CN1210761C - 形成混合性抗反射层的方法 - Google Patents
形成混合性抗反射层的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1210761C CN1210761C CN 02108243 CN02108243A CN1210761C CN 1210761 C CN1210761 C CN 1210761C CN 02108243 CN02108243 CN 02108243 CN 02108243 A CN02108243 A CN 02108243A CN 1210761 C CN1210761 C CN 1210761C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reflective layer
- mixed anti
- layer
- extinction coefficient
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
一种形成混合性抗反射层的方法，首先，提供一半导体基底，其形成有金属图案与金属间介电层，在半导体基底上方形成一混合性抗反射层，混合性抗反射层包含顶部与底部，顶部在深紫外光波长的消光系数介于0.25-0.7之间，底部在所述波长的消光系数大于1。具有使混合性抗反射层的光学性质稳定化、提升半导体元件的可靠度、降低重新制作的费用及改善杂质粒子的功效。
Description
技术领域
本发明是有关于半导体元件的制程技术，特别是有关于一种利用同步方式在半导体基底上方形成混合性抗反射层(hybrid anti-reflective layer)的方法。
背景技术
众所周知，在半导体元件的制造过程，来自光刻系统(曝光机台)的光源会穿透具有若干图案的掩模，接下来将此图案转移至下层的感光性光光致抗蚀剂层(photoresist layer)。
然而，当光致抗蚀剂层下方的半导体基底表面具有高反射率，例如，光致抗蚀剂层下方是金属层或是复晶硅层，光源会反射，而严重地影响图案的解析度(pattern resolution)，其影响的因素包括多数个机制。
为了消除所述光源反射现象，介于半导体基底(形成有金属图案以及介电层)与光致抗蚀剂层之间的抗反射层(anti-reflection layer；ARL)，通常又称为“底层抗反射层涂布物”(bottom anti-reflection coating；bottomARC)已被广泛地利用于积体电路(integrated circuits；ICs)制程。所述抗反射层包括各种有机或是无机材料，其中有机材料，例如为利用涂旋法(spincoating)形成的聚亚酰胺(poyimide)或是聚砜类(polysulfone)。而应用于抗反射层的无机材料，包括氮化硅(silicon nitride)、氮氧硅化合物(siliconoxynitride)、多晶硅(amorphous silicon)、氮化钛(titanium nitride)、或是碳化氮(nitride carbide)等
然而，所述传统的抗反射层通常仅包括单一层，并且其光学性质(opticalproperties)不易控制，例如抗反射层的消光系数(extinction coefficient；k)、折射系数(refractive Index；n)或称折射率与厚度(thickness；t)非常容易变动。尤其是当利用化学机械研磨法(chemical mechanicalpolishing；CMP)进行底层的金属间介电层或是层间介电层的平坦化时，特别容易使传统的抗反射层的光学性质产生变动，此将导致半导体元件的可靠度不佳(poor reliability)，及增加重新制作(rework)的费用。
再者，所述例如氮氧硅化合物构成的抗反射层在后续溅镀金属阻障层(metal barrier layer)之后，容易引起杂质粒子的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种形成混合性抗反射层的方法，通过在半导体基底上方形成一混合性抗反射层，达到使混合性抗反射层的光学性质稳定化的目的。
本发明的另一目的在于是提供一种形成混合性抗反射层的方法，通过在混合性抗反射层的上方形成一保护层的步骤，及利用溅镀法形成金属障壁层于所述保护层表面的步骤，达到提升半导体元件的可靠度，并且降低重新制作的费用的目的。
本发明的再一目的是提供一种形成混合性抗反射层的方法，达到改善所述杂质粒子的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种形成混合性抗反射层的方法，其特征是：它至少包括下列步骤：
(1)提供一半导体基底，其上形成有金属图案与金属间介电层；
(2)在所述半导体基底上方形成一混合性抗反射层，所述混合性抗反射层包含顶部与底部，其中所述顶部在深紫外光波长的消光系数介于0.25-0.7之间，所述底部在所述波长的消光系数大于1。
