形成无侧叶现象的光致抗蚀剂层的方法技术

一种形成不具有一侧叶（ｓｉｄｅｌｏｂｅ）的光致抗蚀剂层的方法，其利用对一光掩模进行曝光完成，该光掩模具有一侧叶区、一图案区以及一中间区，其中，该侧叶区对应于该光致抗蚀剂层产生该侧叶的区域，该图案区对应于该光致抗蚀剂层产生一图案的区域，该中间区介于该侧叶区与该图案区之间，该方法的特征为：设定该侧叶区的穿透率低于该中间区的穿透率，使得该侧叶区的光强度低于引发该光致抗蚀剂层的光反应的能量阈。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种形成无侧叶(sidelobe)现象的光致抗蚀剂层的方法，特别是涉及一种利用改善光掩模设计而。
技术介绍
光学光刻在最近几年已发展到可以产生非常小的图案特征，近来，光学光刻最重要的进展为引进一种称之为相位移光掩模(phase shift mask，PSM)的光掩模结构。相位移光掩模能够补偿光的散射效应，否则，光的散射效应会限制光学光刻所能转移的最小图案的特征。光学光刻，一般指通过对形成在基材上的影像进行显影，以蚀刻一图案在基材上的技术。此技术的过程涉及射入光线(如紫外光)并穿过一光掩模，以对先前已形成在基材上的感光薄膜进行曝光。如果感光薄膜为一正光致抗蚀剂，而且正光致抗蚀剂位于光掩模的透明区域底下，则正光致抗蚀剂将进行一化学与物理改变，使得它在显影液中可溶解，此过程使得光掩模上的影像可以转移到感光薄膜中。最后，再以感光薄膜为屏蔽，进行蚀刻，则可以转移感光薄膜的图案至基材中。图1a至图1d中说明根据现有技术，光掩模图案、光穿透率、光强度、与光刻图案的相对关系。请先参考图1a与图1d，光掩模10用以对覆盖有光致抗蚀剂层26的晶片20进行选择性的曝光，光掩模10包括一非透明区12、一部分透明区14以及一透明区16，光线30穿过光掩模10，并对晶片20上的光致抗蚀剂层26进行曝光。光掩模10的穿透率显示于图1b中，其中，非透明区12、部分透明区14与透明区16的穿透率分别为0％，6％与100％。图1c说明曝于光致抗蚀剂层26中的光强度，曝光强度的曲线具有一主峰42，其对应于透明区16的中心。远离主峰42则是一次峰46，其对应于部分透明区14的中心，次峰46的高度高于引发光致抗蚀剂层26的光反应的能量阈，其能量阈如图1c中的虚线所示。图1d说明利用图1a光掩模10为曝光的屏蔽，而被光刻出来的光致抗蚀剂层26。在光致抗蚀剂层26中，孔洞24与非预期的侧叶洞(sidelobehole)28均形成。其中，对应于光掩模10透明区16中心的孔洞24，用以形成一孔洞于光致抗蚀剂层26的下方；然而，侧叶洞28并无相对应的图案在光掩模10上，而且并不是预期中要形成在光致抗蚀剂层26中的图案。在后续的蚀刻步骤中，侧叶洞28将会在光致抗蚀剂层26的下层薄膜形成一侧叶(sidelobe)现象，此种现象通常导致制作工艺容忍度(process window)的下降。因此，针对此种侧叶现象，实有必要提出一方法或改变光掩模的设计，以抑制侧叶现象的产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决侧叶现象的方法。本专利技术的目的是这样实现的，即提供一种形成不具有一侧叶(sidelobe)的光致抗蚀剂层的方法，该光致抗蚀剂层是以一光掩模为屏蔽进行曝光，光掩模具有一侧叶区、一图案区以及一中间区，侧叶区对应于光致抗蚀剂层产生侧叶的区域，图案区对应于光致抗蚀剂层产生一图案的区域，中间区介于侧叶区与图案区，本方法的特征为设定侧叶区的穿透率低于中间区的穿透率，使侧叶区的光强度低于引发光致抗蚀剂层的光反应的能量阈。本专利技术的侧叶区、图案区与中间区利用蚀刻一非透明光掩模完成，而非透明光掩模、侧叶区、图案区与中间区的穿透率分别为0％、0至4％、100％与4至20％。光致抗蚀剂层可由I-Line光致抗蚀剂物质所组成或深紫外(deep-UV)光致抗蚀剂物质所组成。附图说明图1a～图1d为现有技术光掩模图案、光穿透率、光强度、与光刻图案的相对关系；图2a～图2d为本专利技术的方法，其光掩模图案、光穿透率、光强度与光刻图案的相对关系； 图3a与图3b分别为本专利技术图2a的光掩模与图2b的光致抗蚀剂层的俯视图。具体实施例方式本专利技术的提供一种解决侧叶(sidelobe)问题的方法，以改善光刻制作工艺的容忍度。图2a至图2d说明根据本专利技术的方法，其光掩模图案、光穿透率、光强度与光刻图案的相对关系。图2a用以在光致抗蚀剂层中形成一四方矩阵排列的孔洞的光掩模剖视图。