[發(fā)明專利]堆棧結(jié)構(gòu)以及以此堆棧結(jié)構(gòu)圖案化的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610128007.7
• 申請日: 2006-08-31
• 公開（公告）號: CN101136333A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王明俊;陳薏新;廖俊雄;楊閔杰;王傳凱
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/3213
• 分類號: H01L21/3213;H01L21/28;H01L21/768
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導體工藝，且特別是涉及一種堆棧結(jié)構(gòu)以及使用此堆棧結(jié)構(gòu)來圖案化的方法。

背景技術(shù)

在半導體工藝中，通常是通過光刻工藝將圖案形成在光致抗蝕劑層上，然后，再以光致抗蝕劑層作為蝕刻掩模，進行干式或是濕式蝕刻工藝，以將光致抗蝕劑層中的圖案轉(zhuǎn)移到下方的待圖案化層。隨著半導體元件的高度積體化，集成電路的制造最小線寬(Critical?Dimension，CD)愈來愈小，因此，光刻所需的分辨率愈來愈高。為因應(yīng)高分辨率的需求，光致抗蝕劑層的厚度愈來愈薄。然而，若是光致抗蝕劑層的厚度過薄，在后續(xù)的蝕刻過程中，很可能尚未完全將圖案轉(zhuǎn)移到下層的待圖案化層，作為蝕刻掩模的光致抗蝕劑層即已被蝕刻殆盡。故，目前亟需一種能夠使用薄光致抗蝕劑層且能夠?qū)D案完全轉(zhuǎn)移至下層的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是在提供一種圖案化的方法，可以使用較薄的光致抗蝕劑層來進行圖案的轉(zhuǎn)移。

本發(fā)明的又一目的是提供一種堆棧結(jié)構(gòu)，可以用于圖案化工藝，用來圖案化更小線寬的材料層。

本發(fā)明提出一種圖案化的方法，用以在一材料層中形成一開口圖案，開口圖案具有一預定的開口寬度，此方法是在已形成材料層的基底上依序形成底層、多硅有機層與光致抗蝕劑層，光致抗蝕劑層的厚度大于多硅有機層厚度的2倍，但小于底層的厚度。之后，圖案化光致抗蝕劑層，以在光致抗蝕劑層中形成開口圖案。接著，以光致抗蝕劑層為掩模，蝕刻多硅有機層，使開口圖案轉(zhuǎn)移至多硅有機層。之后，以多硅有機層為掩模，蝕刻底層，使開口圖案轉(zhuǎn)移至底層，當開口圖案完全轉(zhuǎn)移至底層時，光致抗蝕劑層已被蝕刻殆盡。然后，以底層為掩模，蝕刻材料層，使開口圖案轉(zhuǎn)移至材料層，當開口圖案完全轉(zhuǎn)移至材料層時，多硅有機層已被蝕刻殆盡。

依照本發(fā)明實施例所述，上述材料層與底層之間還包括一硬掩模層，其厚度略大于多硅有機層的厚度，且在蝕刻底層之后，蝕刻材料層之前，還包括以多硅有機層與底層為掩模，蝕刻硬掩模層，使開口圖案轉(zhuǎn)移至硬掩模層。當開口圖案完全轉(zhuǎn)移至硬掩模層時，多硅有機層已被蝕刻殆盡。

依照本發(fā)明實施例所述，上述底層的厚度小于預定的開口寬度的3倍。

依照本發(fā)明實施例所述，上述在光致抗蝕劑層中形成開口圖案之后，將開口圖案轉(zhuǎn)移至多硅有機層之前，以及/或是在蝕刻硬掩模層之后，使開口圖案轉(zhuǎn)移至材料層之前，還包括一修整步驟，以改變開口圖案的寬度。

依照本發(fā)明實施例所述，上述材料層包括一導體層且該方法還包括以底層為掩模，蝕刻導體層，使開口圖案轉(zhuǎn)移至導體層，之后，再移除底層。

依照本發(fā)明另一實施例所述，上述材料層與基底之間還包括一導體層且該方法還包括去除底層，再以硬掩模層為掩模，使開口圖案轉(zhuǎn)移至導體層。

依照本發(fā)明實施例所述，上述硬掩模層的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮碳化硅。

依照本發(fā)明實施例所述，上述光致抗蝕劑層的厚度為500至2000埃左右；多硅有機層的厚度為250至500埃左右；底層的厚度為1000至2500埃左右；掩模層的厚度為250至900埃左右。

依照本發(fā)明實施例所述，上述底層的厚度小于預定的開口寬度的3倍。

依照本發(fā)明實施例所述，上述含硅有機層是以旋轉(zhuǎn)涂布方式形成，且其厚度為旋轉(zhuǎn)涂布所能形成的最小厚度。

依照本發(fā)明實施例所述，上述多硅有機層的材料包括硅含量為5-30wt.％的硅聚合物。

依照本發(fā)明實施例所述，上述底層包括清漆樹脂，如I-線光致抗蝕劑層。

依照本發(fā)明實施例所述，上述光致抗蝕劑層圖案化的方法包括以浸潤式光刻工藝進行曝光，且光致抗蝕劑層為一防水光致抗蝕劑層，或是頂面覆蓋一防水層的光致抗蝕劑材料層。

依照本發(fā)明實施例所述，上述，其中在光致抗蝕劑層中形成開口圖案之后，將開口圖案轉(zhuǎn)移至多硅有機層之前，以及/或是在蝕刻底層之后，使開口圖案轉(zhuǎn)移至材料層之前，還包括一修整步驟，以改變開口圖案的開口寬度。

本發(fā)明又提出一種用于圖案化的堆棧結(jié)構(gòu)，用以在一材料層中形成一開口圖案，開口圖案具有一預定的開口寬度，此結(jié)構(gòu)包括一底層、一多硅有機層與一光致抗蝕劑層，其中底層位于材料層上；多硅有機層，位于底層與光致抗蝕劑層之間，光致抗蝕劑層的厚度大于多硅有機層厚度的2倍但小于底層的厚度。

依照本發(fā)明實施例所述，上述底層的厚度小于預定的開口寬度的3倍。

依照本發(fā)明實施例所述，上述堆棧結(jié)構(gòu)還包括一硬掩模層，位于材料層與底層之間，其厚度略大于多硅有機層的厚度。