[发明专利]通过沉积物与光阻产生交联反应以减少光阻粗糙度的方法

说明书

本发明是有关于一种减少光阻粗糙度的方法，特别是有关于一种通过沉积物与光阻产生交联反应以减少光阻粗糙度的方法。

光刻术(Photolithography)可说是整个半导体工艺中，最重要的步骤之一。凡是与MOS组件结构相关的，如各层薄膜的图案(Pattern)及掺杂(Doping)的区域，都由光刻术步骤来决定。而且在要求电路集成化越来越高的情况下，整个电路组件大小的设计也被迫不停往尺寸缩小的方向前进，是否能继续的往更小的线宽进行，也决定于光刻术工艺技术的发展。

一般光刻术工艺，包括光阻涂布(Coating)、软烤(Soft Bake)或称曝光前烘烤(Pre-Exposure Bake)、曝光(Exposure)、曝光后烘烤(PostExposure Bake)、显影(Developer)以及硬烤(Hard Bake)等步骤。其中，在进行显影工艺步骤时，利用显影液移除不需要的光阻层，而使光阻层所转移的图案显现出来，如图1所示，在基底100上形成光阻图案102。但是此光阻图案102的边缘(Line Edge)表面104会非常粗糙(Roughness)，因而影响转移图案的精确性，进而影响关键尺寸(CriticalDimension，CD)的均匀性以及工艺和产量裕度(Process Window)。因此必须减少其粗糙度，以确保后续工艺步骤的精确度。

公知的减少光阻图案边缘粗糙度(Line edge Roughness，LER)的方法，是提高软烤工艺及曝光后烘烤工艺的温度，以减少光阻中溶剂含量，达到改善光阻图案边缘粗糙度的效果。但是，以此种方法改善光阻图案边缘粗糙度的效果，会受限于光阻本身结构。因为软烤工艺及曝光后烘烤工艺的温度，通常需控制在90℃至110℃左右，如果温度提高太高反而会造成光阻表面产生粗糙或皱纹。所以，无法有效改善光阻图案边缘的粗糙度。

因此，本发明的目的是提供一种减少光阻粗糙度的方法，以减少图案边缘的粗糙度，增进关键尺寸的均匀性并改善工艺和产量裕度。

为达到上述目的，本发明提供一种通过沉积物与光阻产生交联反应，以减少光阻粗糙度的方法，此方法包括对具有光阻图案的一个基底进行加工，在光阻图案表面覆盖一材料层，上述材料层会与光阻图案表面的光酸产生交联反应而形成一修补层，填补光阻图案的凹凸不平区域。

上述加工工艺包括一个曝光工艺步骤与一个曝光后烘烤工艺步骤，使光阻图案表面活性化。

本发明为在经显影后的光阻图案上沉积可与光阻图案表面的光酸产生交联反应的材质，且光阻表面越粗糙的地方，接触可与光阻产生交联反应的材质的面积越大，反应的生成物越多，填补后可减少光阻图案边缘粗糙度。而且，显影后光阻图案本身的光酸浓度越高，可加速进行反应以及增加生成物反应量。此外，通过材料层与光阻层形成的修补层，可使得图案边缘粗糙度减少，进而可以提高光刻术工艺的精确度。

下面结合附图详细说明本发明的两个较佳实施例。

图1为公知的显影后光阻图案剖面图。

图2A至图2C为本发明第一实施例的流程示意图。

图3A至图3D为本发明第二实施例的流程示意图。

附图标记说明：

100、200、300：基底

102、202、302：光阻图案

104、204、304：表面

206、308：材料层

208、310：修补层

306：光源

第一实施例

请参照图2A，提供一个基底200。在此基底200上形成一光阻图案202，此光阻图案202具有粗糙的边缘表面204。其中形成光阻图案202的方法包括先在基底200上涂布一层光阻层(未图标)，之后经过软烤、曝光、曝光后烘烤以及显影等步骤，即可形成光阻图案202。

接着请参照图2B，在光阻图案202表面204形成一层材料层206，此材料层206的材质为容易与高极性的物质产生交联(Cross Linking)反应的材质，包括六甲基二硅氨烷(Hexamethyldisilazane，HMDS)、双(二甲基氨基)二甲基甲硅烷(Bis(dimethylamino)dimethylailane，BDMAS)、二甲基甲硅烷基二乙胺(Dimethylsilyldiethylamine，DMSEDA)等。形成材料层206的方法可以是化学气相沉积法、涂布法或喷洒法。