專利名稱：形成具有抗蝕刻效應(yīng)的光阻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)形成具有抗蝕刻效應(yīng)光阻的方法，特別是有關(guān)具有可降低蝕刻程序所需光阻厚度與增加制成空間(process window)的方法。
背景技術(shù)：
在蝕刻程序中，如圖1A所示，光阻12與被蝕刻層11是依序形成于底材10上，光阻12的圖案是用來限定在蝕刻程序中哪些部份的被蝕刻層11會被移除。因此，在蝕刻程序結(jié)束前，光阻12應(yīng)保持有相同的圖案，借以確保蝕刻程序結(jié)束后，被蝕刻層11與光阻12具有相同的圖案。
無論如何，由于在實際的蝕刻程序中光阻12也會被蝕刻，特別是在圖案中各開口13的邊緣，只是光阻12的被移除速率較被蝕刻層11的被移除速率小而已。因此在蝕刻程序結(jié)束后，可能會發(fā)生下列三種情況或是如圖1B所示，雖然光阻12的厚度變薄，但光阻12的圖案正確地被轉(zhuǎn)移到被蝕刻層11；或是如圖1C所示，雖然光阻12厚度變薄且略為變形，但光阻12的圖案仍大致上正確地被轉(zhuǎn)移到被蝕刻層11；或是如圖1D所示，光阻12不只厚度變薄連圖案也變形，使得被蝕刻層11的圖案與光阻12原有的圖案明顯地不同。顯然地，光阻12越薄、光阻12的被移除速率越快以及圖案中各開口13的距離越近，圖1C與圖1D所顯示情形越會發(fā)生，也即蝕刻程序的正確性就會越差。
由于光阻12的圖案是取決于所要形成的半導(dǎo)體組件的配置(configuration)并不能任意修改，而隨著臨界尺寸的縮小各個開口13間的距離也隨之縮小。因此最直接的方法是增加光阻12的厚度。但是由于光阻12的厚度越厚，將圖案自光罩轉(zhuǎn)移至光阻12的微影程序的困難度越大、制程越復(fù)雜且成本越高，因此增加光阻12的厚度并不適用于任何光阻12，特別是當開口13的寬度與光阻12的厚度使得開口12深寬比過大而無法適當?shù)乇恍纬蓵r。
另一種常見的作法是以深紫外光(ultra-violet light)(UV)將光阻12固化，特別是讓光阻12的表面固化，借以增加光阻12對蝕刻程序的抵抗力，降低光阻12的被移除速率，增強光阻12的抗蝕刻效應(yīng)。如圖1E與圖1F所示，在光阻12形成后與蝕刻程序進行前，先以紫外光14照射光阻12，使得光阻12的表面固化成硬化光阻15，然后再進行蝕刻程序。此時由于硬化光阻15的被移除速率較原有光阻12的被移除速率小，因此在蝕刻程序結(jié)束后，剩下的硬化光阻15與未被硬化的光阻12的厚度會比未使用深紫外光固化前所剩下的光阻12的厚度大，使得光阻12厚度變薄與圖案變形等的缺點，都可以得到有效的改善。
但使用深紫外光14固化光阻仍至少會遭遇下列的缺點第一、深紫外光14只能使光阻12的表面被固化，硬化光阻15的厚度有限，因此光阻12的厚度仍必須厚到使得在硬化光阻15被移除光后，可以確保圖案的正確轉(zhuǎn)移；第二、蝕刻過程的輝光也約在近紫外光(near UV)的范圍，會降低光阻12與硬化光阻15的熱穩(wěn)定性而導(dǎo)致變形；第三、不同光阻材料對深紫外光14的吸收效率不同，不只要隨光阻材料不同改變所使用深紫外光14的波長，增加制程的繁鎖，同時不是任何的光阻材料都可以適用深紫外光14來固化；第四、生產(chǎn)線現(xiàn)有深紫外光14的光源的功率低，使得以深紫外光14來固化光阻12所需的時間長，降低整個生產(chǎn)線的產(chǎn)能。
