專利名稱：多重抗反射層及其采用此種多重抗反射層的微影制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電學(xué)基本電氣元件領(lǐng)域半導(dǎo)體器件中的抗反射層(anti-reflective coating，簡稱ARC)及采用此種抗反射層的微影制造方法，特別是有關(guān)一種多重抗反射層(multiple ARC)及其采用此種多重抗反射層的微影制造方法。
背景技術(shù)：
隨著線寬尺寸的縮減，使得微影制造方法即微影制程的困難度增加，因為線寬縮小，容易發(fā)生對準(zhǔn)失誤的情形。尤其是在定義導(dǎo)體層時，因為導(dǎo)體層材質(zhì)的反射系數(shù)(reflectivity index)通常較大，致使定義時，曝光光源容易在導(dǎo)體層表面發(fā)生反射，造成光阻層尺寸偏差，而導(dǎo)致微影圖案轉(zhuǎn)移不正確。為了防止上述所提的誤差出現(xiàn)，通常會在導(dǎo)體層上形成設(shè)有一層抗反射層，以減少因?qū)w層產(chǎn)生的反射光，在定義時對光阻曝光的精確度造成誤差，進而造成組件的不良品率降低。
上述的抗反射層一般分為形成于光阻上的頂抗反射層(top ARC)與形成于光阻下的底抗反射層(bottom ARC)，其中，該抗反射層的材質(zhì)包括有機材質(zhì)(organic material)與無機材質(zhì)(inorganic material)兩種。一般來說，有機材質(zhì)如聚合物(polymer)通常是在涂布光阻層之后，再形成于光阻層之上；而無機材質(zhì)例如氮化鈦(TiN)，則通常在涂布光阻層之前就已經(jīng)形成于導(dǎo)體層上。
請參閱圖1所示，圖1是現(xiàn)有習(xí)知的一種采用抗反射層在微影制程中的半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。如圖1所示，在一半導(dǎo)體基底100上設(shè)有一層硬罩幕層(hardmask layer)102，且在硬罩幕層102上設(shè)有一層光阻106，以及在光阻106與硬罩幕層102之間設(shè)有一層無機抗反射層104。但是，往往因為硬罩幕層102的厚度在制程中不容易控制，所以當(dāng)光線直射入基底100時，會造成反射率變化極大的缺點。
針對上述問題，美國專利第6331379號又揭露了一種使用抗反射層的微影制程(如圖2所示)。請參閱圖2所示，是現(xiàn)有習(xí)知的一種采用雙層抗反射層在微影制程中的半導(dǎo)體組件的剖面示意圖，其是首先在一半導(dǎo)體基底200上形成設(shè)有一層硬罩幕層202，再在硬罩幕層202上形成設(shè)有一層可吸收入射光的第一抗反射層204，其中該第一抗反射層204的吸收率(absorption)必須大于1。然后，直接在第一抗反射層204上形成設(shè)有一第二抗反射層206。接著，在第二抗反射層206上形成設(shè)有一層光阻208。然而，因為上述的吸收率大于1(即k＞1)的第一抗反射層204是一種特殊的材質(zhì)，所以要形成這種具有特殊特性的材質(zhì)層，勢必需要其它更加復(fù)雜或特別的制程。
由此可見，上述現(xiàn)有的抗反射層及其采用此種抗反射層的微影制造方法仍存在有諸多的缺陷，而亟待加以進一步改進。
為了解決現(xiàn)有的抗反射層及其采用此種抗反射層的微影制造方法的缺陷，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決的道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的抗反射層及其采用此種抗反射層的微影制造方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的多重抗反射層及其采用此種多重抗反射層的微影制造方法，能夠改進一般現(xiàn)有的抗反射層及其采用此種抗反射層的微影制造方法，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服上述現(xiàn)有的抗反射層及其采用此種抗反射層的微影制造方法存在的缺陷，而提供一種新的多重抗反射層及其采用此種多重抗反射層的微影制造方法，所要解決的主要技術(shù)問題是使其可以達到降低反射率的效果。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種多重抗反射層及其采用此種多重抗反射層的微影制造方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可以簡化制程，不需要如現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)那樣采用復(fù)雜制程的k＞1的氮氧化硅層。
本發(fā)明的再一目的在于，提供一種多重抗反射層及其采用此種多重抗反射層的微影制造方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可以簡化制程，不需要如現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)一般嚴(yán)格控制硬罩幕層的厚度。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種多重抗反射層，其包括至少二抗反射層，位于一基底上；以及一硬罩幕層，被夾在該至少二抗反射層之間。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。
