在基材上制造图案的方法及系统技术方案

本发明专利技术是有关于一种在基材上制造图案的方法及系统，一种高解析度的微影系统与方法。在一实施例中，提供了一种在基材上制造图案的方法，包括将图案区分成至少一第一子图案以及一第二子图案，其中第一子图案包含朝第一方向的复数个线，且第二子图案包含朝第二方向的复数个线。利用第一驻波干涉图案形成朝第一方向的复数条线在基材上的第一光敏材料层上。消减所形成之线的一部分，以形成上述的第一子图案。在第一子图案形成后，提供第二光敏材料层在基材。利用第二驻波干涉图案形成朝第二方向的复数条线在第二光敏材料层上。消减形成在第二光敏层的这些线的一部分，以形成上述的第二子图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体制造的领域，且特别是有关于一种在光敏材料中制造图案的干涉微影系统与方法。
技术介绍
本专利技术是申请于西元2002年12月4日的申请中的美国专利申请案编号第10/309,427号的部分延续案，在此将其一并列入参考。一般而言，微电子集成电路的制造包括在半导体基材上图案化元件结构与布局。制造所需图案的公认方式先在光罩(无须为其最终尺寸)上形成图案的复制品，接着将光罩图案转移至半导体基材上的光敏材料层，不是正型光阻就是负型光阻。图案的转移的达成可藉由光学微影制程，以通过光罩投射某一程度的波长的光至光阻上，而且光学镜片的使用是必须的，藉以将图案以适当的尺寸复制在光阻上。图案一旦转移至光阻后，就对光阻进行处理，以选择性地移除部分的图案，并暴露出下方的基材。接下来，可利用例如非等向性电浆蚀刻、湿式蚀刻或用其他所需的处理方式，来蚀刻基材本身。随着元件尺寸持续缩减至零点几微米或更小时，利用光学微影所转移的图案的尺寸接近光学辐射线的次波长。如此，对于维持高图案解析度与聚焦深度以使非完全平坦的基材上达到令人满意的图案化而言，可能成为一个难题。因此，亟需一种利用干涉微影的系统与方法，简单及/或可应用在较广范围的图案。由此可见，上述现有的在基材上制造图案的系统在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决在基材上制造图案的系统存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的在基材上制造图案的方法及系统，便成了当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的在基材上制造图案的方法及系统存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的在基材上制造图案的方法及系统，能够改进一般现有的在基材上制造图案的方法及系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有的在基材上制造图案系统存在的缺陷，而提供一种新型结构的在基材上制造图案系统，所要解决的技术问题是使其可应用于较广范围之图案，从而更加适于实用。本专利技术的另一目的在于提供一种在基材上制造图案的方法，可有效提升光学微影的聚焦深度，进而可获得具较佳解析度的图案。本专利技术的又一目的在于提供一种利用干涉微影在覆盖有光敏材料的基材上制造图案的系统，其所使用的机台较一般的光学步进机或扫描机简单且低廉，因此可大大地降低购置机台的成本。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种在基材上制造图案的方法，其至少包括将该图案区分成至少一第一子图案以及一第二子图案，其中该第一子图案包含朝一第一方向的复数个线，且该第二子图案包含朝一第二方向的复数个线；利用一第一驻波干涉图案形成朝该第一方向的复数个第一线在该基材上的一第一光敏材料层上；消减部分的该些第一线，以形成该第一子图案；在该第一子图案形成后，提供一第二光敏材料层在该基材；利用一第二驻波干涉图案形成朝该第二方向的复数个第二线在该第二光敏材料层上；以及消减部分的该些第二线，以形成该第二子图案。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。前述的在基材上制造图案的方法，其中在消减部分的该些第一线的步骤后以及在提供该第二光敏材料层的步骤前，更至少包括硬化用以形成该第一子图案的该些第一线。前述的在基材上制造图案的方法，其中硬化该些第一线的步骤至少包括一紫外光辐射与烘烤处理、植入处理、以及化学处理中的至少一者。