CN100361275C - 蚀刻工艺以及图案化工艺 - Google Patents

蚀刻工艺以及图案化工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN100361275C
CN100361275C CNB200410085084XA CN200410085084A CN100361275C CN 100361275 C CN100361275 C CN 100361275C CN B200410085084X A CNB200410085084X A CN B200410085084XA CN 200410085084 A CN200410085084 A CN 200410085084A CN 100361275 C CN100361275 C CN 100361275C
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
etching
bottom anti
patterning photoresist
photoresist layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CNB200410085084XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN1761035A (zh
Inventor
周珮玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
United Microelectronics Corp
Original Assignee
United Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Microelectronics Corp filed Critical United Microelectronics Corp
Priority to CNB200410085084XA priority Critical patent/CN100361275C/zh
Publication of CN1761035A publication Critical patent/CN1761035A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100361275C publication Critical patent/CN100361275C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种蚀刻工艺，其首先提供一材料层，且材料层上已形成有一底部抗反射层以及一图案化光致抗蚀剂层。接着，以图案化光致抗蚀剂层为蚀刻掩模，蚀刻底部抗反射层。然后，进行一清洁步骤，以清除附着在图案化光致抗蚀剂层表面上的聚合物。之后，以图案化光致抗蚀剂层为蚀刻掩模，蚀刻材料层。