前述的多重抗反射層，其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括無機材料。
前述的多重抗反射層，其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括氮氧化硅。
前述的多重抗反射層，其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)相同。
前述的多重抗反射層，其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括氮氧化硅。
前述的多重抗反射層，其中所述的硬罩幕層包括氮化物。
前述的多重抗反射層，其中所述的硬罩幕層包括氧化物。
前述的多重抗反射層，其是配置于一光阻層下方。
前述的多重抗反射層，其中所述的至少二抗反射層包括一第一抗反射層，位于該硬罩幕層與該基底之間；以及一第二抗反射層，位于該硬罩幕層上。
前述的多重抗反射層，其中所述的第一抗反射層的厚度為200埃。
前述的多重抗反射層，其中所述的第二抗反射層的厚度為550埃。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種采用上述技術(shù)方案所述的多重抗反射層的微影制造方法，其包括以下制程步驟在一基底上形成一多重抗反射層，該多重抗反射層是由至少二抗反射層以及夾于該二抗反射層之間的一硬罩幕層所構(gòu)成；在該二抗反射層上形成一光阻層；以及進行一曝光制程與一顯影制程。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。
前述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括無機材料。
前述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括氮氧化硅。
前述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)相同。
前述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括氮氧化硅。
前述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其中所述的硬罩幕層包括氮化物。
前述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其中所述的硬罩幕層包括氧化物。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明多重抗反射層及其采用此種多重抗反射層的微影制造方法，主要采用以下技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明提出一種多重抗反射層，是由至少兩層的抗反射層與一層硬罩幕層所組成，其中反射層的材質(zhì)相同；其配置是硬罩幕層被夾在兩層抗反射層之間，其中硬罩幕層的厚度因為其位置是配置于兩抗反射層之間，所以不會影響半導(dǎo)體基底的反射率。
本發(fā)明另外提出一種采用多重抗反射層的微影制程，其包括提供一基底，在基底上形成一第一抗反射層。然后，在第一抗反射層上形成一層硬罩幕層，再在硬罩幕層上形成一第二抗反射層。之后，可在第二抗反射層上形成一層光阻，用以進行后續(xù)的曝光制程。
本發(fā)明的多重抗反射層結(jié)構(gòu)，是將硬罩幕層夾在兩層抗反射層中，而利用該多層接口形成多次相消性干涉，以達到降低反射率的目的。而且，本發(fā)明的制程簡單，不需要嚴(yán)格限制硬罩幕層的厚度，即可獲致低反射率的抗反射結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明采用兩層抗反射層夾住硬罩幕層的方法，不需要其它更復(fù)雜或特別的制程來制得吸收率大于1(即k＞1)的抗反射層。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下的結(jié)構(gòu)特點及優(yōu)點1、本發(fā)明因為將硬罩幕層夾在兩層抗反射層中，而利用該多層接口形成多次相消性干涉，而可達到降低反射率的功效。
2、本發(fā)明不需要嚴(yán)格限制硬罩幕層的厚度，即可利用簡單的制程獲致低反射率的抗反射結(jié)構(gòu)，而具有產(chǎn)業(yè)的利用價值。
3、因為本發(fā)明采用兩層抗反射層夾住硬罩幕層的方法，所以不用像現(xiàn)有習(xí)知方法使用吸收率大于1(即k＞1)的抗反射層那樣需要其它更復(fù)雜或特別的制程。
