蝕刻，因此往圖案化光阻層130 側壁的橫向蝕刻會加強，進而縮減圖案化光阻層130的橫向尺寸。此外，由 于第二光阻圖案130b的一側為圖案空曠區(qū)100c，此處的圖案化光阻層130 的分布較少，反應氣體的通量相對地增加，因此，對于第二圖案光阻層130b 的微縮比例也會增加。這使得第二光阻圖案130b的微縮比例會大于第一光 阻圖案130a的微縮比例，而達到縮小第二光阻圖案130b與第一光阻圖案 130a的尺寸差的效果，進一步增進圖案的均勻度。在第二修剪步驟150的過程中，圖案化光阻層130下方的底抗反射層 120同樣會受到反應氣體的蝕刻與移除。而形成與其上方的圖案化光阻層 130相同的圖案。換言之，在圖案密集區(qū)100a與圖案半空曠區(qū)100b上的底 抗反射層120的尺寸差也會縮小。在一實施例中，在進行第二修剪步驟150之后，第二光阻圖案130b的 尺寸會與第一光阻圖案130a的尺寸約略相同，其下方的底抗反射層120例 如是同樣會具有相同的尺寸，大大地提高了圖案的均勻度。在第二修剪步驟150之后，更可以移除圖案化光阻層130,而以底抗反射層120為罩幕， 蝕刻其下方的阻絕層110與基底100，如此一來，后續(xù)制程中預定形成的元 件如導線，也同樣會達到較佳的均勻度。以快閃記憶體的制程為例，基底200表面例如是一層導體層，圖案密集 區(qū)100a例如是記憶胞區(qū)，圖案空曠區(qū)100c例如是邏輯元件區(qū)，圖案半空曠 區(qū)100b則為記憶胞區(qū)與邏輯元件區(qū)的交界區(qū)域。利用本實施例的方法，不 但可以縮減記憶胞區(qū)上的圖案線寬，同時也一并縮減圖案半空曠區(qū)100b上 的圖案線寬，有助于形成線寬更細且更均勻的導線，從而提高記憶體的操 作效率及其電性表現(xiàn)。值得一提的是，上述實施例中，阻絕層110例如是在底抗反射層120生 成之前，就先形成于基底100上。然而阻絕層110的形成方法并不限于此，以 下即以另一實施例來說明。圖2A至圖2C是繪示本發(fā)明另一實施例的一種增進圖案均勻度的方法 流程圖。圖2A至圖2C中，與圖1A至圖1C相同的構件，使用對應的元件 符號來表示。上一實施例中相同的構件與步驟，在本實施例中一并做為參 考，并省略其部分說明。請參閱圖2A，在本實施例中，基底200上并未形成有一整層阻絕層，底抗 反射層220是直接形成于基底200上的。而后，在底抗反射層220上形成 圖案化光阻層230。之后，請參閱圖2B，進行第一修剪步驟240的時候，所使用的反應氣 體能夠與基底200表面的膜層形成阻絕層210,進而阻擋住反應氣體對于基 底200的蝕刻。在一實施例中，反應氣體包含有氧氣，而基底200表面例如是硅、多晶 硅、非晶硅等含硅材質(zhì)。隨著第一修剪步驟240的進行，底抗反射層220會 逐漸被移除，而棵露出下方的基底200。當基底200棵露于氧氣的環(huán)境下，基 底200表面的硅便會與氧氣反應，生成氧化硅的阻絕層210。當然，除了氧 氣之外，第一修剪步驟240還包含有其他氣體，其例如是溴化氫或是氯氣。 其中，較佳為使用溴化氫與氧氣，這是由于氧氣與基底200表面產(chǎn)生的氧 化硅的阻絕層210,其對于溴化氫具有較佳的阻擋能力，可以獲得外觀輪廓 更平整的圖案。繼而，請參閱圖2C,進行第二修剪步驟250，同時微縮圖案化光阻層 230與底抗反射層220,以縮小第二光阻圖案230b與第一光阻圖案230a的 尺寸差。第二修剪步驟250例如是使用與第一修剪步驟相同的反應氣體，如 溴化氫與氧氣，或是氯氣與氧氣，較佳為溴化氫與氧氣。阻絕層210可以是 繼續(xù)作為第二修剪步驟250的終止層，以避免破壞基底200。由于圖案空曠 區(qū)200c上的反應氣體通量較多，提高了第二光阻圖案230b的微縮比例，故而使得第二光阻圖案230b的微縮比例會大于第一光阻圖案230a。因此，便 可以降低第二光阻圖案230b與第一光阻圖案230a的尺寸差，并且同樣降低 了圖案密集區(qū)200a與圖案半空曠區(qū)200b上的底抗反射層220的尺寸差，而 達到增進圖案均勻度的功效。綜上所述，本發(fā)明利用修剪步驟，修剪了圖案化光阻層，也修剪其下 方的底抗反射層，不但縮小了圖案的線寬，使得關鍵尺寸(critical d i men s i on)可以突破微影制程的限制，同時還提高了圖案密集區(qū)與圖案半 空曠區(qū)上的圖案均勻度。尤其，若選用溴化氫與氧氣為修剪步驟的反應氣 體，更可增加輪廊的平整，提高制程良率。