Description

蚀刻工艺以及图案化工艺
技术领域
本发明涉及一种蚀刻工艺，特别是涉及包括有清除因蚀刻底部抗反射层而产生化学聚合物的步骤的蚀刻工艺以及图案化工艺。
背景技术
随着集成电路产业的快速发展，在要求电路集成化越来越高的情况下，整个电路元件大小的设计也被迫往尺寸不停缩小的方向前进。而现有KrF248nm的光刻技术已渐渐不能满足其需求，所以为了要能得到较小的线宽以达到缩小尺寸的要求，ArF193nm光刻技术已成为最佳的选择。但波长比较短的光在光致抗蚀剂层与芯片的界面将引起较高的反射率，使得所定义的图案产生偏差或瑕疵。而且反射光愈强，图案的控制也愈加不稳定，特别是在定义多晶硅栅极图案或底材是属于高反光的材料时，如铝等金属，这种现象最为明显。因此，在线宽尺寸及高反射率的双重限制下，使得关键尺寸(Critical Dimension，CD)的控制更加困难。
现有的蚀刻工艺的流程为首先在基底上形成材料层。接着，在材料层上形成底部抗反射层，并且于底部抗反射层上形成光致抗蚀剂层。然后，利用一传统的光刻工艺图案化并定义光致抗蚀剂层，以形成一图案化光致抗蚀剂层。接着，以图案化光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模，蚀刻底部抗反射层。然后，再以图案化光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模，对材料层进行蚀刻步骤，以使图案转移至材料层上。
但是在上述蚀刻底部抗反射层的过程中，常会在图案化光致抗蚀剂层表面造成化学聚合物的沉积。而此化学聚合物的沉积会造成图案化光致抗蚀剂层的图案的改变，继而影响到光致抗蚀剂层图案转移至材料层后的图案完整性。而且，在这之后的蚀刻工艺中，因为图案化光致抗蚀剂层的图案已改变，且其线宽已被扩大，所以，以此图案化光致抗蚀剂层为掩模蚀刻材料层后，则会导致元件的关键尺寸有所误差或图案的转移不正确。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种蚀刻工艺，此工艺可藉由一清洁步骤以解决现有因蚀刻底部抗反射层而产生聚合物沉积的问题，其可避免影响关键尺寸的精确度，并可达到有效缩减线宽的目的。
本发明的又一目的是提供一种图案化工艺，此工艺能够使得光致抗蚀剂层具有较为精确的图案，有利于图案转移后图案的完整性，并能够使得线宽缩小化。
本发明提出一种蚀刻工艺，此工艺先提供一材料层，而且在材料层上已形成有底部抗反射层以及图案化光致抗蚀剂层。之后，以此图案化光致抗蚀剂层为蚀刻掩模，蚀刻底部抗反射层。接着，进行一清洁步骤，以清除附着在图案化光致抗蚀剂层表面上的聚合物。然后，再以图案化光致抗蚀剂层为蚀刻掩模，蚀刻材料层。
依照本发明的一优选实施例，上述的清洁步骤使用一离子化气体来清除聚合物。更佳的是，此离子化气体对于聚合物有相对高的蚀刻速率，而对于材料层有相对低的蚀刻速率。
依照本发明的一优选实施例，上述的材料层为一多晶硅层。上述的材料层为一多晶硅层，则清洁步骤所使用的离子化气体优选的是选自含有氟离子、氧离子及其组合的气体。
依照本发明的一优选实施例，上述的底部抗反射层为一无机抗反射层或是一有机抗反射层。
依照本发明的一优选实施例，于形成图案化光致抗蚀剂层之后，还包括修整(trim)图案化光致抗蚀剂层。
本发明因为在蚀刻底部抗反射层的步骤与蚀刻材料层的步骤之间，进行一清洁步骤以清除化学聚合物，因此能确保图案转移后的完整性，以达到关键尺寸缩小化的目的。
本发明还提出一种图案化工艺，首先，在一材料层上形成底部抗反射层以及光致抗蚀剂层。接着，进行一光刻工艺，以图案化光致抗蚀剂层。之后，修整(trimming)图案化光致抗蚀剂层，并以图案化光致抗蚀剂层为蚀刻掩模，蚀刻底部抗反射层。然后，进行一清洁步骤，以清除附着在图案化光致抗蚀剂层表面上的聚合物。继之，以图案化光致抗蚀剂层为蚀刻掩模，蚀刻材料层。其中蚀刻底部抗反射层的步骤、清洁步骤以及蚀刻材料层的步骤为一临场(In-situ)蚀刻工艺。
依照本发明的一优选实施例，上述的清洁步骤使用一离子化气体来清除聚合物。更佳的是，此离子化气体对于聚合物有相对高的蚀刻速率，而对于材料层有相对低的蚀刻速率。
依照本发明的一优选实施例，上述的材料层为一多晶硅层。倘若上述的材料层为一多晶硅层，则清洁步骤所使用的离子化气体优选的是选自含有氟离子、氧离子及其组合的气体。
依照本发明的一优选实施例，上述的底部抗反射层为一无机抗反射层或是一有机抗反射层。
本发明因使用一修整步骤以使光致抗蚀剂层的图案达到更小化，再藉由清除蚀刻后产生的聚合物可使蚀刻后得到的关键尺寸为元件设计所需求的线宽。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图作详细说明。
