專利名稱：減小光阻粗糙的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種減小光阻粗糙(line edge roughness)的方法，特別是有關(guān)于不需要改變光阻材料也不需要改變顯影程序與烘培程序等的改善光阻圖案精確度的方法。
背景技術(shù)：
在半導體制造程序中，光阻是將光罩圖案轉(zhuǎn)移至半導體底材的圖案轉(zhuǎn)移程序中不可或缺的一環(huán)。由于光阻的圖案基本上即是半導體底材上的圖案，因此如何確保光阻的圖案和光罩的圖案一致，便成為圖案轉(zhuǎn)移程序正確與否的一大關(guān)鍵。
在實際的半導體制造程序中，由于受限于光阻與顯影液的可能材料，以及曝光過程、顯影程序與涂底程序等在實際操作時難免的缺失，例如因駐波現(xiàn)像而使得光阻邊緣呈波紋狀，因此實際形成的已圖案化光阻往往存在數(shù)量與位置不一的凹槽，進而引發(fā)光阻表面不平坦以及光阻的線寬變化(line widthvariation)等通稱為光阻粗糙(line edge roughness)的缺失。圖1A與圖1B顯示理想的已圖案化光阻形狀，而圖1C與圖1D則定性地顯示當發(fā)生表面不平坦與線寬變化時一些可能會發(fā)生的實際已圖案化光阻形狀，圖中未按照真實尺寸表示以強調(diào)已圖案化光阻的可能形狀變化。在此光阻11是形成在半導體底材10上，光阻11的形狀可以為任何形狀，而凹槽12的位置與輪廓是隨機地分布的。
顯然地，線寬變化與表面不平坦等會改變已圖案化光阻的形狀，增加光阻圖案的臨界尺寸(critical dimension)并使得隨后形成在半導體底材上的圖案失真。因此在光阻形成后，一般的半導體制造程序都是先修補已圖案化光阻以減少或消除光阻粗糙，然后才將已圖案化光阻的圖案轉(zhuǎn)移到半導體底材上。
現(xiàn)有技術(shù)幾乎都是借由調(diào)整軟烤(soft bake)、硬拷(hard bake)或曝光后烘烤(post exposure bake)的溫度與時間來降低光阻粗糙。但一方面由于駐波現(xiàn)像是使用光線進行曝光時無法避免的現(xiàn)像，另一方面由于改善效果受限于可能使用的光阻材料，因此現(xiàn)有技術(shù)仍無法有效減少或甚至消除光阻粗糙。
綜上所述，由于現(xiàn)有技術(shù)并不能有效地處理光阻粗糙所造成的問題，而光阻粗糙的影響又會隨著半導體元件的臨界尺寸的縮短而更形嚴重，因此有必要發(fā)展新的減小光阻粗糙的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有效地減小光阻粗糙的方法，以在不改變光阻材料也不需要改變顯影程序與烘培程序的前提下改善光阻圖案的精確度；同時借以達到良好的光阻線寬控制。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一方面的減小光阻粗糙的方法，其特點是，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽；和填補所述凹槽，使所述凹槽為一附加材料所填補。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的減小光阻粗糙的方法，其特點是，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽；填補所述凹槽，使所述凹槽為一附加材料所填補；和處理所述附加材料，借以增強所述附加材料與所述光阻間的附著性。
根據(jù)本發(fā)明又一方面的減小光阻粗糙的方法，其特點是，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽并位于一底材上；填補所述凹槽，使所述凹槽為一附加材料所填補；以及移除部份所述的附加材料，在此被移除所述的部份附加材料是位于所述光阻所述的表面上及位于所述底材上。
本發(fā)明的進一步變化如下當可以精確到只有凹槽被附加材料填補時，可以省略移除部份附加材料的步驟；以及當附加材料與光阻的附著性良好時，可以省略處理光阻以增強附著性的步驟。


圖1A至圖1B為理想光阻形狀的定性示意圖圖1C至圖1D為實際光阻形狀的定性示意圖圖2A至圖2D為本發(fā)明的一較佳實施例的橫截面示意圖；以及圖3A至圖3C為本發(fā)明的另一較佳實施例中三種可能的基本流程圖。
具體實施例方式