所述混合性抗反射层为氮氧硅化合物层，所述氮氧硅化合物层是在同一化学气相沉积反应室，利用硅甲烷及一氧化二氮为反应气体，并以二阶段沉积步骤反应而成。
还包括在所述混合性抗反射层的上方形成一保护层的步骤，所述保护层的消光系数为0，并且所述保护层的折射率小于所述混合性抗反射层的折射率。所述保护层选自二氧化硅、氮化硅或碳化硅的其中至少一种。
在形成所述保护层的步骤之后，还包括利用溅镀法形成一金属障壁层于所述保护层表面的步骤。所述混合性抗反射层的厚度为曝光光源的波长/4x所述混合性抗反射层的折射率。所述混合性抗反射层社会由氮氧硅化合物或是有机材料构成。所述混合性抗反射层的底部的消光系数介于1-1.7之间。所述深紫外光的波长是198nm或是248nm。
另一种形成混合性抗反射层的方法，其特征是：它至少包括下列步骤：
(1)提供一半导体基底，其上形成有金属图案与金属间介电层；
(2)在所述半导体基底上方形成第一抗反射层，所述抗反射层在深紫外光波长的消光系数介于0.25-0.7之间，并且厚度为曝光光源的波长/4X第一抗反射层的折射率；
(3)在所述第一抗反射层的表面形成第二抗反射层，所述第二抗反射层在所述波长的消光系数大于1，并且厚度为曝光光源的波长/4x第二抗反射层的折射准；
(4)在所述第二抗反射层的表面形成保护层，所述保护层的消光系数为0，并且其折射率小于所述第一抗反射层的折射率。
所述第一抗反射层是由化学气相沉积法所形成的氮氧硅化合物或氮化硅构成，或是由有机材料构成。所述第二抗反射层是由化学气相沉积法所形成的氮氧硅化合物或氮化硅构成，或是由有机材料构成。所述保护层是选自二氧化硅、氮化硅或碳化硅的其中至少一种。所述第二抗反射层的消光系数介于1-1.7之间。所述深紫外光的波长是198nm或是248nm。
在形成所述保护层的步骤之后，更包括利用溅镀法形成金属障壁层于所述保护层表面的步骤。
下面结合较佳实施例和附图详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例1所形成的混合性抗反射层的剖面示意图。
图2是本发明实施例2所形成的混合性抗反射层的剖面示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明的形成混合性抗反射层的方法包括如下步骤：
提供一由单晶硅构成的半导体基底100，此半导体基底100已形成有若干需要的金属图案、金属间介电层(inter-metal dielectrics；IMIDs)、层间介电层(inter-laver dielectrics：ILDs)，为了简化起见，并未图示金属图案与所述介电层。所述金属间介电层或层间介电层可以是透光性材料，例如硼磷硅玻璃(BPSG)等。
接下来，利用例如Novellus公司制造的NLVS Concept-2机台，以两阶段化学气相沉积步骤，在所述半导体基底100的表面形成氮氧硅化合物构成的混合性抗反射层120。详言之，首先在第一阶段导入硅甲烷与一氧化二氮气体等反应气体于所述机台的反应室之中，形成混合性抗反射层的底部120a，并且调整其光学特性。例如使所述混合性抗反射层的底部120a的折射率(n)介于1.8-2.2之间，消光系数(K)大于1，最好是在1-1.7之间，厚度大约为250-550埃之间。
接下来，在第二阶段同样导入硅甲烷与一氧化二氮气体等反应气体于所述机台的同一反应室之中，改变反应条件，以形成混合性抗反射层的顶部120b，并且调整其光学特性。例如使所述混合性抗反射层的顶部120b的折射率(n)介于1.8-2.2之间，消光系数(k)介于0.25-0.7之间，厚度亦为250-550埃之间。另一方面，亦可以利用氮化硅材料取代所述氮氧硅化合物，来当作混合性抗反射层120。
接下来，为了避免产生传统技术所提及的杂质颗粒问题，利用化学气相沉积法，在所述混合性抗反射层120表面形成二氧化硅构成的保护层140。所述保护层140的消光系数，例如接近0，而折射率(n)则是介于1.8-2.2之间。当然，亦可利用氮化硅、碳化硅等材料取代二氧化硅来当作保护层140。
然后，利用传统的光刻技术，此时采用例如198nm或是248nm的深紫外线，在所述混合性抗反射层120的表面形成所需的光致抗蚀剂图案(图未显示)。
实施例2
如图2所示，本发明的形成混合性抗反射层的另一种方法包括如下步骤：提供一由单晶硅构成的半导体基底200，此半导体基底200已形成有若干需要的金属图案、金属间介电层(inter-metal dielectrlcs：IMDs)、层间介电层(Inter-layer dielectrics：ILDs)，为了简化起见，并未图示金属图案与所述介电层。所述金属间介电层或层间介电层可以是透光性材料，例如硼磷硅玻璃(BPSG)等。