綜上所述，現(xiàn)有解決蝕刻程序中光阻損耗問題的各技術(shù)皆有待改善之處，因此仍有必要發(fā)展新的方法來形成具有抗蝕刻效應(yīng)的光阻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種可以形成具有抗蝕刻效應(yīng)的光阻的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供可以降低蝕刻程序所需光阻厚度與增加制成空間的方法。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種以具有抗蝕刻性光阻進行蝕刻的方法。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一方面的形成具有抗蝕刻效應(yīng)的光阻的方法，其特點是，至少包括提供一底材；形成一光阻于一底材上，所述光阻具有一圖案；放置所述底材與所述光阻于一低壓環(huán)境，使得電子束可以有效地照射所述光阻；以及以一電子束照射所述光阻，使得至少部份的所述光阻被固化。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明另一方面的以具有抗蝕刻性光阻進行蝕刻的方法，其特點是，至少包括提供一底材，一已圖案化的光阻形成于所述底材上；以及同時對所述底材與所述光阻執(zhí)行一電子束固化程序與一蝕刻程序，所述電子束固化程序是以一電子束照射所述已圖案化的光阻，而所述蝕刻程序是以所述已圖案化光阻形成為一幕罩。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明又一方面的以具有抗蝕刻性光阻進行蝕刻的方法，其特點是，至少包括提供一底材，一已圖案化光阻形成于所述底材上；以及交替地對所述底材與所述光阻執(zhí)行一電子束固化程序與一蝕刻程序，所述電子束固化程序是以一電子束照射所述已圖案化光阻，而所述蝕刻程序是以所述已圖案化光阻形成為一幕罩。
本發(fā)明一方面所提供的形成具有抗蝕刻效應(yīng)的光阻的方法，是在蝕刻程序前便進行的方法，至少包括下列步驟提供底材并形成具有圖案的光阻在底材上，然后放置底材與光阻于低壓環(huán)境，再以電子束照射光阻使得至少部份光阻被固化。再此由于電子束的照射可以使光阻固化，因此可以形成抗蝕刻效應(yīng)，使蝕刻程序更正確，圖案形成也更精確。
本發(fā)明的兩種以具有抗蝕刻性光阻進行蝕刻的方法。其中一方面至少包括提供已圖案化光阻位于其上的底材，然后同時執(zhí)行電子束固化程序與蝕刻程序，在此電子束固化程序系以電子束照射已圖案化光阻，而蝕刻程序是以已圖案化光阻為幕罩。其中另一方面至少包括提供已圖案化光阻位于其上的底材，然后交替地地執(zhí)行電子束固化程序與蝕刻程序。顯然地，本發(fā)明的所述兩個方面都是硬化光阻持續(xù)地被蝕刻程序所消耗，但也持續(xù)地補充硬化光阻。
由于使用深紫外光來固化光阻時至少會遭遇到前述的缺點，但將光阻固化是比增加光阻厚度或改變光阻材料等更能有效地減少蝕刻過程對光阻蝕刻的作法。因此本發(fā)明提出不使用深紫外光的固化光阻的方法。
本發(fā)明是使用電子束，例如由高能電子槍射出的電子束，來固化光阻，特別是在低壓環(huán)境下以電子束來固化光阻。由于光阻多是高分子材料，因此電子束的照射可以促使各個高分子的原有鍵結(jié)被入射電子打斷而重新鍵結(jié)，進而增強各個高分子間的交叉鏈接(cross-link)。同時入射電子的動能會因為與高分子材料碰撞而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽a(chǎn)生類似烘烤(expose)的效應(yīng)。并且低壓環(huán)境除了可以減少電子束被散射的可能性確保電子束照射到光阻外，也可以促使光阻中的溶劑等揮發(fā)，進而增加光阻的硬度。
