专利名称：减小光阻粗糙的方法
技术领域：
本发明有关一种减小光阻粗糙(line edge roughness)的方法，特别是有关于不需要改变光阻材料也不需要改变显影程序与烘培程序等的改善光阻图案精确度的方法。
背景技术：
在半导体制造程序中，光阻是将光罩图案转移至半导体底材的图案转移程序中不可或缺的一环。由于光阻的图案基本上即是半导体底材上的图案，因此如何确保光阻的图案和光罩的图案一致，便成为图案转移程序正确与否的一大关键。
在实际的半导体制造程序中，由于受限于光阻与显影液的可能材料，以及曝光过程、显影程序与涂底程序等在实际操作时难免的缺失，例如因驻波现像而使得光阻边缘呈波纹状，因此实际形成的已图案化光阻往往存在数量与位置不一的凹槽，进而引发光阻表面不平坦以及光阻的线宽变化(line widthvariation)等通称为光阻粗糙(line edge roughness)的缺失。图1A与图1B显示理想的已图案化光阻形状，而图1C与图1D则定性地显示当发生表面不平坦与线宽变化时一些可能会发生的实际已图案化光阻形状，图中未按照真实尺寸表示以强调已图案化光阻的可能形状变化。在此光阻11是形成在半导体底材10上，光阻11的形状可以为任何形状，而凹槽12的位置与轮廓是随机地分布的。
显然地，线宽变化与表面不平坦等会改变已图案化光阻的形状，增加光阻图案的临界尺寸(critical dimension)并使得随后形成在半导体底材上的图案失真。因此在光阻形成后，一般的半导体制造程序都是先修补已图案化光阻以减少或消除光阻粗糙，然后才将已图案化光阻的图案转移到半导体底材上。
现有技术几乎都是借由调整软烤(soft bake)、硬拷(hard bake)或曝光后烘烤(post exposure bake)的温度与时间来降低光阻粗糙。但一方面由于驻波现像是使用光线进行曝光时无法避免的现像，另一方面由于改善效果受限于可能使用的光阻材料，因此现有技术仍无法有效减少或甚至消除光阻粗糙。
综上所述，由于现有技术并不能有效地处理光阻粗糙所造成的问题，而光阻粗糙的影响又会随着半导体元件的临界尺寸的缩短而更形严重，因此有必要发展新的减小光阻粗糙的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种有效地减小光阻粗糙的方法，以在不改变光阻材料也不需要改变显影程序与烘培程序的前提下改善光阻图案的精确度；同时借以达到良好的光阻线宽控制。
为实现上述目的，根据本发明一方面的减小光阻粗糙的方法，其特点是，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽；和填补所述凹槽，使所述凹槽为一附加材料所填补。
根据本发明另一方面的减小光阻粗糙的方法，其特点是，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽；填补所述凹槽，使所述凹槽为一附加材料所填补；和处理所述附加材料，借以增强所述附加材料与所述光阻间的附着性。
根据本发明又一方面的减小光阻粗糙的方法，其特点是，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽并位于一底材上；填补所述凹槽，使所述凹槽为一附加材料所填补；以及移除部份所述的附加材料，在此被移除所述的部份附加材料是位于所述光阻所述的表面上及位于所述底材上。
本发明的进一步变化如下当可以精确到只有凹槽被附加材料填补时，可以省略移除部份附加材料的步骤；以及当附加材料与光阻的附着性良好时，可以省略处理光阻以增强附着性的步骤。
图1A至图1B为理想光阻形状的定性示意图图1C至图1D为实际光阻形状的定性示意图图2A至图2D为本发明的一较佳实施例的横截面示意图；以及图3A至图3C为本发明的另一较佳实施例中三种可能的基本流程图。
具体实施例方式
由于光阻材料的选择以及软烤、硬拷及曝光后烘烤等的温度与时间的选择，都与整个将光罩图案转移至光阻的程序密切相关，并不能仅考虑防治光阻粗糙的需要。因此本发明是从另一个角度来防治光阻粗糙仍然使用现有技术形成具有凹槽、表面不平坦与线宽变化等光阻粗糙缺失的光阻，但在光罩的图案转移至光阻后，先以附加材料填补光阻中的各凹槽，借以减少甚至消除光阻表面不平坦以及线宽变化，然后再以光阻及附加材料二者作为幕罩，将图案转移至半导体底材。
简而言之，现有技术大多是直接以光阻作为蚀刻程序等所使用的罩幕，因此因光阻粗糙的存在而变形的光阻，而自然地并不能将转移自光罩的图案再正确地转移至半导体底材。相对地，本发明系是以附加材料修补光阻中凹槽，借以减少或消除光阻粗糙，然后再以光阻与附加材料一起作为幕罩来转移图案，此时由于凹槽等已被附加材料填补，因此转移到半导体底材的图案基本上和光罩的图案完全相同，除非光阻粗糙已造成光阻过度变宽或过度弯曲而无法以附加材料弥补，或是转移至光阻的图案已与光罩的图案显然地不同。
本发明的一较佳实施例的减小光阻粗糙的方法，至少包括下列基本步骤如图2A与图2B所示，提供位于底材20上的光阻21，光阻21至少具有一个凹槽22。凹槽22可以位于光阻21的侧壁也可以位于光阻21的顶部。凹槽22是光阻21形成过程中所难免的缺失而非特别要形成的，凹槽22的位置与轮廓都是随机分布的。
如图2C与图2D所示，填补凹槽22，使凹槽22为附加材料23所填补。在此以附加材料23填补凹槽22的方法至少包括旋涂覆盖(spin coating)、净泡(dip)及喷洒(spray)方法之一。此外，为确保附加材料23与光阻21的有效地结合，附加材料23通常使用能够借由物理作用(如毛细现像)或化学作用(如键结)而附着在光阻21上的材料。