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)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利 用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許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)明技術方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(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)明技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求
1. 一種增進圖案均勻度的方法，適用于一基底，該基底包括一圖案密集區(qū)與一圖案半空曠區(qū)，且該基底上已依序形成有一阻絕層與一底抗反射層，其特征在于該方法包括在該底抗反射層上形成一圖案化光阻層，該圖案化光阻層包括一第一光阻圖案，位于該圖案密集區(qū)；以及一第二光阻圖案，位于該圖案半空曠區(qū)，其中，該第二光阻圖案的尺寸大于該第一光阻圖案的尺寸；進行一第一修剪步驟，微縮該圖案化光阻層，同時，以該圖案化光阻層為罩幕，移除部分該底抗反射層；以及進行一第二修剪步驟，同時微縮該圖案化光阻層與該底抗反射層，以縮小該第二光阻圖案與該第一光阻圖案的尺寸差。
2、 根據(jù)權利要求1所述的增進圖案均勻度的方法，其特征在于其中所 述的第一修剪步驟與該第二修剪步驟以該阻絕層作為終止層。
3、 根據(jù)權利要求1所述的增進圖案均勻度的方法，其特征在于其中 所述的第二修剪步驟同時也縮小該第二光阻圖案與該第一光阻圖案下 方的該底抗反射層的尺寸差。
4、 根據(jù)權利要求1所述的增進圖案均勻度的方法，其特征在于其中 所述的阻絕層的材質(zhì)包括氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。
5、 根據(jù)權利要求l所述的增進圖案均勻度的方法，其特征在于其中所 述的底抗反射層包括無機底抗反射層或有機底抗反射層。
6、 一種增進圖案均勻度的方法，適用于一基底，該基底包括一圖案密 集區(qū)與一圖案半空曠區(qū)，且該基底上已形成有一底抗反射層，其特征在于 該方法包括在該底抗反射層上形成一圖案化光阻層，該圖案化光阻層包括 一第一光阻圖案，位于該圖案密集區(qū)；以及 一第二光阻圖案，位于該圖案半空曠區(qū)， 其中，該第二光阻圖案的尺寸大于該第一光阻圖案的尺寸； 進行一第一修剪步驟，微縮該圖案化光阻層，同時，以該圖案化 光阻層為罩幕，移除部分該底抗反射層，棵露出該基底表面，其中， 該第一修剪步驟使用的一反應氣體與棵露出的該基底表面反應生成一 阻絕層；以及以該阻絕層為終止層，進行一第二修剪步驟，同時微縮該圖案化光阻 層與該底抗反射層，以縮小該第二光阻圖案與該第一光阻圖案的尺寸差。
7、 根據(jù)權利要求6所述的增進圖案均勻度的方法，其特征在于其中所述的第 一修剪步驟與該第二修剪步驟以該阻絕層作為終止層。
8、 根據(jù)權利要求6所述的增進圖案均勻度的方法，其特征在于其中所 述的第二修剪步驟同時也縮小該第二光阻圖案與該第一光阻圖案下方的該底抗反射層的尺寸差。
9、 根據(jù)權利要求6所述的增進圖案均勻度的方法，其特征在于其中所 述的底抗反射層包括無機底抗反射層或有機底抗反射層。
10、 根據(jù)權利要求6所述的增進圖案均勻度的方法，其特征在于其中 所述的第二修剪步驟中，該第二光阻圖案的微縮比例大于該第一光阻圖案 的微縮比例。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種增進圖案均勻度的方法，適用于包含有圖案密集區(qū)與圖案半空曠區(qū)的基底。基底上已依序形成有阻絕層與底抗反射層。此方法是先在底抗反射層上形成一層圖案化光阻層，圖案化光阻層包括位于圖案密集區(qū)的第一光阻圖案，與位于圖案半空曠區(qū)的第二光阻圖案，其中，第二光阻圖案的尺寸大于第一光阻圖案的尺寸。之后，進行第一修剪步驟，微縮圖案化光阻層，同時，以圖案化光阻層為罩幕，移除部分底抗反射層。接著，進行第二修剪步驟，同時微縮圖案化光阻層與底抗反射層，并且縮小第二光阻圖案與第一光阻圖案的尺寸差。本發(fā)明具有增進圖案均勻度的功效。
文檔編號H01L21/768GK101266913SQ200710079428
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月12日 優(yōu)先權日2007年3月12日
發(fā)明者李俊鴻, 蔡世昌, 陳育鍾 申請人:旺宏電子股份有限公司