请参考图2d，一光致抗蚀剂层226涂覆在晶片220上，光致抗蚀剂层226已根据图2a的光掩模210的图案进行光刻，光掩模210用以对覆盖有光致抗蚀剂层226的晶片220进行选择性的曝光。光掩模210包括一非透明区212、一部分透明区214以及一透明区216，其中，非透明区212位于光掩模210的周围，透明区216为孔洞产生的位置，而部分透明区214则为非透明区212与透明区216以外的区域。光线230穿过光掩模210，并对晶片220上的光致抗蚀剂层226进行曝光。最原始的光掩模210全为非透明区212所组成。部分透明区域214与透明区域216利用蚀刻非透明区212而形成，使得非透明区212、部分透明区域214与透明区域216的穿透率分别为0％、0至20％、100％。然而，本专利技术并不限定于以蚀刻方法所形成的光掩模，任何其它方法所形成的光掩模，也可应用于本专利技术中。部分透明区214中还包括一外部分透明区214(o)与一内部分透明区214(i)，其中，外部分透明区214(o)的穿透率为4至20％，而内部分透明区214(i)的穿透率为0至4％，且内部分透明区214(i)对应于图1d中所形成的侧叶洞28的位置。在图1d中，侧叶洞28的形成起因于散射效应，因而导致曝光强度于图1c中产生次峰46。为了消除图1c中的次峰46，本专利技术利用降低穿透率，以减少光掩模210在侧叶洞28的相对位置的光通过量。以此实施例而言，外部分透明区214(o)的穿透率为6％，而内部分透明区214(i)的穿透率为0％。光掩模210的穿透率显示在图2b图中，其中，非透明区212与透明区216的穿透率分别为0％与100％，而外部分透明区214(o)与内部分透明区214(i)的穿透率分别约为6％与0％。图2c说明曝于光致抗蚀剂层226中的光强度，曝光强度的曲线具有一主峰242，其对应于透明区216的中心。远离主峰242则是一次峰246，次峰246对应于部分透明区214的中心，次峰246的高度远低于引发光致抗蚀剂层226的光反应的能量阈，其能量阈如图2c中的虚线所示。图2d说明利用图2a光掩模210为曝光的屏蔽，而被光刻出来的光致抗蚀剂层226，其中，光致抗蚀剂层226可为一I-line(365nm)光致抗蚀剂剂或深紫外线(deep-UV)光致抗蚀剂。在光致抗蚀剂层226中，孔洞224在无侧叶洞(sidelobe hole)出现的情况下形成，且此对应于光掩模210透明区216的孔洞224，用以形成一接触孔洞在光致抗蚀剂层226下方的薄膜层；而因为次峰246的高度已远低于促发光致抗蚀剂层226的光反应的能量阈，因此，本专利技术已抑制侧叶洞现象。图3a与图3b，其分别为图2a的光掩模210与图2b的光致抗蚀剂层226的俯视图。在图3a中，光掩模210具有一位于其周围的非透明区212、数个以四方数组分布在其上的透明区216、以及一部分透明区214。当四个透明区216位于一四方形的四个角落，四方形即为部分透明区216，其中，四方形以虚线表示。内部分透明区214(i)位于部分透明区214的中央，而外部分透明区214(o)位于部分透明区214的其它区域。在图3b中，对应于透明区域的孔洞224，以四方数组排列，而因内部分透明区214(i)的穿透率为0，本专利技术已成功地解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成不具有一侧叶(sidelobe)的光致抗蚀剂层的方法，其利用对一光掩模进行曝光完成，该光掩模具有一侧叶区、一图案区以及一中间区，其中，该侧叶区对应于该光致抗蚀剂层产生该侧叶的区域，该图案区对应于该光致抗蚀剂层产生一图案的区域，该中间区介于该侧叶区与该图案区之间，该方法的特征为设定该侧叶区的穿透率低于该中间区的穿透率，使得该侧叶区的光强度低于引发该光致抗蚀剂层的光反应的能量阈。2.如权利要求1所述的方法，其中该中间区的穿透率约为4至20％之间。3.如权利要求2所述的方法，其中该侧叶区的穿透率约为0至4％之间。4.如权利要求1所述的方法，其中该图案区的穿透率为100％。5.如权利要求1所述的方法，其中该光致抗蚀剂层由I-Line光致抗蚀剂物质所组成。6.如权利要求1所述的方法，其中该光致抗蚀剂层由深紫外(deep-UV)光组物质所组成。7.如权利要求1所述的方法，其中该侧叶区利用蚀刻一非透明光掩模完成。8.如权利要求7所述的方法，其中该非透明...

【专利技术属性】
技术研发人员：许伟华，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：