[发明专利]使用离子植入修改衬底图案特征的方法及系统

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种组件的制造方法的领域。特别是，本发明涉及用于图案化衬底和用于植入衬底以制造组件的一种方法、系统和结构。

背景技术

制造电子组件经常使用光学微影。光学微影为图案化衬底的制程，藉由线路可根据图案而形成于衬底上。参照图1a至图1e，显示光学微影制程的简图。一般而言，于衬底112上涂布光硬化聚合光刻胶114(图1a)。之后，具有所需的孔隙图案(aperture pattern)的光罩142配置于衬底114和光源(未显示)之间。来自光源的光10通过光罩142的孔隙照射到衬底112，且传输穿过光罩的孔隙(或者图案的影像)的光投影到光刻胶114。光刻胶部分114a曝露于光10且硬化，而其余的光刻胶部分114b保持未硬化(图1b)。因此，光罩的孔隙的影像可以藉由硬化的光刻胶部分114a而形成。

如图1c所示，剥离未硬化的光刻胶部分114b，而对应于光罩的孔隙图案的三维(3D)光刻胶特征(feature)或地貌(relief)114a可以保留在衬底112上。此后，对衬底进行蚀刻，且可形成对应于光罩的孔隙图案的负影像的沟道116(图1d)。除去残留的光刻胶部分114b后，可形成图案化的衬底112(图1e)。假如金属层沉积在沟道上，具有所需的图案的线路可以形成在衬底112上。

参照图2，显示一个用以投影光罩的孔隙图案的影像到衬底上的传统光学微影系统200。光学微影系统200包括光源222、光学积分器232和聚光透镜236。此外，光学微影系统200可以包括具有所需孔隙图案的光罩142和投影透镜252。如图所示，具有所需波长的光线从光源222发射到光学积分器232和聚光透镜234，这些统称为照明器230。在照明器230中，光10可以被扩展、均一化、聚集或其它条件。接着，光10照射到具有所要的孔隙图案的光罩142上，此孔隙图案将被投影到衬底112上。透过光罩142的孔隙传输的光10可以包含光罩的孔隙图案上的信息。然后，藉由投影透镜252补捉光10，投影透镜252投影光10或者投影光罩的孔隙图案的影像到沉积在衬底112上的光刻胶上。在投影的影像中，投影透镜10可以将影像缩小四或五倍。

为了产生具有较小特征尺寸(例如是沟道的宽度)的线路图案，几种修改已经实施于制程中。如于所述技术领域中所周知，投影小的特征的清晰影像的能力，除了其它因素，可能取决于在制程中使用的光的波长。目前，使用波长为365纳米(nm)和248纳米和193纳米的紫外光。特别是，提出以具有波长为193纳米的氟化氩(argon fluoride，ArF)准分子雷射(excimer laser)产生宽度为13.5纳米的线路。

虽然光学微影是一个具有高产能的高效率制程，但此制程也不是没有缺点。其中一个缺点可能包括线宽粗糙度(Line Width Roughness，LWR)或线边缘粗糙度(Line Edge Roughness，LER)。如于所述技术领域中所周知，在从衬底剥离未硬化的光刻胶部分114b后形成的光刻胶特征的宽度上，线宽粗糙度会过度变异。如果变异发生在光刻胶地貌或特征的侧表面上，此变异称为线边缘粗糙度。由于在蚀刻时变异可能转移到沟道且最终转移至线路，归因于线宽粗糙度或线边缘粗糙度的粗糙度或变异可能是不利的。变异随着在光刻胶形貌或沟道的特征尺寸减少而变得更加显着。举例而言，于制造13.5纳米的特征尺寸的基于193纳米的微影制程观察到4纳米或更大的变异。由于图案化的光刻胶特征的几何形状(包含线粗糙度效应，例如是线宽粗糙度和线边缘粗糙度)于底层图案化时会从光刻胶层转移到组件的底层永久层(underlyingpermanent layer)，因此线宽粗糙度和线边缘粗糙度会限制形成尺寸约低于100纳米的组件能够接受的质量的能力。这样的变异可能会导致非均匀线路以及最终组件退化或失效。此外，根据设计标准，组件的性能可能会受到任一短、中、或长范围的粗糙度的影响。