與現(xiàn)有技術(shù)的使用深紫外光相比，本發(fā)明使用電子束來固化光阻，至少具有下列優(yōu)點首先，由于電子束不會與紫外光、深紫外光或近子外光發(fā)生干射，因此蝕刻程序的輝光一般不會對光阻造成影響。其次，由于電子束是電子與光阻的各分子間的撞擊來促使交叉鍵結(jié)的鏈接的發(fā)生，不同材料的光阻對電子束的吸收速率相差不大，特別是當不同光阻都是高分子材料時，因此并不需要隨光阻材料不同改變所使用電子束來源，可以簡化制程。再者，由于生產(chǎn)線現(xiàn)有電子束來源的功率較深紫外光光源的功率大，因此使用電子束固化光阻所需時間較短，可以增加整個生產(chǎn)線的產(chǎn)能。當然，由于電子束基本上也只能使光阻的表面被固化，硬化光阻的厚度有限，因此光阻的厚度仍必須厚到使得在硬化光阻被移除光后，可以確保圖案的正確轉(zhuǎn)移。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細說明。


圖1A至圖1D是用以顯示蝕刻過程中光阻也會被移除所產(chǎn)生影響的橫截面示意圖圖1E至圖1F為現(xiàn)有技術(shù)使用深紫外光固化光阻的方法的橫截面示意圖；
圖2A至圖2B為本發(fā)明一較佳實施例的基本步驟的橫截面示意圖；以及圖3A與圖3B為本發(fā)明的其它二個較佳實施例的基本流程示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明一較佳實施例為一種形成具有抗蝕刻效應(yīng)的光阻的方法，至少包括下列步驟如圖2A所示，提供底材20，并形成具有圖案的光阻21于底材20上。光阻21可以是DVV光阻、PNS1240或其它任何商業(yè)化產(chǎn)品光阻。接下來放置底材20與光阻21于一低壓環(huán)境，通常是放置于反應(yīng)室中并抽真空。在此低壓環(huán)境的壓力通常是大約小于500托(torr)，而一個可能的壓力大約為0.1托到1托。在此壓力只要小到隨后制程中電子束可以有效地照射到光阻即可。
如圖2B所示，以電子束22照射光阻，使得至少部份的光阻21被固化而行成硬化光阻23。電子束22的功率越大，光阻21被硬化的速率越快而且硬化光阻23的硬度也越硬。電子束22的功率一般大約大于100meV，但本實施例并不限定電子束22的功率大小。舉例所說，在此所使用的電子束22可以是用來測量臨界尺寸的掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope)(SEM)的電子束。
在此，由于電子束與深紫外光都只能使光阻表面固化，因此當光阻的表面固化后即可停止以電子束照射光阻。特別是當光阻被固化部份的厚度已可以使得在隨后進行的蝕刻程序中光阻的圖案不會被改變，即可以停止以電子束照射光阻。一般來說，被固化的部份光阻的厚度大約為光阻厚度的一百分之一。
除此之外，由于在蝕刻程序進行前先以電子束固化光阻的作法，仍無法有效克服硬化光阻仍會被蝕刻程序所移除，也即硬化光阻與未硬化光阻仍可能被完全移除，使得光阻仍須具有相當?shù)暮穸纫源_保光阻圖案可以正確地轉(zhuǎn)移到位于其下的底材。針對此問題，本發(fā)明提出下列兩種修正的作法，借以確保硬化光阻不會在蝕刻過程中被耗盡。
本發(fā)明的另一較佳實施例為一種以具有抗蝕刻性光阻進行蝕刻的方法，如圖3A所示，至少包括下列步驟如光阻方塊31所示，提供已圖案化光阻位于其上的底材。
如同步方塊32所示，同時對底材與光阻執(zhí)行電子束固化程序與蝕刻程序。在此電子束固化程序以電子束照射已圖案化光阻，而蝕刻程序是已圖案化光阻為幕罩。
在此，通常是先將底材放置于低壓環(huán)境中，然后再進行電子束照射程序與蝕刻程序。并且當已圖案化光阻表面固化后即可停止以電子束照射光阻，或者當光阻被固化部份的厚度可以使得在所述蝕刻程序中光阻的圖案不會被改變時，即可停止以電子束照射光阻。一般而言，被固化的部份已圖案化光阻的厚度約為已圖案化光阻厚度的百分之一。
本發(fā)明的又一較佳實施例為一種以具有抗蝕刻性光阻進行蝕刻的方法，如圖3B所示，至少包括下列步驟如光阻方塊33所示，提供已圖案化光阻位于其上的底材。
如交替方塊34所示，交替地對底材與光阻執(zhí)行電子束固化程序與蝕刻程序。在此電子束固化程序以電子束照射已圖案化光阻，而蝕刻程序是已圖案化光阻為幕罩。