接下来，在所述半导体基底200的表面形成氮氧硅化合物构成的双层(duallayer)混合性抗反射层220，其包括下层抗反射层220a与上层抗反射层220b。先形成的下层抗反射层220a具有想要的光学性质，例如，折射率(n)大约为1.8-2.2，消光系数(k)大于1(最好是1-2之间)，而厚度大约为250-550埃之间；形成于下层抗反射层220a表面的上层抗反射层220 b的折射率(n)则是介于1.8-2.2之间，消光系数(k)是介于0.25-0.7之间，而厚度与下层抗反射层220a相当，大约为曝光光源的波长/4x抗反射层的折射率(n)，具体而言，大约为250-550埃之间。其中，消光系数(k)愈大，表示吸光能力愈强，光愈不容易反射。
接下来，为了避免产生传统技术提及的杂质颗粒问题，利用化学气相沉积法在所述混合性抗反射层220表面形成二氧化硅构成的保护层240。所述保护层240的消光系数，例如接近0，而折射率(n)则是介于1.8-2.2之间。当然，亦可利用氮化硅、碳化硅等材料取代二氧化硅来当作保护层240。
然后，利用传统的光刻技术，此时采用例如198nm或是248nm的深紫外线，在所述混合性抗反射层220的表面形成所需的光致抗蚀剂图案(图未显示)。
根据本发明，能够使混合性抗反射层的光学性质稳定化。能够提升半导体元件的可靠度，并且降低重新制作的费用。再者，能够改善所述杂质粒子的问题。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，所作更动与润饰，都属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1、一种形成混合性抗反射层的方法，其特征是：它至少包括下列步骤：
(1)提供一半导体基底，其上形成有金属图案与金属间介电层；
(2)在所述半导体基底上方形成一混合性抗反射层，所述混合性抗反射层包含顶部与底部，其中所述顶部在深紫外光波长的消光系数介于0.25-0.7之间，所述底部在所述波长的消光系数大于1；
(3)在所述混合性抗反射层的上方形成一保护层，所述保护层的消光系数为0，并且所述保护层的折射率小于所述混合性抗反射层的折射率，其中所述保护层选自二氧化硅、氮化硅或碳化硅的其中至少一种。
2、根据权利要求1所述的形成混合性抗反射层的方法，其特征是：所述混合性抗反射层为氮氧硅化合物层，所述氮氧硅化合物层是在同一化学气相沉积反应室，利用硅甲烷及一氧化二氮为反应气体，并以二阶段沉积步骤反应而成。
3、根据权利要求1所述的形成混合性抗反射层的方法，其特征是：在形成所述保护层的步骤之后，还包括利用溅镀法形成一金属障壁层于所述保护层表面的步骤。
4、根据权利要求1所述的形成混合性抗反射层的方法，其特征是：所述混合性抗反射层的厚度为曝光光源的波长/4x所述混合性抗反射层的折射率。
5、根据权利要求1所述的形成混合性抗反射层的方法，其特征是：所述混合性抗反射层是由氮氧硅化合物或是有机材料构成。
6、根据权利要求1所述的形成混合性抗反射层的方法，其特征是：所述混合性抗反射层的底部的消光系数介于1-1.7之间。
7、根据权利要求1所述的形成混合性抗反射层的方法，其特征是：所述深紫外光的波长是198nm或是248nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 02108243 CN1210761C (zh) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 形成混合性抗反射层的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 02108243 CN1210761C (zh) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 形成混合性抗反射层的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1448983A CN1448983A (zh) | 2003-10-15 |
| CN1210761C true CN1210761C (zh) | 2005-07-13 |
Family
ID=28680235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 02108243 Expired - Fee Related CN1210761C (zh) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 形成混合性抗反射层的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1210761C (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3953982B2 (ja) * | 2002-06-28 | 2007-08-08 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法及びパターンの形成方法 |
