專利名稱：使用t型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成導(dǎo)線圖形的方法，特別涉及一種使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法。
背景技術(shù)：
多年以來，集成電路技術(shù)的發(fā)展一直按照所謂的摩爾定律(Moore’s Law)，以約每18個(gè)月實(shí)現(xiàn)在相同的芯片面積里晶體管數(shù)量增加一倍的速度，持續(xù)提升IC的集成度，以強(qiáng)化其速度與功能。然而現(xiàn)今的光刻系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)的分辨率已達(dá)到系統(tǒng)極限，因此目前普遍的趨勢(shì)都趨向于使用特別設(shè)計(jì)處理的掩膜版如光學(xué)接近修正(optical proximity correction，OPC)和相移掩膜版(phase shift mask，PSM)來提升分辨率。
當(dāng)掩膜版的圖案線寬小于曝光光源的波長(zhǎng)時(shí)，例如在微細(xì)的長(zhǎng)方形圖案中，圖案的四個(gè)角落將因?yàn)楣饩€的衍射，產(chǎn)生圓角現(xiàn)象，因而需使用光學(xué)接近修正的技術(shù)如加入輔助圖案或改變圖案線條。而相移式掩膜版是在掩膜版上部分區(qū)域加上一層相移層(phase shift layer)，雖然光學(xué)接近修正和相移掩膜版可以制作深亞微米下寬度的線路，但是其掩膜版的制作和檢測(cè)，以及線路設(shè)計(jì)的復(fù)雜度卻大幅地增加了工藝上的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，它能夠有效地降低在進(jìn)入深亞微米工藝下形成一個(gè)具有較小尺寸的導(dǎo)線圖形的成本。
本發(fā)明的另一目的，在于提供一種使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，它無須使用高成本的相位移掩膜版即可以形成同樣適用于深亞微米工藝下的導(dǎo)線圖形尺寸。
本發(fā)明的再一目的，在于提供一種使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，它利用已有的化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠材料特性，來形成具有較小尺寸的導(dǎo)線圖形。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，它先提供一個(gè)半導(dǎo)體襯底；然后在半導(dǎo)體襯底上形成一個(gè)化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層；再利用一個(gè)掩膜版對(duì)化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層進(jìn)行曝光；然后通入一種含氨的氣體，使氨離子捕捉位于化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層頂端的氫離子，然后再對(duì)化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層進(jìn)行烘烤、顯影，以形成一個(gè)T型圖案化光刻膠層；最后，以T型圖案化光刻膠層為掩膜在半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行導(dǎo)線圖形沉積，最后移除T型圖案化光刻膠層，即獲得一個(gè)具有較小尺寸的導(dǎo)線圖形。
采用本方法后，能夠在無須開發(fā)新的材料的前提下，形成深亞微米尺寸下所需的導(dǎo)線圖形線寬尺寸，更大幅度地降低了深亞微米工藝在掩膜版設(shè)計(jì)上的巨額成本花費(fèi)，從而有效地提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。


圖1至圖5為本發(fā)明的各步驟構(gòu)造剖視圖。
標(biāo)號(hào)說明10半導(dǎo)體襯底12化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層14掩膜版16 T型圖案化光刻膠層18刻蝕窗20導(dǎo)線圖案具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及一種使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，請(qǐng)參閱圖1至圖5，這是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的各步驟構(gòu)造剖視圖。
首先請(qǐng)參閱圖1，在一個(gè)半導(dǎo)體襯底10上形成一個(gè)化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層(chemicalamplificd resist，CAR)12，其中化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層12的母體樹脂(mattix resin)成分選自甲酚酶酚醛(cresol novolac)或聚羥苯乙烯(poly hydroxy styrene)，而化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層12的光酸產(chǎn)生劑(poly acid generator)選自鎓鹽(onium salt)或S-三咞衍生物(S-triazine derivative)，化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層12的鍵結(jié)劑(crosslinking agent)選自蜜胺衍生物(melamine derivative)或苯甲基醇衍生物(benzyl alcohol derivative)。