綜上所述，本發(fā)明特殊的多重抗反射層及其采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其多重抗反射層是由至少兩層的抗反射層夾著一層硬罩幕層所組成，其可以在不受硬罩幕層厚度變化的影響下，使多重抗反射層達到降低反射率的效果。本發(fā)明不僅可達到有效的降低反射率的優(yōu)良效果，且可以簡化制程，不需要如現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)那樣采用復(fù)雜制程的k＞1的氮氧化硅層，且不需要如現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)一般嚴(yán)格控制硬罩幕層的厚度。其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值，其在制造方法上確屬創(chuàng)新，較現(xiàn)有的抗反射層及其采用此種抗反射層的微影制造方法具有增進的多項功效，且制造方法簡易，適于實用，具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值。其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上、制造方法上或功能上皆有較大改進，且在技術(shù)上有較大進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，而確實具有增進的功效，從而更加適于實用，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。


圖1是現(xiàn)有習(xí)知的一種采用抗反射層在微影制程中的半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。
圖2是現(xiàn)有習(xí)知的一種采用雙層抗反射層在微影制程中的半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。
圖3是本發(fā)明一較佳實施例的采用多重抗反射層在微影制程中的半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。
圖4是圖3中所示的采用多重抗反射層的微影制程的制程步驟示意圖。
圖5是本發(fā)明一較佳實施例的氧化物硬罩幕的厚度以及與現(xiàn)有習(xí)知結(jié)構(gòu)的硬罩幕氧化物硬罩幕的厚度與基底反射率的關(guān)系曲線圖。
100、200、300半導(dǎo)體基底 102、202、304硬罩幕層層104、204、206抗反射層 302、306抗反射層106、208、308光阻400在半導(dǎo)體基底上形成一第一抗反射層402在第一抗反射層上形成一層硬罩幕層404在硬罩幕層上形成一第二抗反射層406在基底上形成一層光阻 408曝光制程410顯影制程具體實施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的多重抗反射層及其采用此種多重抗反射層的微影制造方法其具體結(jié)構(gòu)、制造方法、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。
請參閱圖3所示，是本發(fā)明一較佳實施例的采用多重抗反射層在微影制程中的半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。
如圖3所示，在本實施例中，本發(fā)明多重抗反射層的結(jié)構(gòu)是由形成于一半導(dǎo)體基底300上至少兩層的抗反射層，譬如圖中所示的第一抗反射層302、第二抗反射層306與一層硬罩幕層(hardmask layer)304所組成，其中抗反射層302、306的材質(zhì)相同，例如是無機材質(zhì)(inorganic material)的氮氧化硅(SiON)；其配置是硬罩幕層304被夾在兩層抗反射層302與306之間；而硬罩幕層304可以是氧化物(oxide)或氮化物(nitride)。由于折射率主要是與光穿透的介質(zhì)有關(guān)，所以在本實施例中位于兩層抗反射層302、306之間的硬罩幕層304的厚度變化并不會影響基底300的反射率(reflectivity)。另外，在抗反射層306上還包括一層用來進行后續(xù)曝光制程的光阻308。
請參閱圖4所示，是圖3中所示的采用多重抗反射層的微影制程的制程步驟示意圖。在步驟400中，在半導(dǎo)體基底上形成一第一抗反射層，其材質(zhì)例如是無機材質(zhì)的氮氧化硅。然后，在步驟402中，在第一抗反射層上形成一層硬罩幕層，其材質(zhì)例如氧化物或氮化物，以及形成硬罩幕層的方法例如是化學(xué)氣相沉積法。接著，在步驟404中，在硬罩幕層上形成一第二抗反射層，其材質(zhì)需與第一抗反射層相同，如氮氧化硅。接著，可在步驟406中，在基底上形成一層光阻。隨后，進行曝光制程，步驟408與顯影制程，步驟410。
請參閱圖5所示，是本發(fā)明一較佳實施例的氧化物硬罩幕的厚度以及與現(xiàn)有習(xí)知結(jié)構(gòu)的硬罩幕氧化物硬罩幕的厚度與基底反射率的關(guān)系曲線圖。在圖5中分別有三條曲線，其中以方形點(■)以及以圓點(●)所串連起來的兩條曲線分別是上述圖1所示現(xiàn)有習(xí)知抗反射層102的厚度分別為300埃與500埃時，其氧化物硬罩幕的厚度與基底反射率的關(guān)系圖。另外，以三角形(▲)串連起來的曲線則是依照本發(fā)明較佳實施例的氧化物硬罩幕的厚度與基底反射率的關(guān)系圖，其中第一抗反射層302厚度為200埃以及第二抗反射層306厚度為550埃。由圖5可知，現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)雖然可經(jīng)由增加抗氧化層的厚度來改善其基底反射率，但是改善后的反射率仍舊不夠小，而且因為硬罩幕層的厚度在制程中不容易控制，所以當(dāng)光線直射入基底時，會造成反射率變化極大的缺點，而無法得到穩(wěn)定的結(jié)果。反之，本發(fā)明的曲線不但較現(xiàn)有習(xí)知產(chǎn)品的反射率低，而且反射率也不容易受硬罩幕層的厚度變化所影響。因此，本發(fā)明確實具備可以降低反射率及簡化制程的優(yōu)良效果。
