[發明專利]光致抗蝕劑層的重工方法與圖案化工藝

無效

• 申請號: 200710128383.0
• 申請日: 2007-07-10
• 公開（公告）號: CN101345191A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 何青原;卓志臣
• 申請（專利權）人: 力晶半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/033;H01L21/308;H01L21/311;H01L21/3213;G03F7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

本發明有關于一種半導體工藝，且特別是有關于一種光致抗蝕劑層的重工方法與圖案化工藝。

背景技術

隨著集成電路的集成度要求愈來愈高，整個半導體元件大小的設計也被迫往尺寸不停縮小的方向前進。一般來說，在進行蝕刻工藝之前，會先利用具有高解析度的光刻工藝來達成圖案轉移。也就是說，關鍵尺寸(criticaldimension，CD)是通過經過曝光步驟及顯影步驟的圖案化光致抗蝕劑層來決定。

現今技術已經發展到使用波長為193nm的ArF激光作為光刻工藝的主要曝光光源。通常決定光刻工藝成敗的因素，除了控制關鍵尺寸之外，就屬對準精確度最為重要。由于193nm光刻工藝的技術尚未完全成熟，使得利用193nm光刻工藝所形成的圖案化光致抗蝕劑層常常需要進行多次的重工(rework)步驟。當晶片在進行光致抗蝕劑層重工時，必須先去除原先不正確的圖案化光致抗蝕劑層。但是移除不正確的圖案化光致抗蝕劑層之后，會對被廣泛作為193nm光刻工藝中硬掩模層的非晶碳(amorphous?carbon)材料造成損傷，而導致成品率降低或報廢，增加工藝成本。

圖1A至圖1B為已知的一種光致抗蝕劑層重工的流程剖面示意圖。首先，請參照圖1A，在基底100上依序形成有介電層102、非晶碳層104、多層反射層106與圖案化光致抗蝕劑層108。其中，介電層102中已形成有對準標記(overlay?mark)110。

請參照圖1B，當進行光致抗蝕劑層的重工時，會先利用灰化(ashing)將圖案化光致抗蝕劑層108移除。之后，再進行濕式蝕刻工藝去除多層反射層106。然而，在進行上述濕式蝕刻工藝時，蝕刻液容易侵入到非晶碳層104中，而造成位于對準標記110兩旁以及對準標記110角落中的非晶碳層104產生孔洞112，暴露出部分介電層102，導致后續工藝受影響。

圖1C為已知的光致抗蝕劑層重工所造成的另一種損壞示意圖，其中圖1C是接續圖1A之后進行。請參照圖1C，在移除圖案化光致抗蝕劑層108之后。接著，會進行干式蝕刻工藝來移除多層反射層106以及非晶碳層104。然而，由于對準標記110的寬度較大，在移除對準標記110中的多層反射層106與非晶碳層104的同時，容易于對準標記110周圍的介電層102造成損傷，而破壞對準標記110的結構。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種光致抗蝕劑層的重工方法，能夠避免硬掩模層與材料層受到損傷，而影響后續工藝。

本發明另提供一種圖案化工藝，可以提高工藝成品率。

本發明提出一種光致抗蝕劑層的重工方法。首先，提供材料層。之后，在材料層上依序形成保護層、第一硬掩模層與第一圖案化光致抗蝕劑層，其中保護層與第一硬掩模層具有不同的蝕刻選擇性。接著，移除第一圖案化光致抗蝕劑層。然后，移除第一硬掩模層至暴露出保護層。隨之，在材料層上依序形成第二硬掩模層與第二圖案化光致抗蝕劑層。

在本發明的一實施例中，上述的保護層例如是氮化硅層。

在本發明的一實施例中，上述的保護層的厚度例如是介于50至100

在本發明的一實施例中，上述的第一硬掩模層的形成方法例如是先于材料層上形成非晶碳層。之后，再于材料層上形成多層反射層。

在本發明的一實施例中，上述的多層反射層例如是由氮氧化硅/氧化硅所組成的復合層。

在本發明的一實施例中，上述的第一硬掩模層的移除方法例如是進行干式蝕刻工藝，以移除非晶碳層與多層反射層。

在本發明的一實施例中，上述的干式蝕刻工藝所使用的氣體源例如是四氟化碳(CF₄)。

在本發明的一實施例中，上述的第一硬掩模層的移除方法例如是進行濕式蝕刻工藝，以移除多層反射層。

在本發明的一實施例中，還包括在第一硬掩模層形成之后及第一圖案化光致抗蝕劑層形成之前，在材料層上形成抗反射層。

在本發明的一實施例中，上述的材料層包括氧化硅層。

本發明另提出一種圖案化工藝。首先，提供已形成有對準標記的材料層。然后，在材料層上依序形成保護層、第一硬掩模層與第一圖案化光致抗蝕劑層，其中保護層與第一硬掩模層具有不同的蝕刻選擇性。之后，進行顯影后檢視步驟。繼之，移除第一圖案化光致抗蝕劑層。接著，移除第一硬掩模層至暴露出該保護層。然后，在材料層上依序形成第二硬掩模層與第二圖案化光致抗蝕劑層。隨之，圖案化第二硬掩模層。之后，移除第二圖案化光致抗蝕劑層。接著，以第二硬掩模層為掩模，移除部份材料層，以形成開口。

在本發明的一實施例中，上述的保護層與材料層例如是具有不同的蝕刻選擇性。