[发明专利]高温热流光刻制造方法

说明书

本发明涉及一种光刻制造工艺，且特别是有关于一种高温热流光刻制造工艺。

半导体的制造工艺一般区分为四个模组(Module)，包括扩散(Diffusion)、蚀刻(Etching)、薄膜(Thin Film)与照相(Photo)，其中的照相模组即是负责光刻制造工艺，主要的工作即是将光掩模(Mask)上的图案转移至晶片上，以提供蚀刻模组良好的蚀刻图案，或者提供薄膜模组良好的掺杂(Implant)图案，因此，光刻制造工艺的好与坏，直接控制着半导体制造工艺的优与劣。

随着集成电路的积集度越来越高，位线、字线甚至掺杂区以及电容器的线距宽(pitch)越来越小，因此必须提高曝光机的解析度以转移较精细的图案，然而，提高曝光机的解析度，就会损失聚焦深度。反之，为得到良好的图案转移效果，提高聚焦深度，则使得解析度降低。除了上述利用提高曝光机解析度以转移光掩模上的精细图案的方法外，现今还有利用光致抗蚀剂的热流现象，以缩小在光致抗蚀剂上的曝光图案的线宽。

此以光致抗蚀剂的热流现象，缩小光致抗蚀剂的曝光图案线宽的方法，包括在进行曝光制造工艺，以将光掩模上得元件图案转移至光致抗蚀剂上之后，先进行一烘烤制造工艺与显影制造工艺，之后再进行一热流制造工艺，以提高加热板的温度至光致抗蚀剂的玻璃转换温度(glass transferingtemperature，Tg)以上，以使光致抗蚀剂在高温之下产生流动，进而缩小于光致抗蚀剂上所形成的图案线宽。

然而，由于光致抗蚀剂热流具有较高的温度敏感性，因此很小的温度变化，就会造成图案极大的关键尺寸的变化，所以其制造工艺裕度很狭小(约为摄氏1度至2度)，然而，一般加热板的温度误差值约为摄氏0.4度至0.5度之间，因此若要达到每一片晶片的光致抗蚀剂热流制造工艺产生均匀的线宽则必须在有限的制造工艺裕度下，精确地控制每一加热板的温度，因此提高了制造工艺的困难度与成本以及降低良率。

因此本发明的主要目的，就是在于提供一种高温热流光刻制造工艺，以改进制造工艺裕度，降低制造成本。

为实现上述目的，本发明提供一种高温热流光刻制造方法，其包括：首先提供一高温热流光致抗蚀剂，之后于高温热流光致抗蚀剂中加入一交联试剂，以形成一高温热流交联光致抗蚀剂。接着，提供一基底，且其上形成有一绝缘层。继之，于绝缘层上，形成一高温热流交联光致抗蚀剂层。续之，依序进行一曝光制造工艺、一显影制造工艺以及一热流制造工艺。

由于高温热流交联光致抗蚀剂中包含有具有交联官能团的聚合物，因此在温度升高光致抗蚀剂开始产生热流作用的同时，具有交联官能团的聚合物也因为高温产生交联作用，因此提高了光致抗蚀剂的玻璃转换温度，进而加大热流制造工艺的制造工艺裕度。

此外，由于在热流制造工艺中，交联聚合物产生交联作用，因此不但提高了光致抗蚀剂的玻璃转换温度，还连带使得经由高温制造工艺之后的光致抗蚀剂具有较佳的抗蚀刻能力，因此可以在后续蚀刻下层绝缘层时，提高绝缘层与光致抗蚀剂层的蚀刻选择比。

为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图作详细说明。附图中：

图1A至图1C为根据本发明一优选实施例的一种热流光刻制造工艺的流程剖面图；以及

图2所绘示为热流光致抗蚀剂以及具有交联聚合物的热流光致抗蚀剂的曝光图案关键尺寸与加热板温度的关系图。

其中，各图标号与构件名称的关系如下：

100：基底

102：绝缘层

104：光致抗蚀剂

104a：未曝光区

104b、104c：曝光区

106：光掩模

106a：光掩模图案

108：曝光制造工艺

110、110a：开口

实施例

图1A至图1C为根据本发明一优选实施例的一种热流光刻制造工艺的流程剖面图。

请参照图1A，首先提供一基底100，此基底100中形成有多个半导体元件(未绘示)，在基底100上形成一绝缘层102，此绝缘层102可以是经由化学气相沉积法所形成的氧化硅层或是氮化硅层。

接着，在绝缘层102上形成一光致抗蚀剂104，此光致抗蚀剂104可以是含有多个交联官能团(cross-linking functional group)的一聚合物，而交联官能团例如是羧基，而形成此光致抗蚀剂的方法包括在一高温热流光致抗蚀剂中加入一具有羟基苯甲酸结构的聚合物以形成高温热流交联光致抗蚀剂，此高温热流交联光致抗蚀剂中所含的交联试剂约为2％至5％之间。