附加材料23通常为流体材料，例如溶液、悬浮液或胶，借以确保所有的凹槽22皆为附加材料23填补。并且附加材料23可以为热固性的高分子材料，可以为热素性高的高分子材料，也可以为具有可与光阻21中的数个氢基发生反应的材料。附加材料23的可能种类至少为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、POLYIMIDE、RELACS、含有-NH基的材料以及含有-OH基的材料之一，其中聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(POLYIMIDE)与RELACS都是半导体业界所常用的材料，如RELACS是Clariant公司所制造的AZ电子材料(electronicmaterials)，只是并未应用在本发明所提出的用途中而已。
无论如何，由于易于填补到凹槽22中的附加材料23须要较高的流动性，可能并不一定易于附着在光阻21上，特别是不一定能在随后进行的蚀刻程序等中仍能固定在光阻21上。因此如图3A所示，本发明尚可在附加材料23填好后，再进行一处理程序，借以增强附加材料23与光阻21之间的附着性。
如光阻方块31所示，提供至少具有一凹槽的光阻。
如填补方块32所示，填补凹槽而使凹槽为附加材料所填补。
如增强附着方块33所示，处理附加材料，借以增强附加材料与光阻间的附着性。在此，处理附加材料的可能方法至少包括热处理(thermal treatment)、紫外线固化(violet light curing)、电子束固化(electrons beam curing)、以化学药品使附加材料固化、以及附加材料的数官能基与光阻的数官能基自动发生化学反应而键结在一起的方法之一。
另外，由于将附加材料23填补到凹槽22的过程并不容易精确到恰好只填补各个凹槽22而不会让附加材料23位于光阻21的表面上或底材20上，特别是考虑到填补过程所需要的成本以及对产能(throughput)的影响。因此如图3B所示，本发明尚可在附加材料23填好后，再移除位于光阻21表面上及底材20上的附加材料，借以确保随后进行的蚀刻程序等所看到的由光阻21与附加材料23所形成的幕罩的形状不致于变形(至多是变宽一些)。
如光阻方块31所示，提供至少具有一凹槽的光阻。
如填补方块32所示，填补凹槽而使凹槽为附加材料所填补。
如部份移除方块34所示，移除部份的附加材料，被移除的部份附加材料位于光阻的表面上以及位于底材上。一般而言，移除部份附加材料的方法至少包括热处理及旋转方法之一。
当然，增强附着方块33与部份移除方块34二者可以视需要而皆被使用，形成如图3C所示的流程图。
如光阻方块31所示，提供至少具有一凹槽的光阻。
如填补方块32所示，首先填补凹槽而使凹槽为附加材料所填补。
如部份移除方块34所示，然后移除部份的附加材料，被移除的部份附加材料是位于光阻的表面上以及位于底材上。
如填补方块32所示，接着填补凹槽而使凹槽为附加材料所填补。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或替换，均应包含在权利要求书所限定的申请专利范围中。
权利要求
1.一种减小光阻粗糙的方法，其特征在于，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽；和填补所述凹槽，使所述凹槽为一附加材料所填补。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所述的凹槽至少位于所述光阻的侧壁及所述光阻的顶部之一上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的以所述附加材料填补所述凹槽的方法至少包含旋涂覆盖、净泡及喷洒之一。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的附加材料至少包含流体材料、溶液、悬浮液、热固性高所述的高分子材料、热素性高所述的高分子材料、可与所述光阻中所述的多数个氢基发生反应所述的材料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(POLYIMIDE)、RELACS、含有-NH基所述的材料以及含有-OH基所述的材料之一。
5.一种减小光阻粗糙的方法，其特征在于，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽；填补所述凹槽，使所述凹槽为一附加材料所填补；和处理所述附加材料，借以增强所述附加材料与所述光阻间的附着性。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的凹槽至少位于所述光阻的侧壁及所述光阻的顶部之一上。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的处理所述附加材料的方法至少包括热处理、紫外线固化、电子束固化、以至少一化学药品使所述附加材料固化、以及所述附加材料所述的多数个官能基与所述光阻所述的多数个官能基自然发生化学反应而键结在一起的方法之一。
8.一种减小光阻粗糙的方法，其特征在于，至少包括提供一光阻，所述光阻至少具有一凹槽并位于一底材上；填补所述凹槽，使所述凹槽为一附加材料所填补；以及移除部份所述的附加材料，在此被移除所述的部份附加材料是位于所述光阻所述的表面上及位于所述底材上。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的以所述附加材料填补所述凹槽的方法至少包括旋涂覆盖、净泡及喷洒之一。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的移除部份所述附加材料的方法至少包括热处理及旋转之一。
全文摘要
一种减小光阻粗糙的方法，至少包括提供具有凹槽并位于底材上的光阻；填补凹槽直至凹槽为附加材料所填补；移除位于光阻表面上及底材上的附加材料；处理附加材料借以增强附加材料与光阻间的附着性。并且，当附加材料的填补可以精确到只有凹槽被填补时，可以省略移除部份附加材料的步骤；当附加材料与光阻的附着性良好时，可以省略处理光阻以增强附着性的步骤。
文档编号H01L21/02GK1405843SQ01140818
公开日2003年3月26日 申请日期2001年9月19日 优先权日2001年9月19日
发明者吕燕婷 申请人:旺宏电子股份有限公司