由于光阻材料的選擇以及軟烤、硬拷及曝光后烘烤等的溫度與時間的選擇，都與整個將光罩圖案轉(zhuǎn)移至光阻的程序密切相關(guān)，并不能僅考慮防治光阻粗糙的需要。因此本發(fā)明是從另一個角度來防治光阻粗糙仍然使用現(xiàn)有技術(shù)形成具有凹槽、表面不平坦與線寬變化等光阻粗糙缺失的光阻，但在光罩的圖案轉(zhuǎn)移至光阻后，先以附加材料填補光阻中的各凹槽，借以減少甚至消除光阻表面不平坦以及線寬變化，然后再以光阻及附加材料二者作為幕罩，將圖案轉(zhuǎn)移至半導體底材。
簡而言之，現(xiàn)有技術(shù)大多是直接以光阻作為蝕刻程序等所使用的罩幕，因此因光阻粗糙的存在而變形的光阻，而自然地并不能將轉(zhuǎn)移自光罩的圖案再正確地轉(zhuǎn)移至半導體底材。相對地，本發(fā)明系是以附加材料修補光阻中凹槽，借以減少或消除光阻粗糙，然后再以光阻與附加材料一起作為幕罩來轉(zhuǎn)移圖案，此時由于凹槽等已被附加材料填補，因此轉(zhuǎn)移到半導體底材的圖案基本上和光罩的圖案完全相同，除非光阻粗糙已造成光阻過度變寬或過度彎曲而無法以附加材料彌補，或是轉(zhuǎn)移至光阻的圖案已與光罩的圖案顯然地不同。
本發(fā)明的一較佳實施例的減小光阻粗糙的方法，至少包括下列基本步驟如圖2A與圖2B所示，提供位于底材20上的光阻21，光阻21至少具有一個凹槽22。凹槽22可以位于光阻21的側(cè)壁也可以位于光阻21的頂部。凹槽22是光阻21形成過程中所難免的缺失而非特別要形成的，凹槽22的位置與輪廓都是隨機分布的。
如圖2C與圖2D所示，填補凹槽22，使凹槽22為附加材料23所填補。在此以附加材料23填補凹槽22的方法至少包括旋涂覆蓋(spin coating)、凈泡(dip)及噴灑(spray)方法之一。此外，為確保附加材料23與光阻21的有效地結(jié)合，附加材料23通常使用能夠借由物理作用(如毛細現(xiàn)像)或化學作用(如鍵結(jié))而附著在光阻21上的材料。
附加材料23通常為流體材料，例如溶液、懸浮液或膠，借以確保所有的凹槽22皆為附加材料23填補。并且附加材料23可以為熱固性的高分子材料，可以為熱素性高的高分子材料，也可以為具有可與光阻21中的數(shù)個氫基發(fā)生反應的材料。附加材料23的可能種類至少為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、POLYIMIDE、RELACS、含有-NH基的材料以及含有-OH基的材料之一，其中聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亞胺(POLYIMIDE)與RELACS都是半導體業(yè)界所常用的材料，如RELACS是Clariant公司所制造的AZ電子材料(electronicmaterials)，只是并未應用在本發(fā)明所提出的用途中而已。
無論如何，由于易于填補到凹槽22中的附加材料23須要較高的流動性，可能并不一定易于附著在光阻21上，特別是不一定能在隨后進行的蝕刻程序等中仍能固定在光阻21上。因此如圖3A所示，本發(fā)明尚可在附加材料23填好后，再進行一處理程序，借以增強附加材料23與光阻21之間的附著性。
如光阻方塊31所示，提供至少具有一凹槽的光阻。
如填補方塊32所示，填補凹槽而使凹槽為附加材料所填補。
如增強附著方塊33所示，處理附加材料，借以增強附加材料與光阻間的附著性。在此，處理附加材料的可能方法至少包括熱處理(thermal treatment)、紫外線固化(violet light curing)、電子束固化(electrons beam curing)、以化學藥品使附加材料固化、以及附加材料的數(shù)官能基與光阻的數(shù)官能基自動發(fā)生化學反應而鍵結(jié)在一起的方法之一。
另外，由于將附加材料23填補到凹槽22的過程并不容易精確到恰好只填補各個凹槽22而不會讓附加材料23位于光阻21的表面上或底材20上，特別是考慮到填補過程所需要的成本以及對產(chǎn)能(throughput)的影響。因此如圖3B所示，本發(fā)明尚可在附加材料23填好后，再移除位于光阻21表面上及底材20上的附加材料，借以確保隨后進行的蝕刻程序等所看到的由光阻21與附加材料23所形成的幕罩的形狀不致于變形(至多是變寬一些)。
如光阻方塊31所示，提供至少具有一凹槽的光阻。
如填補方塊32所示，填補凹槽而使凹槽為附加材料所填補。
