[發明專利]光敏層的圖案化方法

有效

• 申請號: 200810168204.0
• 申請日: 2008-09-25
• 公開（公告）號: CN101551603A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 陸曉慈;陳桂順;吳小真;張尚文;劉家助
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G03F7/36
• 分類號: G03F7/36;G03F7/26;H01L21/027
• 代理公司: 北京市德恒律師事務所
• 代理人: 梁 永;馬佑平

技術領域

本發明通常涉及半導體制造領域，尤其涉及一種在半導體制造中用來 圖案化光敏層的方法。

背景技術

光刻常常用于形成集成電路(IC)部件。通常，曝光工具包括掩膜或 者標線，光束經由掩膜或標線穿過并由投影透鏡聚焦在晶片上，導致出現 光敏層中的器件結構圖像，從而光敏層形成在晶片上。目前能夠放置在芯 片上的器件的密度已經在不斷增加，因此需要具有非常小間距(pitch)的 器件結構圖案印刷。但是，實際存在最小間距印刷分辨率限制，這種限制 由光束波長和曝光工具的數值孔徑(numerical?aperture)決定。間距是一個 器件結構與相鄰器件結構的距離。如果間距太小，投影圖像則可能被所謂 的“鄰近效應”變形，其中“鄰近效應”和光線衍射有關。一種用來形成 上述器件結構的方法包括兩個光刻處理以及兩個蝕刻處理。例如，形成第 一掩膜用來提供具有大體線狀結構的第一圖案。然后，根據第一圖案蝕刻 襯底，以形成大體線狀的結構。接著，從襯底上移除第一掩膜。然后，可 以形成第二掩膜，以在先前形成的大體線狀結構中提供用于縫隙的第二圖 案。接著，可以根據第二圖案蝕刻襯底。上述所需的眾多步驟增加了制造 成本，例如包括處理復雜度的增加以及循環時間的增加。

因此，需要一種簡單且成本有效的方法用于圖案化半導體制造的光敏 層，來處理45nm及以下的工藝。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供了一種在半導體制造中用于圖案化光敏層 的方法，該方法包括以下步驟：提供上面形成有第一層的襯底；利用陽離 子處理包括第一層的該襯底；在第一層上形成第一光敏層；對第一光敏層 進行圖案化，以形成第一圖案；利用陽離子處理第一圖案；在已處理的第 一圖案上形成第二光敏層；對第二光敏層進行圖案化，以形成第二圖案； 以及使用第一圖案和第二圖案作為掩膜處理第一層。在一些實施例中，利 用陽離子處理包括第一層的襯底的步驟與利用陽離子處理第一圖案的步驟 包括執行陽離子注入處理。在其他實施例中，陽離子注入處理可以使用選 自以下元素組的陽離子：B、H、Al、Ga、In、N、P、As、Sb、C、Si、Ge 和Sn。在其他實施例中，陽離子注入處理包括1E9到大約1E15cm^-2范圍 內的劑量。在其他實施例中，陽離子注入處理包括1keV到大約1M?keV范 圍內的能量。

在其他實施例中，利用陽離子處理包括第一層的襯底的步驟與利用陽 離子處理第一圖案的步驟包括執行陽離子等離子體處理。在一些實施例中， 陽離子等離子體處理使用選自以下元素組的陽離子：B、H、He、C、N、O、 F、Cl、Br、Ne、Ar。在其他實施例中，提供包括第一層的襯底的步驟包括 配置第一層選自以下元素組：硅(Si)、二氧化硅、氮氧化硅、有機材料、 導體材料以及低介電常數材料。在其他實施例中，使用第一圖案和第二圖 案作為掩膜處理第一層的步驟包括蝕刻第一層以形成線狀圖案。在一些實 施例中，使用第一圖案和第二圖案作為掩膜處理第一層的步驟包括蝕刻第 一層以形成孔狀圖案。在其他實施例中，提供包括第一層的襯底的步驟進 一步包括在第一層上提供抗反射涂層(ARC)。

在其他實施例中，用于制造半導體器件的方法包括以下步驟：提供一 個襯底；在襯底上形成第一光敏層；利用陽離子處理第一光敏層；圖案化 第一光敏層，從而在襯底上形成第一圖案；利用陽離子處理第一圖案；在 襯底和第一圖案上形成第二光敏層；圖案化第二光敏層，從而在襯底上形 成第二圖案；以及使用第一圖案和第二圖案作為掩膜對襯底進行處理。利 用陽離子處理第一光敏層和第一圖案的步驟包括執行陽離子注入處理或者 通過執行陽離子等離子體處理。在一些實施例中，利用陽離子處理第一光 敏層和第一圖案的步驟包括硼離子或氫離子。在一些其他實施例中，陽離 子注入處理使用選自以下元素組的陽離子：Al、Ga、In、N、P、As、Sb、 C、Si、Ge和Sn。在其他實施例中，陽離子等離子體注入處理使用選自以 下元素組的陽離子：He、C、N、O、F、Cl、Br、Ne和Ar。在再一些其他 實施例中，提供襯底的步驟還包括在襯底上方提供抗反射涂層(ARC)。