本發(fā)明涉及一種蝕刻方法，特別是涉及一種降低微負(fù)載效應(yīng)的蝕刻的方法。

背景技術(shù)：

集成電路是經(jīng)由許多制作工藝步驟，例如，沉積、氧化、蝕刻等而形成，在眾多種不同的半導(dǎo)體應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域之中，蝕刻制作工藝在定義圖案的規(guī)格尺寸上具有重要的角色，其主要用于定義各材料區(qū)的長度、寬度、及深度或高度等尺寸，一般而言，一個理想的蝕刻制作工藝必需能將光掩模上所定義的圖案準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)移至其下方的材料層上，并終止于所預(yù)定的蝕刻深度，且其尺寸或深度不會因晶片或芯片上位置的不同而變化，而能在整個晶片或芯片上保持一致而均勻的標(biāo)準(zhǔn)。

蝕刻制作工藝需要利用掩模層，例如光致抗蝕劑，經(jīng)由曝光顯影制作工藝來定義所需蝕刻的位置，一般而言掩模層是利用旋轉(zhuǎn)涂布的方式覆蓋在將要蝕刻的材料層上，然而旋轉(zhuǎn)涂布所形成的掩模層厚度，會受到下層材料密度影響，旋轉(zhuǎn)涂布會將掩模層平均散布在各區(qū)，掩模層的體積在高密度區(qū)及低密度區(qū)是相同的，但因?yàn)楦呙芏葏^(qū)內(nèi)材料層密度高，掩模層被墊高，因此在高密度區(qū)內(nèi)的掩模層其最終形成的上表面，會高于低密度區(qū)內(nèi)的掩模層，由于這種高低差的影響，在蝕刻之后會造成高密度區(qū)及低密度區(qū)內(nèi)的材料層厚度不同。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種蝕刻方法，以解決上述問題。

為達(dá)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明提供一種蝕刻的方法，包含首先提供一基底，其中一高密度結(jié)構(gòu)和一低密度結(jié)構(gòu)分別設(shè)于基底上，接著形成一第一材料層覆蓋并接觸高密度結(jié)構(gòu)和低密度結(jié)構(gòu)，其中部分的低密度結(jié)構(gòu)由第一材料層曝露出來，然后形成一第二材料層覆蓋高密度結(jié) 構(gòu)和低密度結(jié)構(gòu)以及接觸由第一材料層曝露出來的低密度結(jié)構(gòu)，之后蝕刻第二材料層，以移除位于高密度結(jié)構(gòu)上的第二材料層和移除位于低密度結(jié)構(gòu)上的部分的第二材料層，接續(xù)同時蝕刻位于高密度結(jié)構(gòu)上的第一材料層以及位于低密度結(jié)構(gòu)上的第二材料層，再蝕刻位于高密度結(jié)構(gòu)上和低密度結(jié)構(gòu)上的第一材料層，使得高密度結(jié)構(gòu)曝露出一第一部分，低密度結(jié)構(gòu)曝露出一第二部分，最后移除第一部分和第二部分。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，第一材料層的蝕刻率大于第二材料層的蝕刻率。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，第一材料層和第二材料層為相同材料。

附圖說明

圖1至圖8為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所繪示的一種蝕刻的方法的示意圖。

主要元件符號說明

1 第一部分 2 第二部分

3 第三部分 4 第四部分

10 基底 12 高密度結(jié)構(gòu)

14 低密度結(jié)構(gòu) 16 第一材料層

18 斜邊 22 第一上表面

24 第二上表面 26 材料層

28 第二材料層 112 第一結(jié)構(gòu)

114 第二結(jié)構(gòu)