如部份移除方塊34所示，移除部份的附加材料，被移除的部份附加材料位于光阻的表面上以及位于底材上。一般而言，移除部份附加材料的方法至少包括熱處理及旋轉(zhuǎn)方法之一。
當然，增強附著方塊33與部份移除方塊34二者可以視需要而皆被使用，形成如圖3C所示的流程圖。
如光阻方塊31所示，提供至少具有一凹槽的光阻。
如填補方塊32所示，首先填補凹槽而使凹槽為附加材料所填補。
如部份移除方塊34所示，然后移除部份的附加材料，被移除的部份附加材料是位于光阻的表面上以及位于底材上。
如填補方塊32所示，接著填補凹槽而使凹槽為附加材料所填補。
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替換，均應包含在權(quán)利要求書所限定的申請專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種減小光阻粗糙的方法，其特征在于，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽；和填補所述凹槽，使所述凹槽為一附加材料所填補。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述所述的凹槽至少位于所述光阻的側(cè)壁及所述光阻的頂部之一上。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的以所述附加材料填補所述凹槽的方法至少包含旋涂覆蓋、凈泡及噴灑之一。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的附加材料至少包含流體材料、溶液、懸浮液、熱固性高所述的高分子材料、熱素性高所述的高分子材料、可與所述光阻中所述的多數(shù)個氫基發(fā)生反應所述的材料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亞胺(POLYIMIDE)、RELACS、含有-NH基所述的材料以及含有-OH基所述的材料之一。
5.一種減小光阻粗糙的方法，其特征在于，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽；填補所述凹槽，使所述凹槽為一附加材料所填補；和處理所述附加材料，借以增強所述附加材料與所述光阻間的附著性。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的凹槽至少位于所述光阻的側(cè)壁及所述光阻的頂部之一上。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的處理所述附加材料的方法至少包括熱處理、紫外線固化、電子束固化、以至少一化學藥品使所述附加材料固化、以及所述附加材料所述的多數(shù)個官能基與所述光阻所述的多數(shù)個官能基自然發(fā)生化學反應而鍵結(jié)在一起的方法之一。
8.一種減小光阻粗糙的方法，其特征在于，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽并位于一底材上；填補所述凹槽，使所述凹槽為一附加材料所填補；以及移除部份所述的附加材料，在此被移除所述的部份附加材料是位于所述光阻所述的表面上及位于所述底材上。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的以所述附加材料填補所述凹槽的方法至少包括旋涂覆蓋、凈泡及噴灑之一。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的移除部份所述附加材料的方法至少包括熱處理及旋轉(zhuǎn)之一。
全文摘要
一種減小光阻粗糙的方法，至少包括提供具有凹槽并位于底材上的光阻；填補凹槽直至凹槽為附加材料所填補；移除位于光阻表面上及底材上的附加材料；處理附加材料借以增強附加材料與光阻間的附著性。并且，當附加材料的填補可以精確到只有凹槽被填補時，可以省略移除部份附加材料的步驟；當附加材料與光阻的附著性良好時，可以省略處理光阻以增強附著性的步驟。
文檔編號H01L21/02GK1405843SQ01140818
公開日2003年3月26日 申請日期2001年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月19日
發(fā)明者呂燕婷 申請人:旺宏電子股份有限公司