附图说明
图1A至图1E所绘示为本发明一优选实施例的蚀刻工艺的流程剖面示意图。
简单符号说明
100：基底
102：材料层
102：图案化材料层
104：底部抗反射层
104a：图案化底部抗反射层
107：图案化光致抗蚀剂层
108、114：蚀刻步骤
110：沉积层
112：清洁步骤
具体实施方式
图1A至图1E所绘示为依照本发明一优选实施例的蚀刻工艺的流程剖面示意图。
首先，请参照图1A，基底100上已形成有材料层102，且在材料层102上已形成底部抗反射层104。
其中，材料层102例如为多晶硅层。
而且，底部抗反射层104可例如是无机抗反射层或有机抗反射层。其中无机抗反射层的形成方式为化学气相沉积法，而其材料可包括非晶相碳膜、氮化硅、氮氧化硅和氧化钛等。
接着，请参照图1B，于底部抗反射层104上形成图案化光致抗蚀剂层107。此图案化光致抗蚀剂层107的形成方法例如是在底部抗反射层104上以旋转涂布法形成光致抗蚀剂层，然后，对光致抗蚀剂层进行光刻工艺，即可得到图案化光致抗蚀剂层107。其中光致抗蚀剂层的材料包括由树脂、溶剂和光致抗蚀剂所组成。
然后，请参照图1C，以图案化光致抗蚀剂层107为蚀刻掩模，进行蚀刻步骤108，以蚀刻底部抗反射层104，而形成图案化底部抗反射层104a。
然而，由图1C可知，对底部抗反射层104进行蚀刻步骤108的过程中，于图案化光致抗蚀剂层107的表面上会产生化学聚合物的沉积，而在基底100上形成一沉积层110。而此沉积层110会影响光致抗蚀剂层图案转移至材料层后图案的正确性，且会使得图案化光致抗蚀剂层107的关键尺寸控制不佳，因而导致无法缩小线宽。
接着，请参照图1D，进行清洁步骤112，以清除附着在图案化光致抗蚀剂层107表面上的聚合物。
在一优选实施例中，上述的清洁步骤112使用一离子化气体来清除聚合物。且其所使用的离子化气体优选的是对于聚合物有相对高的蚀刻速率，而对于材料层102有相对低的蚀刻速率，如此才不会对材料层102产生损坏。
特别是，若材料层102为多晶硅层，则清洁步骤112中所使用的离子化气体优选的是选自含有氟离子、氧离子及其组合的气体。
接着，请参照图1E，在清洁步骤112之后，以图案化光致抗蚀剂层107作为蚀刻掩模进行一蚀刻步骤114，以图案化材料层102，而形成图案化材料层102a。
由上述实施例可知，本发明在蚀刻材料层102之前，先藉由一清洁步骤来清除附着在图案化光致抗蚀剂层107表面的聚合物。此步骤可避免因聚合物沉积在图案化光致抗蚀剂层107表面而改变图案转移后图案的精确度，继而影响到关键尺寸的大小。
在一优选实施例中，在图1B的步骤中，于形成图案化光致抗蚀剂层107之后，还包括进行修整(trim)图案化光致抗蚀剂层107的步骤，以使关键尺寸可更为缩小化。而上述的修整步骤例如是在形成图案化光致抗蚀剂层107之后，利用等离子体对图案化光致抗蚀剂层107进行修整，使其具有较小线宽的图案，而使关键尺寸能够更为缩小化。在另一优选实施例中，上述的修整步骤例如是在形成图案化光致抗蚀剂层107之后，对图案化光致抗蚀剂层117进行一溶液处理步骤，利用溶液处理步骤蚀刻图案化光致抗蚀剂层107，以使其具有较小线宽的图案，而同样有利于使关键尺寸能够更为缩小化。
本发明除了上述优选实施例之外，尚具有其它优选的实施型态。例如，在又一优选实施例中，可于上述图1B的步骤之后，对图案化光致抗蚀剂层107进行一修整步骤，而且此修整步骤、于上述图1C的蚀刻底部抗反射层104的蚀刻步骤108、图1D的清洁步骤112以及图1E蚀刻材料层102的蚀刻步骤114可为一临场(In-situ)蚀刻工艺。所谓临场亦即是工艺中的各步骤皆在同一反应室(reaction chamber)中或在同一机台内进行即称之。因此，上述的修整步骤可为利用等离子体对图案化光致抗蚀剂层107进行修整，以使关键尺寸能够更为缩小化，并能配合使其它各步骤可为临场蚀刻工艺。上述的临场蚀刻工艺可使图1C的蚀刻底部抗反射层104的蚀刻步骤108、图1D的清洁步骤112以及图1E蚀刻材料层102的蚀刻步骤114于同一反应室中或在同一机台内进行，其可以简化工艺所需的时间，并且可以避免元件因工艺的需要而于各机台间的搬运而造成的损伤。
由上述实施例可知，本发明提出的方法为修整图案化光致抗蚀剂层，以使图案化光致抗蚀剂层的线宽图案可更为缩小。并在蚀刻底部抗反射层之后，加入一清洁步骤以清除因蚀刻底部抗反射层而产生的聚合物，此步骤可帮助光致抗蚀剂层图案转移后的图案完整性以及使关键尺寸更为缩小化，因此而达到有效缩减线宽的目的。
虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。

