双层光阻的形成方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种双层光阻的形成方法及其应用；双层光阻的形成方法是首先在一基体上，形成图案化的一第一光阻层；接着，固化该第一光阻层，使该第一光阻层不溶于光阻溶剂；最后，在被固化的该第一光阻层上，形成图案化的一第二光阻层；此双层光阻的形成方法还可以应用于罩幕式只读存储器的编码、孔洞的形成、以及双镶嵌结构。（*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双层光阻的形成方法及其应用，特别是指一种在一图案化(patterned)的光阻层上形成另一图案化的光阻层的方法及其应用。
技术介绍
随着罩幕式(mask)内存的记忆单元(memory cell)越来越小，要使用单一的一道光罩与一微影工序，来定义记忆单元中所要被编码布值(codeimplantation)之处也变的更加困难。因此，制程便发展出两道光罩与两道微影工序。图1A为内存单元中的N沟道金属氧化物半导体(NMOS)制作完成时的俯视图；图1B为图1A沿着AA’线的剖面图。埋藏式位线(buried bitlines)10与字符线(word lines)12交错排列。每两个埋藏式位线之间的一字符线所在的位置，即为一NMOS。进行编码相关制程时，先沉积硬光罩层14(譬如氧化硅)(见图2B)。然后进行一道微影工序(用一所谓编码前光罩pre-codemask)，大致在埋藏式位线上形成平行的光阻线条16，如同图2A与图2B所示。接着，去除光阻线条16未覆盖的部分硬光罩层14，而后去除掉光阻线条16。然后，以另一道微影工序(用一所谓编码光罩code mask)来形成另一光阻层18，以定义出要接受编码布值的记忆单元，如图3A与图3B所示。而记忆单元中，没有被光阻层18与硬光罩层14所覆盖的区域将会受到后续离子布值工序而影响其逻辑值。由以上的工序流程可知，当记忆单元的NMOS完成后，到编码完成之间，至少需要经历两次微影工序、一次沉积(deposition)工序、一次蚀刻工序、一次去光阻工序以及一次离子布值工序。不论是对于物料或是管理，这样的流程将会耗费很多的成本。需要如此复杂工序的原因，在于后续的光阻层直接涂布在先前的光阻层上时，后续的光阻层中的溶剂，将会与先前的光阻层溶解而改变先前的光阻层已经定义好的图案。所以，才需要一个硬光罩层来转换图案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的，在于提供一种双层光阻的形成方法，能够在形成一第二层光阻层之时，不会影响到第一层光阻层。本专利技术的另一目的，在于提供双层光阻的应用，节省工序步骤并大幅降低制造成本。根据上述目的，本专利技术提出一种双层光阻的形成方法。首先在一基体(substrate)上，形成图案化(patterned)的一第一光阻层。接着固化该第一光阻层，使该第一光阻层不溶于光阻溶剂(resist solvent)。然后在被固化的该第一光阻层上，形成图案化的一第二光阻层。固化的方法可以用离子布值工序或是电浆工序来改变第一光阻层的表面特性，使其不溶于该第二光阻层中的光阻溶剂。如此，可以两个具有不同图案的光阻层重迭在一起，可以有效的减少制造成本。该离子布值的能量是为10至50Kev，该离子布值的掺杂浓度是为1013至1015ion/cm2。本专利技术另提出一种对罩幕式(mask)只读存储器(read only memory，ROM)的编码方法。首先，提供一基体，该基体上具有一罩幕式ROM阵列(array)，由多个记忆单元所构成。接着，在该罩幕式ROM阵列上，形成具有重复性图案的一第一光阻层，用以遮掩每一记忆单元的部分区域。然后，固化该第一光阻层，使该第一光阻层不溶于光阻溶剂(resist solvent)。在被固化的该第一光阻层上，形成图案化的一第二光阻层，用以遮掩该罩幕式ROM阵列的部分区域。最后，进行一编码布值工序code implantation)，以改变没有被该第二光阻层遮掩的记忆单元的逻辑状态。该第一光阻层是大致地遮掩该罩幕式只读存储器阵列中的多条位线，每一位线是由一半导体掺杂区所构成。固化该第一光阻层的步骤是以氮或是氩对该第一光阻层进行离子布值。该离子布值的能量是为10至50Kev，该离子布值的掺杂浓度是为1013至1015ion/cm2。固化该第一光阻层的步骤是为一具有氩气的电浆工序。本专利技术的另一个应用在于接触洞(contact hole)或是介层窗(via hole)的形成方法。该形成方法包含有下列步骤1)提供一基体(substrate)，该基体的表面具有一介电层；2)在该介电层上，形成具有大致平行的第一沟图案的一第一光阻层；3)固化该第一光阻层，使该第一光阻层不溶于光阻溶剂(resistsolvent)；4)在被固化的该第一光阻层上，形成具有大致平行的第二沟图案的一第二光阻层，该第二沟图案与该第一沟图案大致垂直；5)去除该第二沟图案与该等第一沟图案交错处下的该介电层，以形成至少一孔洞。固化该第一光阻层的步骤是以氮或是氩对该第一光阻层进行离子布值。该离子布值的能量是为10至50Kev，该离子布值的掺杂浓度是为1013至1015ion/cm2。固化该第一光阻层的步骤是为一具有氩气的电浆工序。