前述的在基材上制造图案的方法，其中消减部分的该些第一线以形成该第一子图案的步骤包括应用一光罩，以保护部分的该些第一线；在应用该光罩的步骤后，对该些第一线进行曝光；以及对该些第一线进行显影，以移除该些第一线未受到该光罩保护的部分。前述的在基材上制造图案的方法，其中消减部分的该些第二线以形成该第二子图案的步骤包括应用一光罩，以保护部分的该些第二线；在应用该光罩的步骤后，对该些第二线进行曝光；以及对该些第二线进行显影，以移除该些第二线未受到该光罩保护的部分。前述的在基材上制造图案的方法，其中在形成该些第一线的步骤后以及在形成该些第二线的步骤前，更至少包括绕该基材的表面的法线旋转实质90度。前述的在基材上制造图案的方法，其中所述的光敏材料为一正型光阻、一负型光阻、一单层光阻或一多层光阻。前述的在基材上制造图案的方法，其中所述的图案包括线、间隙、矩形、弯曲、以及岛状物中的至少一者。前述的在基材上制造图案的方法，其中形成该第一驻波干涉图案与该第二驻波干涉图案时包括通过一介质投射多重辐射光束，且该介质至少包括空气、水以及任何折射率介于1＜n＜2的流体中的至少一者。前述的在基材上制造图案的方法，其中所述的第一驻波干涉图案与该第二驻波干涉图案相同。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种利用干涉微影在覆盖有光敏材料的基材上制造图案的系统，其至少包括至少一辐射源，经设置以形成一相干辐射光束；一投射元件，用以利用该至少一辐射源来将一第一驻波干涉图案以及一第二驻波干涉图案投射至该基材上的一辐射敏感材料；一修正元件，用以在投射该第一驻波干涉图案后与投射该第二驻波干涉图案前修正该基材的位置；以及一显影元件，用以至少在投射该第一驻波干涉图案后显影该辐射敏感材料。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。前述的在基材上制造图案的系统，其中所述的修正元件包括一校准模组固定于一旋转台，该校准模组可夹住一基材，且该旋转台可环绕一垂直轴而旋转360度。前述的在基材上制造图案及系统，其中所述的投射元件包括一光束分离机，用以从该相干辐射光束产生一入射光束以及一反射光束；一第一反射面以及一第二反射面，对称于该光束分离机设置，藉以使从该光束分离机射出的该入射光束照射在该第一反射面上，且使该光束分离机射出的该反射光束照射在该第二反射面上；一第一光束扩大器，位于该第一反射面下方且位于从该第一反射面反射而出的该入射光束的路径上；以及一第二光束扩大器，位于该第二反射面下方且位于从该第二反射面反射而出的该反射光束的路径上，其中离开该第一光束扩大器的该入射光束以及该第二光束扩大器的该反射光束分别位于该基材的一法线的二侧并以与该基材的该法线夹一入射角的方式对称入射在该基材上，并形成一驻波干涉图案。前述的在基材上制造图案的系统，其中所述的投射元件包括一光束扩大器，其中该相干辐射光束将射入该光束扩大器；一第一反射面，位于从该光束扩大器射出的一光束的路径上；以及一第二反射面，位于从该第一反射面所反射的该光束的一上部的路径上，其中从该第二反射面反射的该光束以及从该第一反射面反射的该光束的一下部与该基材的一法线之间具有一入射角，且对称地位于该基材的该法线的二侧，藉以在叠置时形成一驻波干涉图案。前述的在基材上制造图案的系统，其中投射时，该第一驻波干涉图案以及该第二驻波干涉图案相同，但由于该基材的旋转而导致在该辐射敏感材料上形成不同图案。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基材上制造图案的方法，其特征在于其至少包括：将该图案区分成至少一第一子图案以及一第二子图案，其中该第一子图案包含朝一第一方向的复数个线，且该第二子图案包含朝一第二方向的复数个线；利用一第一驻波干涉图案形成朝该第一方向的复数个第一线在该基材上的一第一光敏材料层上；消减部分的该些第一线，以形成该第一子图案；在该第一子图案形成后，提供一第二光敏材料层在该基材上；利用一第二驻波干涉图案形成朝该第二方向的复数个第二线在该第二光敏材料层上；以及消减部分的该些第二线，以形成该第二子图案。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林进祥，林本坚，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]