在此，通常也是先將底材放置于低壓環(huán)境，然后再進行電子束照射程序與蝕刻程序。并且在交替方塊34中，任一次電子束固化程序并不需要使得已圖案化光阻表面被完全固化，而任一次蝕刻程序也并不需要使得光阻的圖案被完全轉(zhuǎn)移至底材。實際上，任一次電子束固化程序僅需使得已圖案化光阻被固化部份的厚度可以在隨后進行之一次蝕刻程序中使得已圖案化光阻之一圖案不會被改變即可。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的申請專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種形成具有抗蝕刻效應(yīng)的光阻的方法，其特征在于，至少包括提供一底材；形成一光阻于一底材上，所述光阻具有一圖案；放置所述底材與所述光阻于一低壓環(huán)境，使得電子束可以有效地照射所述光阻；以及以一電子束照射所述光阻，使得至少部份的所述光阻被固化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述被固化部份的光阻的厚度大約為所述光阻厚度的一百分之一。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括當所述光阻被固化部份的厚度可使隨后進行的蝕刻程序中所述光阻圖案不會被改變時，即停止以所述電子束照射所述光阻。
4.一種以具有抗蝕刻性光阻進行蝕刻的方法，其特征在于，至少包括提供一底材，一已圖案化的光阻形成于所述底材上；以及同時對所述底材與所述光阻執(zhí)行一電子束固化程序與一蝕刻程序，所述電子束固化程序是以一電子束照射所述已圖案化的光阻，而所述蝕刻程序是所述已圖案化光阻形成為一幕罩。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，包括在先將所述底材放置于一低壓環(huán)境后再進行所述電子束固化程序與所述蝕刻程序。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當所述光阻被固化部份的厚度使得在所述蝕刻程序中所述光阻圖案不會被改變時，即停止以所述電子束照射所述光阻。
7.一種以具有抗蝕刻性光阻進行蝕刻的方法，其特征在于，至少包括提供一底材，一已圖案化光阻形成于所述底材上；以及交替地對所述底材與所述光阻執(zhí)行一電子束固化程序與一蝕刻程序，所述電子束固化程序是以一電子束照射所述已圖案化光阻，而所述蝕刻程序是所述已圖案化光阻形成為一幕罩。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，任一次所述電子束固化程序進行得不使所述已圖案化光阻表面被完全固化。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，任一次所述蝕刻程序進行得不使所述圖案被完全轉(zhuǎn)移至所述底材。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，任一次所述電子束固化程序僅使所述已圖案化光阻被固化部份的厚度在隨后進行的一次所述蝕刻程序中不改變所述已圖案化光阻之一圖案。
全文摘要
一種形成具有抗蝕刻效應(yīng)的光阻的方法，至少包括提供底材；形成具有圖案的光阻在底材上；放置底材與光阻于低壓環(huán)境；以電子束照射光阻使得至少部份光阻被固化。本發(fā)明通常是在蝕刻程序前進行，但也可以擴展應(yīng)用于一面進行蝕刻程序一面以電子束照射光阻，而也可以擴展應(yīng)用于交替地進行蝕刻程序與以電子束照射光阻。
文檔編號G03F7/16GK1399170SQ0112279
公開日2003年2月26日 申請日期2001年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月24日
發(fā)明者張慶裕 申請人:旺宏電子股份有限公司