| US8198528B2 (en) | 2007-12-14 | 2012-06-12 | Sunpower Corporation | Anti-reflective coating with high optical absorption layer for backside contact solar cells |
| CN103137435B (zh) * | 2011-11-25 | 2016-08-03 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 介电抗反射涂层的形成方法及光刻方法 |
| CN107407846B (zh) * | 2015-05-08 | 2021-10-29 | 株式会社Lg化学 | 薄膜晶体管基底和包括其的显示装置 |
-
2002
- 2002-03-28 CN CN 02108243 patent/CN1210761C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1448983A (zh) | 2003-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5710067A (en) | Silicon oxime film | |
| KR100366910B1 (ko) | 반도체장치의제조방법 | |
| KR100696034B1 (ko) | 유전상수가 낮은 반사 방지막으로 사용되는 규소 탄화물및 그 증착방법 | |
| CN1770396A (zh) | 具有高含量硅的介电抗反射涂布层 | |
| CN1649107A (zh) | 降低半导体器件中有效介电常数的器件和方法 | |
| CN101030552A (zh) | 集成电路的制造方法、金属－绝缘层－金属电容形成方法 | |
| CN1822329A (zh) | 半导体装置及其制造方法 | |
| CN1627477A (zh) | 具有金属－绝缘体－金属电容器的半导体器件及制造方法 | |
| KR100333724B1 (ko) | 티타늄알루미늄나이트라이드반사방지막을이용한반도체소자의금속배선형성방법 | |
| CN1210761C (zh) | 形成混合性抗反射层的方法 | |
| US6933191B2 (en) | Two-mask process for metal-insulator-metal capacitors and single mask process for thin film resistors | |
| US6153541A (en) | Method for fabricating an oxynitride layer having anti-reflective properties and low leakage current | |
| CN2739791Y (zh) | 半导体装置 | |
| CN101051622A (zh) | 形成无蚀刻停止层的双镶嵌结构的方法 | |
| US20070190806A1 (en) | UV blocking and crack protecting passivation layer fabricating method | |
| CN1841673A (zh) | 在半导体元件中蚀刻介电材料的方法 | |
| KR20000076943A (ko) | Ｃｄ 제어를 개선시키는 ａｒｃ | |
| CN1447413A (zh) | 使用双波纹技术制造半导体器件的方法 | |
| KR100242464B1 (ko) | 반도체 소자의 반사 방지막 형성방법 | |
| CN1448995A (zh) | 在具有金属图案的半导体基底形成堆叠式介电层的方法 | |
| CN1481020A (zh) | 具抗反射涂层的内连线制造方法及其结构 | |
| US7199041B2 (en) | Methods for fabricating an interlayer dielectric layer of a semiconductor device | |
| Wang et al. | Multilayer hexamethyldisiloxane film as bottom antireflective coating for ArF lithography | |
| CN1437226A (zh) | 含碳介电层的制造方法 | |
| CN1243378C (zh) | 金属内连线的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050713 Termination date: 20140328 |