该介电层主要是为二氧化硅。本专利技术的另一个应用在于双镶嵌(dual damascene)结构的制作方法。该制作方法包含有下列步骤1)提供一基体，该基体的表面具有一介电层；2)在该介电层上，形成具有多个孔洞图案的一第一光阻层；3)固化该第一光阻层，使该第一光阻层不溶于光阻溶剂(resist solvent)；4)在被固化的该第一光阻层上，形成具有多个沟槽图案的一第二光阻层；5)以该第一光阻层作为罩幕，蚀刻该介电层以使该等孔洞图案移转至该介电层上；以及6)以该第二光阻层作为罩幕，蚀刻该第一光阻层与该介电层，以使该些沟槽图案移转至该介电层上。移转该些孔洞图案与移转该些沟槽图案的二步骤是在同一制程基台中处理。固化该第一光阻层的步骤是以氮对该第一光阻层进行离子布值。该离子布值的能量是为10至50Kev，该离子布值的掺杂浓度是为1013至1015ion/cm2单位。固化该第一光阻层的步骤是为一具有氩气的电浆工序。该介电层主要是为二氧化硅。本专利技术的优点在于本专利技术形成两个图案化且直接堆栈的光阻层于一基体上，至于图布一比较上层(upper)的光阻层时，其中的光阻溶剂会对比较下层的光阻层所产生的影响，则靠一个光阻处理步骤，将下层光阻层的表面特性改变，使光阻溶剂不再溶解下层光组层的表面，进而使下层光组层受到保护，从而节省工序步骤并大幅降低制造成本。本专利技术运用于接触洞或是穿越洞的形成时，可以制作出比先前技术更小的孔洞。运用于双镶嵌工序时，可以使原本在两个蚀刻机台分别转移孔洞图以及沟槽图案的动作，合并在同一蚀刻机台进行。本专利技术还将结合附图对实施例作进一步详述附图说明图1A为内存单元中之NMOS制作完成时的俯视图；图1B为图1A沿着AA’线的剖面图；图2A为图1A增加编码前光罩图案的俯视图；图2B为以硬光罩实施时，图2A沿着AA’线的剖面图；图3A为图2A编码光罩图案的俯视图；图3B为以硬光罩实施时，图3A沿着AA’线的剖面图；图4A至图4C为本专利技术之双层光阻形成过程中的基体剖面图；图5A为，运用本专利技术时，图2A的AA’线剖面图；图5B为，运用本专利技术时，图3A的AA’线剖面图；图6A为运用本专利技术之一图案化第一光阻层的俯视图；图6B为图6A沿着BB’线方向的芯片剖面图；图7A为运用本专利技术之一图案化第二光阻层的俯视图；图7B为图7A沿着BB’线方向的芯片剖面8为图7A蚀刻孔洞后的完成图；图9A为一具有孔洞的第一光阻层俯视图；图9B为图9A的一种芯片剖面图；图10为图9B的光阻层被固化后的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双层光阻的形成方法，包含有：提供一基体；在该基体上，形成图案化的一第一光阻层；固化该第一光阻层，使该第一光阻层不溶于光阻溶剂；以及在被固化的该第一光阻层上，形成图案化的一第二光阻层。

【技术特征摘要】
1.一种双层光阻的形成方法，包含有提供一基体；在该基体上，形成图案化的一第一光阻层；固化该第一光阻层，使该第一光阻层不溶于光阻溶剂；以及在被固化的该第一光阻层上，形成图案化的一第二光阻层。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于固化该第一光阻层的步骤是以氩或是氮对该第一光阻层进行离子布值。3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于该离子布值的能量是为10至50Kev，该离子布值的掺杂浓度是为1013至1015ion/cm2。4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于固化该第一光阻层的步骤是为一具有氩气的电浆工序。5.一种对罩幕式只读存储器的编码方法，包含有提供一基体，该基体上具有一罩幕式只读存储器阵列，由多个记忆单元所构成；在该罩幕式只读存储器阵列上，形成具有重复性图案的一第一光阻层，用以遮掩每一记忆单元的部分区域并露出离子值入的位置；固化该第一光阻层，使该第一光阻层不溶于光阻溶剂；在被固化的该第一光阻层上，形成图案化的一第二光阻层，用以遮掩该罩幕式只读存储器阵列的部分区域；以及进行一编码布值工序，以改变没有被该第二光阻层遮掩的记忆单元的逻辑状态。6.如权利要求5所述的编码方法，其特征在于该第一光阻层是大致地遮掩该罩幕式只读存储器阵列中的多条位线，每一位线是由一半导体掺杂区所构成。7.如权利要求5所述的编码方法，其特征在于固化该第一光阻层的步骤是以氮或是氩对该第一光阻层进行离子布值。8.如权利要求5所述的编码方法，其特征在于该离子布值的能量是为10至50Kev，该离子布值的掺杂浓度是为1013至1015ion/cm2。9.如权利要求5所述的编码方法，其特征在于固化该第一光阻层的步骤是为一具有氩气的电浆工序。10.一种形成孔洞的方法，包含有提供一基体，该基体的表面具有一介电层；在该介电层上，形成具有大致平行的第一沟图案的一第一光阻层；固化该第一光阻层，使该第一光阻层不溶于光阻溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆裕，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]