具體實(shí)施方式

圖1至圖8為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所繪示的一種蝕刻的方法。下文本發(fā)明制作工藝所使用的蝕刻和回蝕刻可以為干蝕刻、濕蝕刻或兩種蝕刻交替使用，如圖1所示，首先提供一基底10，基底10可以為一硅基底、一鍺基底、一砷化鎵基底、一硅鍺基底、一磷化銦基底、一氮化鎵基、一碳化硅基底或是一硅覆絕緣基底。基底10上劃分為一高密度區(qū)A和一低密度區(qū)B。一高密度結(jié)構(gòu)12設(shè)置在基底10的高密度區(qū)A中，高密度結(jié)構(gòu)12包含多個第一結(jié)構(gòu)112，相鄰第一結(jié)構(gòu)112之間具有一第一間距S₁，一低密度結(jié)構(gòu)14設(shè)置在基底10的低密度區(qū)B中，低密度結(jié)構(gòu)14包含多個第二結(jié)構(gòu)114，相 鄰的第二結(jié)構(gòu)114之間具有一第二間距S₂，高密度結(jié)構(gòu)12的密度大于低密度結(jié)構(gòu)14，并且第二間距S₂大于第一間距S₁。高密度結(jié)構(gòu)12的密度為在高密度區(qū)A中所有的第一結(jié)構(gòu)112所占的面積除以高密度區(qū)A的面積，低密度結(jié)構(gòu)14的密度為在低密度區(qū)B中所有的第二結(jié)構(gòu)114所占的面積除以低密度區(qū)B的面積，各個第一結(jié)構(gòu)112分為一第一部分1和一第三部分3，各個第二結(jié)構(gòu)114也分為一第二部分2和一第四部分4，第一部分1位于第三部分3上，第二部分2和位于第四部分4上，根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，第一部分1和第三部分3為不同的材料，第二部分2和第四部分4為不同材料，但第一部分1和第二部分2為相同材料，第三部分3和第四部分4為相同材料，舉例而言，第一部分1和第二部分2可以為一掩模層，第三部分3和第四部分4可以為一半導(dǎo)體層，半導(dǎo)體層在后續(xù)可以作為柵極電極、鰭狀結(jié)構(gòu)或虛置柵極等。高密度結(jié)構(gòu)12和低密度結(jié)構(gòu)14可以利用同一步驟形成，例如先形成一半導(dǎo)體層(圖未示)，接續(xù)形成一掩模層(圖未示)全面覆蓋基底10，然后以曝光顯影制作工藝，定義出高密度結(jié)構(gòu)12和低密度結(jié)構(gòu)14的圖案后蝕刻半導(dǎo)體層和掩模層以形成高密度結(jié)構(gòu)12和低密度結(jié)構(gòu)14。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，第一部分1和第三部分3可以為相同材料，第二部分2和第三部分4可以為相同材料，舉例而言第一部分1和第三部分3可以都為半導(dǎo)體層，第二部分2和第三部分4也可以都為半導(dǎo)體層。

如圖2所示，形成一第一材料層16覆蓋并接觸高密度結(jié)構(gòu)12和低密度結(jié)構(gòu)14，值得注意的是：部分的低密度結(jié)構(gòu)14由第一材料層16曝露出來，而高密度結(jié)構(gòu)12則是完全被第一材料層16覆蓋，詳細(xì)來說，低密度結(jié)構(gòu)14中的至少部分的第二部分2會由第一材料層16曝露出來，而第一材料層16在由高密度區(qū)A往低密度區(qū)B的方向會形成一個往基底10方向下降的斜邊18，此外，位于高密度區(qū)A覆蓋高密度結(jié)構(gòu)12的第一材料層16具有一第一厚度T₁；位于低密度區(qū)B覆蓋低密度結(jié)構(gòu)14的第一材料層16具有一第二厚度T₂，第一厚度T₁大于第二厚度T₂。再者第一材料層16具有一第一上表面22，組成高密度結(jié)構(gòu)12的第一結(jié)構(gòu)112的第一部分1具有一第二上表面24，第一上表面22和第二上表面24至少切齊，或者第一上表面22會高于第二上表面24。第一材料層16可包含各種光致抗蝕劑材料、含碳材料、光吸收氧化材料(light absorbing oxide,DUO)、旋涂式玻璃(spin-on-glass,SOG)、底部抗反射層(bottom anti-reflective coating layer,BARC layer)、犧牲光吸收材 料(sacrificial light absorbing material,SLAM)或氧化硅等。

第一材料層16的形成方式舉例如下，如圖3所示，先形成一材料層26覆蓋基底10、高密度結(jié)構(gòu)12和低密度結(jié)構(gòu)14，材料層26可以利用旋轉(zhuǎn)涂布或沉積等的方式形成在基底10上，因?yàn)楦呙芏冉Y(jié)構(gòu)12的密度高于低密度結(jié)構(gòu)14，在旋轉(zhuǎn)涂布或沉積后，在高密度區(qū)A的材料層26的厚度會較在低密度區(qū)B的材料層26的厚度大，此時高密度結(jié)構(gòu)12和低密度結(jié)構(gòu)14都完全未從材料層26曝露。如圖4所示，以低密度結(jié)構(gòu)14作為蝕刻停止層，回蝕刻材料層26至低密度結(jié)構(gòu)14開始曝露出來，此時再接續(xù)過蝕刻(over etch)材料層26，使低密度結(jié)構(gòu)14曝露出更多，但維持高密度結(jié)構(gòu)12的第一部分1依然完全埋入于材料層26中，此時的材料層26即成為圖2中的第一材料層16。