然后，如圖2所示，以一個(gè)具有較大線寬圖案的掩膜版14為掩膜，對(duì)化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層12進(jìn)行曝光，此時(shí)因?yàn)榛瘜W(xué)增強(qiáng)型光刻膠層12是將堿性可溶的聚羥苯乙烯(polyhydroxystyrene)上的氫氧基用保護(hù)基(protection site)遮蔽后，再配合光酸產(chǎn)生劑(photo acidgenerator，PGA)，而成為堿性顯像液不溶的樹脂，所以在對(duì)化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層12進(jìn)行曝光時(shí)，將使化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層12的光酸產(chǎn)生劑將保護(hù)基分解(在圖中以斜線部分來表示產(chǎn)生光分解反應(yīng)的樹脂)，從而暴露出氫氧基(在圖中未表示)。然后對(duì)半導(dǎo)體襯底10表面通入一種含有氨的氣體，使氨離子(NH3)捕捉化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層頂端的氫離子(H+)，如此將導(dǎo)致化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層12頂端的氫離子呈現(xiàn)缺少的狀態(tài)，而導(dǎo)致無法參與顯影反應(yīng)。接著，以大約100℃對(duì)化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層12進(jìn)行烘烤以催化光刻膠的斷鍵，用以形成曝光時(shí)化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層12所形成的潛在影像，最后再進(jìn)行顯影，以形成一個(gè)如圖3所示的T型圖案化光刻膠層16。
接著，以T型圖案化光刻膠層16為掩膜，在半導(dǎo)體襯底10上進(jìn)行導(dǎo)線薄膜的沉積，其中導(dǎo)線薄膜的材料可以為金屬或多晶硅。此時(shí)因?yàn)門型圖案化光刻膠層16為一個(gè)具有較大頂端面積的T型形狀，將使得進(jìn)行導(dǎo)線薄膜沉積時(shí)，能夠穿過刻蝕窗18的離子束變小，因而在半導(dǎo)體襯底10上沉積形成一個(gè)較原本掩膜版14(參閱圖2)上線寬小的導(dǎo)線圖案20，如圖4所示，然后，移除T型圖案化光刻膠層16，即形成如圖5所示的具有較小線寬的導(dǎo)線圖案20。
本發(fā)明使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，它利用已有的化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠劑的特性，來形成可以適用于元件的集成度大幅增加的情況下需形成具有較小尺寸導(dǎo)線寬度的圖形的需求，且能夠有效地降低已知的為達(dá)到形成具有較小尺寸導(dǎo)線線寬所需花費(fèi)的掩膜版成本，大幅度提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
以上所述的實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本專利的范圍并不僅局限于上述具體實(shí)施例，即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，其包括下列步驟提供一個(gè)半導(dǎo)體襯底；在該半導(dǎo)體襯底上形成一個(gè)化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層；以一個(gè)掩膜版為掩膜，對(duì)該化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層進(jìn)行曝光；對(duì)該半導(dǎo)體襯底表面通入一種含氨的氣體，使氨離子捕捉該化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層頂端的氫離子，然后對(duì)該化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層進(jìn)行烘烤、顯影，以形成一個(gè)T型圖案化光刻膠層；以及以該T型圖案化光刻膠層為掩膜，對(duì)該半導(dǎo)體襯底進(jìn)行導(dǎo)線圖形沉積，最后移除該T型圖案化光刻膠層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，其特征在于該化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層的母體樹脂成分選自甲酚酶酚醛、聚羥苯乙烯其中之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，其特征在于該化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層的光酸產(chǎn)生劑選自鎓鹽、S-三咞衍生物其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，其特征在于該化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層的鍵結(jié)劑選自密胺衍生物、苯甲基醇衍生物其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，其特征在于該化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層的烘烤溫度為100℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，其特征在于該導(dǎo)線的材料選自金屬、多晶硅其中之一。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用T型光刻膠圖案來形成縮小導(dǎo)線圖形的方法，它利用了化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層在圖案化時(shí)，其組成成分的氫氧基必須參與反應(yīng)才能顯現(xiàn)曝光圖案的原理，在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上形成一個(gè)化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層，再通過一種含氨的氣體使化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠頂端的氫離子被氨離子捕捉，從而使得化學(xué)增強(qiáng)型光刻膠層在圖案化時(shí)頂端的部分無法參與反應(yīng)，因此呈現(xiàn)T型光刻膠圖案，進(jìn)而在半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行導(dǎo)線圖案沉積時(shí)，能得到一個(gè)尺寸較已知工藝所得的導(dǎo)線圖案小的導(dǎo)線圖形。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1746772SQ20041005437
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月8日
發(fā)明者周孟興, 傅國(guó)貴 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司