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(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)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(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多重抗反射層，其特征在于其包括至少二抗反射層，位于一基底上；以及一硬罩幕層，被夾在該至少二抗反射層之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重抗反射層，其特征在于其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括無機材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多重抗反射層，其特征在于其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括氮氧化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重抗反射層，其特征在于其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多重抗反射層，其特征在于其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括氮氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重抗反射層，其特征在于其中所述的硬罩幕層包括氮化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重抗反射層，其特征在于其中所述的硬罩幕層包括氧化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重抗反射層，其特征在于其是配置于一光阻層下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重抗反射層，其特征在于其中所述的至少二抗反射層包括一第一抗反射層，位于該硬罩幕層與該基底之間；以及一第二抗反射層，位于該硬罩幕層上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多重抗反射層，其特征在于其中所述的第一抗反射層的厚度為200埃。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多重抗反射層，其特征在于其中所述的第二抗反射層的厚度為550埃。
12.一種采用權(quán)利要求1所述的多重抗反射層的微影制造方法，其特征在于其包括以下制程步驟在一基底上形成一多重抗反射層，該多重抗反射層是由至少二抗反射層以及夾于該二抗反射層之間的一硬罩幕層所構(gòu)成；在該二抗反射層上形成一光阻層；以及進行一曝光制程與一顯影制程。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其特征在于其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括無機材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其特征在于其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括氮氧化硅。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其特征在于其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其特征在于其中所述的至少二抗反射層的材質(zhì)包括氮氧化硅。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其特征在于其中所述的硬罩幕層包括氮化物。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其特征在于其中所述的硬罩幕層包括氧化物。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種多重抗反射層及其采用此種多重抗反射層的微影制造方法，其中，該多重抗反射層是由至少兩層的抗反射層夾著一層硬罩幕層所組成，其可在不受硬罩幕層厚度變化的影響下，使多重抗反射層達到降低反射率的效果。該多重抗反射層的微影制造方法，包括以下制程步驟在一基底上形成一多重抗反射層，該多重抗反射層是由至少二抗反射層以及夾于該二抗反射層之間的一硬罩幕層所構(gòu)成；在該二抗反射層上形成一光阻層；以及進行一曝光制程與一顯影制程。本發(fā)明利用該多層接口形成多次相消性干涉，而可達到降低反射率的功效；其不需要嚴(yán)格限制硬罩幕層的厚度，即可利用簡單制程獲致低反射率的抗反射結(jié)構(gòu)，而具有產(chǎn)業(yè)的利用價值。
文檔編號G02B1/11GK1548989SQ03131458
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月14日
發(fā)明者曹兆璽 申請人:旺宏電子股份有限公司