Claims (15)

1、一种蚀刻工艺，包括：
提供一材料层，且该材料层上已形成有一底部抗反射层以及一图案化光致抗蚀剂层；
以该图案化光致抗蚀剂层为蚀刻掩模，蚀刻该底部抗反射层；
进行一清洁步骤，以清除附着在该图案化光致抗蚀剂层表面上的聚合物；以及
以该图案化光致抗蚀剂层为蚀刻掩模，蚀刻该材料层。
2、如权利要求1所述的蚀刻工艺，其中该清洁步骤使用一离子化气体来清除聚合物。
3、如权利要求2所述的蚀刻工艺，其中该离子化气体对于该聚合物有相对高的蚀刻速率，而对于该材料层有相对低的蚀刻速率。
4、如权利要求1所述的蚀刻工艺，其中该材料层为一多晶硅层。
5、如权利要求2所述的蚀刻工艺，其中该清洁步骤所使用的离子化气体选自含有氟离子、氧离子及其组合的气体。
6、如权利要求1所述的蚀刻工艺，其中该底部抗反射层为一无机抗反射层。
7、如权利要求1所述的蚀刻工艺，其中该底部抗反射层为一有机抗反射层。
8、如权利要求1所述的蚀刻工艺，其中于形成该图案化光致抗蚀剂层之后，还包括修整该图案化光致抗蚀剂层。
9、一种图案化工艺，包括：
在一材料层上形成一底部抗反射层以及一光致抗蚀剂层；
进行一光刻工艺，以图案化该光致抗蚀剂层；
修整该图案化光致抗蚀剂层；
以该图案化光致抗蚀剂层为蚀刻掩模，蚀刻该底部抗反射层；
进行一清洁步骤，以清除附着在该图案化光致抗蚀剂层表面上的聚合物；以及
以该图案化光致抗蚀剂层为蚀刻掩模，蚀刻该材料层，
其中蚀刻该底部抗反射层的步骤、该清洁步骤以及蚀刻该材料层的步骤为一临场蚀刻工艺。
10、如权利要求9所述的图案化工艺，其中该清洁步骤使用一离子化气体来清除聚合物。
11、如权利要求10所述的图案化工艺，其中该离子化气体对于该聚合物有相对高的蚀刻速率，而对于该材料层有相对低的蚀刻速率。
12、如权利要求9所述的图案化工艺，其中该材料层为一多晶硅层。
13、如权利要求10所述的图案化工艺，其中该清洁步骤所使用的离子化气体选自含有氟离子、氧离子及其组合的气体。
14、如权利要求9所述的图案化工艺，其中该底部抗反射层为一无机抗反射层。
15、如权利要求9所述的图案化工艺，其中该底部抗反射层为一有机抗反射层。
CNB200410085084XA 2004-10-12 2004-10-12 蚀刻工艺以及图案化工艺 Active CN100361275C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB200410085084XA CN100361275C (zh) 2004-10-12 2004-10-12 蚀刻工艺以及图案化工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB200410085084XA CN100361275C (zh) 2004-10-12 2004-10-12 蚀刻工艺以及图案化工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1761035A CN1761035A (zh) 2006-04-19
CN100361275C true CN100361275C (zh) 2008-01-09