如圖5所示，形成一第二材料層28覆蓋高密度結(jié)構(gòu)12和低密度結(jié)構(gòu)14以及接觸由第一材料層16曝露出來的低密度結(jié)構(gòu)14，第二材料層28通常是由旋轉(zhuǎn)涂布或沉積等的方式形成在第一材料層16上，由于部分的低密度結(jié)構(gòu)14由第一材料層16曝露出來，因此在低密度區(qū)B會有凹凸的輪廓，而高密度結(jié)構(gòu)12的第二表面24至少和第一材料層26的第一表面22切齊，因此在高密度區(qū)A是平坦的輪廓，所以當(dāng)?shù)诙牧蠈?8涂布或沉積在第一材料層16上時，第二材料層28會自然在低密度區(qū)B內(nèi)形成較厚而在高密度區(qū)A內(nèi)形成較薄，也就是說，覆蓋高密度結(jié)構(gòu)12的第二材料層28具有一第三厚度T₃，覆蓋低密度結(jié)構(gòu)14的第二材料層28具有一第四厚度T₄，第四厚度T₄大于第三厚度T₃。此外，同樣地第二材料層28包含各種光致抗蝕劑材料、含碳材料，光吸收氧化材料(light absorbing oxide,DUO)、旋涂式玻璃(spin-on-glass,SOG)、底部抗反射層(bottom anti-reflective coating layer,BARC layer)、犧牲光吸收材料(sacrificial light absorbing material,SLAM)或氧化硅等。但第一材料層16和第二材料層28于本實(shí)施例中優(yōu)選使用不同材料，并且在相同的蝕刻條件下，第一材料層16的蝕刻率較第二材料層28的蝕刻率高，舉例而言，第一材料層16可以為一高蝕刻率的光致抗蝕劑，而第二材料層28可以為一低蝕刻率的光致抗蝕劑。

如圖6所示，同時蝕刻位于高密度區(qū)A和低密度區(qū)B的第二材料層28，以移除位于高密度結(jié)構(gòu)12上的第二材料層28和移除位于低密度結(jié)構(gòu)14上的部分的第二材料層28，由于第二材料層28的第三厚度T₃小于第四厚度 T₄，因此在高密度結(jié)構(gòu)12上的第二材料層28會比在低密度結(jié)構(gòu)14上的第二材料層28早消耗完，所以在高密度結(jié)構(gòu)12上的第二材料層28被完全移除后，曝露出第一材料層16時，在低密度結(jié)構(gòu)14上的第二材料層28依然還有殘留。

請同時參閱圖6和圖7，同時蝕刻位于高密度結(jié)構(gòu)12上的第一材料層16以及位于低密度結(jié)構(gòu)14上的殘留的第二材料層28，當(dāng)?shù)兔芏冉Y(jié)構(gòu)14上的殘留的第二材料層28被蝕刻完后，在蝕刻位于高密度結(jié)構(gòu)12上的第一材料層16的同時，也會蝕刻在低密度結(jié)構(gòu)14上的第一材料層16，直至曝露出高密度結(jié)構(gòu)12的第一部分1至一預(yù)定高度D₁，和曝露出低密度結(jié)構(gòu)14的第二部分2至一預(yù)定高度D₂，通常在此時基底10上的第二材料層28已完全被移除。接著如圖8所示，移除曝露出的第一部分1和的第二部分2。通常曝露出的第一部分1和第二部分2的預(yù)定高度D₁和D₂會是相同大小，優(yōu)選地預(yù)定高度D₁會等于第一部分1的厚度，預(yù)定高度D₂等于第二部分2的厚度，也就是說，在圖8的步驟中，第一部分1和第二部分2完全被移除，移除方式優(yōu)選利用蝕刻。當(dāng)然預(yù)定高度D₁也可以等于部分的第一部分1的厚度，而第二部分2的預(yù)定高度D₂可以等于部分的第二部分2的厚度，因此第一部分1和第二部分2只有部分被移除。此外，預(yù)定高度D₁也可以不等于預(yù)定高度D₂。依據(jù)不同需求，在第一部分1和第二部分2曝露出預(yù)定高度后，還可以繼續(xù)蝕刻第一材料層16，至第三部分3和第四部分4也曝露出另一預(yù)定高度(圖未示)，之后一并移除第一部分1、第二部分2和曝露的第三部分3和曝露的第四部分4。在移除第一部分1和第二部分2后，第一材料層16可以視情況去除或是保留，如果第三部分3和第四部分4是虛置柵極，第一材料層16為介電層時，則第一材料層16就會保留。又或者第三部分3和第四部分4是一般的柵極電極，第一材料層16就會移除，但不限于此，在圖8中以完全移除第一材料層16為例。第一部分1、第二部分2、第三部分3、第四部分4、第一材料層16以及基底10有各種不同材料的搭配方式，端看最后要制作的元件性質(zhì)，不同的材料搭配，是決定第三部分3、第四部分4和第一材料層16是否被移除的因素之一。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，第一材料層16和第二材料層28可以使用相同的材料，其余制作工藝步驟都和上述實(shí)施例相同，在此不再贅述。

本發(fā)明形成二層材料層，二層材料層都覆蓋低密度區(qū)和高密度區(qū)，利用 兩層材料層之間的厚度差或/和兩層材料層之間的蝕刻率差異，補(bǔ)償在高密度區(qū)和低密度區(qū)內(nèi)旋轉(zhuǎn)涂布厚度的不同，使得高密度區(qū)和低密度區(qū)內(nèi)的結(jié)構(gòu)可以以蝕刻方式同時移除本質(zhì)上相同的厚度，也就是說本發(fā)明的方法解決了微負(fù)載效應(yīng)的問題。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，都應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。