Family

ID=36707048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200410085084XA Active CN100361275C (zh) 2004-10-12 2004-10-12 蚀刻工艺以及图案化工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100361275C (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102091703B (zh) * 2009-12-15 2013-01-02 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 清洗刻蚀腔室侧壁聚合物的方法及接触孔的形成方法
CN102298259A (zh) * 2010-06-22 2011-12-28 无锡华润上华半导体有限公司 光刻方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1263611A (zh) * 1998-04-08 2000-08-16 克拉瑞特国际有限公司 形成图形的方法
US20030092281A1 (en) * 2001-11-13 2003-05-15 Chartered Semiconductors Manufactured Limited Method for organic barc and photoresist trimming process
CN1431687A (zh) * 2002-01-07 2003-07-23 联华电子股份有限公司 金属镶嵌制程的去除光阻的方法
US6645702B1 (en) * 2000-05-01 2003-11-11 Advanced Micro Devices, Inc. Treat resist surface to prevent pattern collapse
CN1468977A (zh) * 2002-07-19 2004-01-21 联华电子股份有限公司 前清除残留聚合物的方法
WO2004051379A1 (ja) * 2002-12-03 2004-06-17 Az Electronic Materials (Japan) K.K. リソグラフィー用リンス液およびそれを用いたレジストパターン形成方法
CN1531034A (zh) * 2003-03-12 2004-09-22 联华电子股份有限公司 形成半导体镶嵌结构的蚀刻制程

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1263611A (zh) * 1998-04-08 2000-08-16 克拉瑞特国际有限公司 形成图形的方法
US6645702B1 (en) * 2000-05-01 2003-11-11 Advanced Micro Devices, Inc. Treat resist surface to prevent pattern collapse
US20030092281A1 (en) * 2001-11-13 2003-05-15 Chartered Semiconductors Manufactured Limited Method for organic barc and photoresist trimming process
CN1431687A (zh) * 2002-01-07 2003-07-23 联华电子股份有限公司 金属镶嵌制程的去除光阻的方法
CN1468977A (zh) * 2002-07-19 2004-01-21 联华电子股份有限公司 前清除残留聚合物的方法
WO2004051379A1 (ja) * 2002-12-03 2004-06-17 Az Electronic Materials (Japan) K.K. リソグラフィー用リンス液およびそれを用いたレジストパターン形成方法
CN1531034A (zh) * 2003-03-12 2004-09-22 联华电子股份有限公司 形成半导体镶嵌结构的蚀刻制程

Also Published As

Publication number Publication date
CN1761035A (zh) 2006-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100568458C (zh) 使用多个掩模步骤减小临界尺寸的方法
US9472414B2 (en) Self-aligned multiple spacer patterning process
US20160379824A1 (en) Low roughness euv lithography
US7842450B2 (en) Method of forming a semiconductor device
US7635649B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20150093902A1 (en) Self-Aligned Patterning Process
CN103258719A (zh) 使蚀刻底切最小化及提供清洁金属剥离的方法
CN101903977A (zh) 光刻胶两次图案化
US6328848B1 (en) Apparatus for high-resolution in-situ plasma etching of inorganic and metal films
KR100685903B1 (ko) 반도체 소자의 제조 방법
CN105359255A (zh) 反射型光掩模及其制造方法
US6933236B2 (en) Method for forming pattern using argon fluoride photolithography
US9880473B2 (en) Surface treatment method for dielectric anti-reflective coating (DARC) to shrink photoresist critical dimension (CD)
US20090170310A1 (en) Method of forming a metal line of a semiconductor device
CN100361275C (zh) 蚀刻工艺以及图案化工艺
CN101308330B (zh) 利用可显影填充材料的两次图形曝光方法
US20090302000A1 (en) Pattern forming method
US6162586A (en) Method for substantially preventing footings in chemically amplified deep ultra violet photoresist layers
US7195716B2 (en) Etching process and patterning process
US7090965B2 (en) Method for enhancing adhesion between reworked photoresist and underlying oxynitride film
KR100443346B1 (ko) 반도체 소자의 미세 콘택홀 형성방법
KR100440776B1 (ko) 불화아르곤 노광원을 이용한 반도체 소자 제조 방법
KR100816687B1 (ko) 패턴 형성 방법
KR100781445B1 (ko) 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법
KR100800819B1 (ko) 반도체 금속패턴 재가공 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant