CN1323326C - 水溶性负型光阻及其形成光阻图案的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水溶性负型光阻及其形成光阻图案的方法，该水溶性负型光阻至少包括聚合物、光活性化合物、抑制剂、交联剂、以及溶剂。由于此水溶性负型光阻不会与之前形成的光阻层互相混合，在曝光之后即可用去离子水来显影出预定的光阻图案。本发明提供的该形成光阻图案的方法，应用此水溶性负型光阻于构装与解除(Packing And Unpacking；PAU)的光罩组合的方式，可增加聚焦深度(Depth Of Focus；DOF)，降低光罩误差系数(Mask ErrorFactor；MEF)，并缩小洞与洞的分离率(Hole-to-separation Ratio)，进而达到提高聚焦深度及降低光罩误差系数的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种水溶性负型光阻及其用以形成光阻图案的方法，特别是涉及水溶性负型光阻的组成，及应用此水溶性负型光阻于构装与解除(PackingAnd Unpacking；PAU)的光罩组合的方式，以及形成光阻图案的方法。
背景技术
目前的微影制程非常复杂，大部分流程达到数十个以上的光罩步骤。要成功完成这些制程，除了需留意线宽、叠对、良率和组件特性，其中当线宽与线距愈趋细微，在朝向制作集积度更高、图案更细密的集成电路时，微影制程中光学的衍射效应(Diffraction Effect)例如近接效应(ProximityEffect)，会造成主体对比性及分辨率不良，而产生不完全或错误的电路图案。为了要提高光学曝光系统的分辨率，通常需使用波长较短的光源。然而，光源波长的缩减会导致聚焦深度缩小，对于0.5微米以下的线宽而言，其聚焦深度几乎等于表面起伏的差异，不易成功聚焦。
在微影制程中，光阻的材料性质与性能亦为实现降低缺陷与获得最大良率的关键。关于微影过程中不可或缺的光阻，主要由树脂、感光剂、溶剂与其它添加物所混合而成，其中光阻遇光之后会产生链接使光阻结构加强而不溶于显影剂时，称为负光阻；反之，则为正光阻。光阻的优劣除了光阻的感光能力之外，应该还具备良好的附着性、抗蚀刻性及分辨率。因此光阻的好坏与制程的良率和精确度有极为密切的关系。
此外，评估微影制程中转移图案质量的优良，主要是依据分辨率(Resolution)以及聚焦深度(Depth Of Focus；DOF)两项指标，其中分辨率越高、聚焦深度越深代表图案的转移质量越佳。随着组件积集度的日益提升，线宽尺寸随之微小化，对微影制程的分辨率的要求也越来越高。为了增加微影制程的分辨率，通常会选用波长较短的光源来作为曝光光源，然而若曝光光源的波长无法随分辨率的要求等比率地变小将会导致聚焦深度的降低。此外，在100纳米技术节点中，半导体结构中会被拿来测试微影技术的能力将是接触洞(Contact Hole)，而非闸极。接触洞尺寸并不适用于各种传统分辨率加强技术策略，因此接触洞成为采用纳米微影技术的决定性因素。
当组件线宽尺寸缩减至0.4光波长(λ)/数值孔径(Numerical Aperture；NA)时，聚焦深度(Depth Of Focus；DOF)则随之缩减至0.2光波长/数值半孔径(Numerical Half Aperture；NHA)平方的等级，其中数值孔径代表光学曝光系统的数值孔径的数值，而光波长代表光学曝光系统所使用的光源的波长。然而，例如在光波长为193纳米，且数值孔径为0.65NA下，其微影设计准则为0.10微米，为了描绘出0.10微米的接触洞图案，线宽尺寸需缩减至0.34λ/NA，而聚焦深度则缩减至约0.32微米，聚焦深度相当小。较浅的聚焦深度会导致显影剂无法显影至光阻底部，而造成接触金属导线无法完全接触到组件，甚至造成接触金属导线无法与组件接触而形成断路。因此，造成组件的电性稳定度降低，导致制程可靠度下降。
另一方面，光罩误差系数(Mask Error Factor；MEF)的数值越大，即代表对显像质量的控制越差，而导致微影制程的可靠度降低，其中光罩误差系数定义为显像尺寸的增加变动量对光罩上的目标尺寸的增加变动量的比值。然而，一般的光罩误差系数值仍过大，显像图案的准确度无法符合目前的制程要求。
如前述在集成电路朝高密度、小体积持续发展的同时，具浅聚焦深度以及高光罩误差系数的微影技术，已无法符合目前半导体制程所需。虽然，构装孔洞紧密度较高的接触洞布局，为了兼顾高分辨率与较深的聚焦深度，虽可利用交替式相移光罩来进行微小尺寸特征的图案印刷，并降低其光罩误差系数值，然而对于低构装密度的接触洞布局，交替式相移光罩仍无法有效改善微影制程的聚焦深度及光罩误差系数。
因此，有必要提供更佳的光阻及其用以形成光阻图案的方法，以达到提高聚焦深度及降低光罩误差系数的目的。
发明内容
鉴于上述的发明背景中，现有的制造半导体结构的接触洞时，在微影制程的曝光步骤中，所使用的光罩仍有聚焦深度不足的现象，而无法显像至光阻层底部，进而造成接触金属导线与组件之间接触不完全，甚至导致接触金属导线与组件之间形成断路，严重影响半导体组件的电性稳定度。另外，光罩误差系数值仍偏高，而使得图案的显像质量较差。
因此，本发明的主要目的之一为提供一种水溶性负型光阻，可应用于构装与解除的光罩组合的方式进行图案的曝光，先利用构装光罩定义出第一光阻层的光阻图案，然后利用此水溶性负型光阻形成第二光阻层覆盖于第一光阻层上，再利用解除光罩来定义出第二光阻层的光阻图案，其中此水溶性负型光阻的组成至少包括聚合物、光活性化合物、抑制剂、交链剂、以及溶剂。由于此水溶性负型光阻不会与第一光阻层互相混合，在曝光即可以去离子水来显影出预定的光阻图案。
本发明的另一目的为提供一种形成光阻图案的方法，其利用水溶性负型光阻，应用于构装与解除的光罩组合的方式进行光阻图案的曝光，其中在已形成有所需图案布局(Layout)的构装光罩上，设置额外的所需图案来作为填充洞(Padding Hole)，以增加构装光罩的开口密度，再利用解除光罩与水溶性负型光阻，填盖住组件上所开启的填充洞。因此，在微影曝光时，可提升光阻上的预定图案的聚焦深度。
本发明的又一目的为提供一种形成光阻图案的方法，其利用水溶性负型光阻，应用于交替式相移光罩(Alternating Phase-Shifting Mask；Alt PSM)及其相对应的解除光罩(Unpacking Mask)，并通过构装的交替式相移光罩与解除光罩，以构装及解除的方式来制造预定的光阻图案。因此，在微影曝光时，可增加聚焦深度，并降低光罩误差系数，以及缩小洞与洞的分离率(Hole-To-Separation Ratio)的目的。
根据以上所述的目的，本发明提供了一种水溶性负型光阻，至少包括：聚合物，其中此聚合物为水溶性聚合物，且聚合物占水溶性负型光阻的重量百分比介于约4％至约8％；光活性化合物(Photo-Active Compound)，其中此光活性化合物为水溶性光酸产生剂(Photo Acid Generator；PAG)，且光活性化合物占该水溶性负型光阻的重量百分比介于约0.01％至约0.1％；抑制剂(Quencher)，其中抑制剂为水溶性胺类(Amine)，且抑制剂占水溶性负型光阻之浓度介于约百万分之1(Parts Per Million；ppm)至约30ppm；交链剂(Crosslinking Agent)，其中交链剂为水溶性交链剂，且交链剂占水溶性负型光阻之重量百分比介于约0.5％至约2％；以及溶剂，其中溶剂至少包括去离子水(De-Ionized Water；DIW)。
根据本发明的水溶性负型光阻，溶剂还可以由去离子水与异丙醇(Isopropyl Alcohol；IPA)所组成，其中异丙醇占水溶性负型光阻的重量百分比介于约4％至约7％之间。
根据以上所述的目的，本发明还提供了一种形成光阻图案的方法，其中此方法是应用光罩组合，且此光罩组合至少包括构装光罩以及解除光罩，而此方法至少包括：首先，提供基材，其中基材上已形成有第一光阻层；接着，提供构装光罩，其中构装光罩至少包括多个接触洞图案以及多个填充洞图案，且每一接触洞图案各自或成组地被填充洞图案所包围，而填充洞图案与相邻的接触洞图案之间具有预设距离；然后，以构装光罩定义第一光阻层，藉以将构装光罩上的接触洞图案以及填充洞图案转移至第一光阻层上，而在第一光阻层中形成多个接触洞以及多个填充洞；之后，形成第二光阻层覆盖在第一光阻层、基材、接触洞、以及填充洞上，并填满接触洞以及填充洞，其中第二光阻层为水溶性负型光阻，且至少包括聚合物、光活性化合物、抑制剂、交链剂、以及溶剂；随后，提供解除光罩，其中解除光罩至少包括多个解除图案；以及利用解除光罩定义第二光阻层。
根据以上所述的目的，本发明又提供了一种形成光阻图案的方法，其中此方法是应用交替式相移光罩以及交替式相移光罩之解除光罩，而此方法至少包括：首先，提供基材，其中基材上已形成有第一光阻层；接着，提供交替式相移光罩，且交替式相移光罩至少包括背景、多个接触洞图案、以及多个填充洞图案，其中每一接触洞图案被填充洞图案所包围，且接触洞图案与相邻的填充洞图案具有相位差，而填充洞图案与相邻的接触洞图案之间具有预设距离；然后，以交替式相移光罩定义第一光阻层，藉以将交替式相移光罩上之接触洞图案以及填充洞图案转移至第一光阻层上，而在第一光阻层中形成多个接触洞以及多个填充洞；之后，形成第二光阻层覆盖在第一光阻层、基材、接触洞、以及填充洞上，并填满接触洞以及填充洞，其中第二光阻层为水溶性负型光阻，且至少包括聚合物、光活性化合物、抑制剂、交链剂、以及溶剂；随后，提供解除光罩，其中解除光罩至少包括背景以及多个解除图案；以及利用解除光罩定义第二光阻层。
根据本发明的形成光阻图案的方法，其中接触洞图案排列的规则与否视实际需求而定，并不限于本发明说明书的所述。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1a至图1c所示为依据本发明的一较佳实施例的形成光阻图案的方法的制程剖面图；
图2a所示为本发明的一较佳实施例的构装光罩的上视图；
图2b至图2f所示为本发明的一较佳实施例的构装光罩的布局成型流程图；
图3a所示为本发明的另一较佳实施例的交替式相移光罩的上视图；以及
图3b至图3e所示为本发明的另一较佳实施例的交替式相移光罩的布局成型流程图。
具体实施方式
本发明揭露一种水溶性负型光阻及其用以形成光阻图案的方法，此方法运用两道光罩与水溶性负型光阻，以构装与解除(Packing And Unpacking；PAU)的方法，例如制造半导体组件的接触洞，并通过提高构装光罩的开口率来增加聚焦深度。为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图1a至图3e的标号，其中图1a至图1c所示为依据本发明的一较佳实施例的形成光阻图案的方法的制程剖面图。
请参照图1a，其所示为依据本发明的一较佳实施例的形成光阻图案的方法的制程剖面图。首先，提供基材100，其中基材100上已利用例如旋转涂盖(Spin Coating)的方式形成第一光阻层102覆盖在基材100上，其中第一光阻层102为正型光阻，且第一光阻层102的材料选自于由I-线(I-Line)光阻、氟化氪(KrF)光阻、氟化氩(ArF)光阻、氟(F2)光阻、极紫外光(ExtremeUltrayiolet；EUV)光阻与电子束(Electron-Beam；EB)光阻所组成的族群。接着，利用第一光罩进行微影制程，经过曝光步骤以及显影步骤后，在第一光阻层102中形成多个接触洞106以及多个填充洞108，并暴露出部分的基材100，形成如图1a所示的结构。然后，形成第二光阻层104覆盖在第一光阻层102、基材100、接触洞106、以及填充洞108上，并填满接触洞106以及填充洞108，而如图1b所示的结构，其中第二光阻层104为水溶性负型光阻，且至少包括聚合物、光活性化合物、抑制剂、交链剂、以及溶剂。之后，利用第二光罩定义第二光阻层104，藉以开启第一光阻层102中的接触洞106，并选择性地保留填满填充洞108的第二光阻层104，以形成如图1c所示的结构。由于在微影制程中，通过填充洞图案投射至第一光阻层102的光线，能增强通过填充洞图案相邻的接触洞图案投射至第一光阻层102的光能量强度，因此可增加第一光阻层102中接触洞106区域的聚焦深度。
根据本发明的水溶性负型光阻，其组成至少包括聚合物、光活性化合物、抑制剂、交链剂、以及溶剂，因此不会与第一光阻层互相混合。更详而言之，此聚合物为水溶性聚合物，其中此聚合物占水溶性负型光阻的重量百分比介于约4％至约8％之间，其较佳的具体例子如聚乙烯醇缩乙醛(Polyvinylacetal)、聚乙烯基吡咯烷酮(Polyvinyl Pyrrolidone；PVP)、聚烯丙酸(Polyallylic Acid)、聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol；PVA)、聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine)、聚环氧乙烷(Polyethylene Oxide；PEO)、以及聚乙烯基胺(Polyvinylamine)等，更佳者为聚乙烯醇缩乙醛，而聚乙烯醇缩乙醛的结构式(I)如下所示：
结构式(I)
光活性化合物为水溶性光酸产生剂(Photo Acid Generator；PAG)，且此光活性化合物占水溶性负型光阻的重量百分比介于约0.01％至约0.1％之间，其较佳的具体例子如嗡盐衍生物(Onium Salt Derivative)与三氮苯衍生物(Triazine Derivative)等，其中嗡盐衍生物之结构式如下所示：R1R2R3S+X-，且官能基X-为选自于由CF3SO3 -、CF3CF2SO3、SbF6、PF6、以及AsF6所组成之一族群，官能基R1、R2、以及R3分别为选自于由烷基(Alkyl)、烷醇基(Alkanol)、苯基(Phenyl)、取代羟基苯基(Hydroxy-substituted Phenyl)、取代烷醇基苯基(Alkanol-substituted Phenyl)、以及取代烷基苯基(Alkyl-substituted Phenyl)所组成的一族群。更佳者为嗡盐衍生物PAG2087与PAG-C，而PAG2087的结构式(II)与PAG-C的结构式(III)分别如下所示：
结构式(II)
结构式(III)
抑制剂为水溶性胺类(Amine)，且此抑制剂占水溶性负型光阻的浓度介于约百万分之1(Parts Per Million；ppm)至约30ppm之间，其较佳的具体例子如乙胺(Ethylamine)、二甲胺(Dimethylamine)、二乙胺(Diethylamine)、三甲胺(Trimethylamine)、三乙胺(Triethylamine)、正丙胺(n-Propylamine)、异丙胺(Isopropylamine)、第二丁胺(s-Butylamine)、第三丁胺(t-Butylamine)、环己胺(Cyclohexylamine)、乙二胺(Ethylenediamine)、六亚甲二胺(Hexamethylenediamine)、乙醇胺(Monoethanolamine；MEA)、二乙醇胺(Diethanolamine；DEA)、三乙醇胺(Triethanolamine；TEA)、正丁基二乙醇胺(n-Butyldiethanolamine)、四甲基氢氧化铵(Tetra-Methyl Ammonium Hydroxide；TMAH)、四丁基氢氧化铵(Tetra-Butyl Ammonium Hydroxide；TBAH)与胆碱(Choline)等，更佳者为四丁基氢氧化铵。
交链剂为水溶性交链剂，且此交链剂占水溶性负型光阻的重量百分比介于约O.5％至约2％之间，其较佳的具体例子如尿素衍生物(Urea Derivative)与三聚氰胺衍生物(Melamine Derivative)，例如为环氧乙基尿素(Ethyleneurea)，其中环氧乙基尿素的结构式(IV)如下所示：
上述的官能基R1、R2、R3、以及R4选自于由氢与烷基(Alkyl Group)所组成的一族群，其中更佳者为甲氧基羟甲基尿素(Methoxy-Methylol-Urea)。
溶剂至少包括去离子水(De-Ionized Water；DIW)，其中去离子水占水溶性负型光阻的重量百分比介于约85％至约90％之间。根据本发明的水溶性负型光阻，溶剂还可以由去离子水与异丙醇所组成，其中异丙醇占水溶性负型光阻的重量百分比介于约4％至约7％之间。
此外，当本发明的水溶性负型光阻，作为第二光阻层104覆盖于第一光阻层102、基材100、接触洞106、以及填充洞108上时，更包括进行软烤(SoftBake；SB)步骤，例如利用约85℃的温度软烤此水溶性负型光阻约70秒。接着，进行曝光步骤，其利用波长365纳米(Nanometer；nm)、248nm、193nm、157nm的光源、极紫外光或电子束对此水溶性负型光阻曝光，以将第二光罩的图案转移至此水溶性负型光阻上。然后，进行曝光后烘烤(Post ExposureBake；PEB)，例如利用约130℃的温度烘烤此水溶性负型光阻约90秒。之后，进行显影步骤，其利用去离子水将第二光阻层104中所转移的潜在图案显现出来，藉以开启图1c中第一光阻层102内的接触洞106，并选择性地保留图1c中第一光阻层102内的填充洞108。
本发明还揭露应用此水溶性负型光阻于构装与解除的光罩组合的方式，以形成光阻图案的方法。请参考图2a至图3e，其中图2a所示为本发明的一较佳实施例的构装光罩的上视图，图2b至图2f所示的本发明的一较佳实施例的构装光罩的布局成型流程图，图3a所示为本发明的另一较佳实施例的交替式相移光罩的上视图，此交替式相移光罩作为构装光罩，并具有预定的接触洞图案，而图3b至图3e所示为本发明的另一较佳实施例的交替式相移光罩的布局成型流程图。以下所述为实现本发明的构装及解除方式的实施例，仅为举例说明，本发明不限于此，任何运用水溶性负型光阻及构装及解除方式的光罩组合来达到提高聚焦深度的方法，均应包含在本发明的范围内。
根据本发明的水溶性负型光阻，其形成光阻图案的方法可应用微影制程中构装及解除方式的光罩组合，其中本发明的一较佳实施例的构装光罩的上视图如图2a所示。此构装光罩200为本发明所使用的第一光罩。在此构装光罩200上至少包括有多个呈不规则排列的所需接触洞图案202以及多个呈不规则排列的填充洞图案204。当利用构装光罩200进行曝光以将其上的图案转移至图1a所示的第一光阻层102时，填充洞图案204可增加相邻接触洞图案202在第一光阻层102上的曝光强度，而加深曝光的聚焦深度。此构装光罩200的布局成型流程，请参照图2b至图2d所示。在图2b中，构装光罩200上已先形成有多个接触洞图案202，而为了要提高接触洞图案202的曝光强度，在接触洞图案202的周围设置填充洞图案204，其中填充洞图案204的尺寸约等于接触洞图案202的尺寸，且接触洞图案202与相邻的填充洞图案204之间有一预设距离206，此预设距离206的大小约介于接触洞图案202的侧边208的1倍与2倍之间。此外，在此实施例中，每一个接触洞图案202周围的上端、下端、左端、以及右端各设有一填充洞图案204，然而填充洞图案204的数量依情况而定。举例而言，若一接触洞图案202的周围已有另一图案，例如左端的接触洞图案202，则接触洞图案202的左端无需再设置额外的开口。因此，这些填充洞图案204可包围住每一个接触洞图案202或接触洞图案202。上述设置填充洞图案204的位置及数量仅用以举例说明，本发明并不限于此。
当每一个接触洞图案202周围的填充洞图案204设置完成后，形成如图2c所示的布局。由于填充洞图案204彼此间会有重叠的现象，为了简化设置步骤，可将重叠的填充洞图案204结合成较大的图案，而形成如图2d所示的布局。
请参照图2e以及图2f，其所示为本发明的一较佳实施例的解除光罩的上视图，此解除光罩为本发明所使用的第二光罩。其中，图2e所示的解除光罩210至少包括多个解除图案212，这些解除图案212的位置对应于图2a中构装光罩200上的填充洞图案204的位置，且解除图案212的尺寸约略大于填充洞图案204的尺寸，以使得构装光罩200与解除光罩210的相对位置可容许若干误差。此外，图2f所示的解除光罩220至少包括多个解除图案222，且这些解除图案222的位置对应于图2a中构装光罩200上的接触洞图案202的位置，而解除图案222的尺寸约略大于接触洞图案202的尺寸，同样使得构装光罩200与解除光罩220的相对位置容许若干误差。当使用本发明的水溶性负型光阻作为图1b的第二光阻层104的材料时，经过曝光及显影步骤后，解除光罩220上的解除图案222可开启第一光阻层102中的接触洞106，并选择性地保留填满填充洞108的第二光阻层104，如图1c所示的结构。
本发明所采用的光罩，为视实际需求及所采用的光阻的种类，而选择具不同背景的光罩。举例而言，当第一光阻层为正光阻时，所选用的第一光罩应具暗背景且所需的图案应为透明，而当第二光阻层为水溶性负光阻时，所选用的第二光罩应具透明背景且所需的图案应为不透明。
根据本发明的形成光阻图案的方法，所使用的构装光罩更可选择交替式相移光罩的光罩组合，其中本发明的另一较佳实施例的交替式相移光罩，其上视图如图3a所示。此交替式相移光罩300亦可为本发明所使用的第一光罩。在交替式相移光罩300上至少包括背景302以及多个呈不规则排列的所需接触洞图案304与接触洞图案306，而这些接触洞图案304与接触洞图案306位于背景302上，其中接触洞图案306为相移式图案，且接触洞图案304与接触洞图案306之间具有约180度的相位差，且接触洞图案304的大小与接触洞图案306的大小约相等。
在图3a的交替式相移光罩300上设置填充图案时，设置规则请参照图3b所示的设置示意图，对每一个接触洞图案304而言，填充洞图案310设置在其周围，而填充洞图案310为相移式图案，且填充洞图案310与接触洞图案304的相位差约为180度，其中填充洞图案310的尺寸约等于接触洞图案304的尺寸，且接触洞图案304与相邻的填充洞图案310之间相隔一预设距离314，而预设距离314的大小约为介于接触洞图案304的侧边312的1倍与2倍之间。另一方面，对每一个接触洞图案306而言，在其周围设置有多个填充洞图案308，其中填充洞图案308的尺寸约等于接触洞图案306的尺寸，且接触洞图案306与相邻的填充洞图案308之间相隔一预设距离314，而预设距离314的大小为约介于接触洞图案306的侧边312的1倍与2倍之间。由于接触洞图案306为相移式图案，因此填充洞图案308为相移式图案，且填充洞图案308与接触洞图案306的相位差约为180度，当利用交替式相移光罩300进行曝光以将其上的图案转移至图1a所示的第一光阻层102时，填充洞图案308填充洞图案310与可增加相邻接触洞图案304与接触洞图案306在第一光阻层102上的曝光强度，而加深曝光的聚焦深度，并提升图案转移的分辨率。
在上述的实施例中，每一个接触洞图案304以及接触洞图案306周围的上端、下端、左端、以及右端各设置有不同相位的填充洞图案310以及填充洞图案308，然而设置在接触洞图案304以及接触洞图案306周围的填充洞图案310以及填充洞图案308的数量并非固定，而依情况而定。举例而言，若接触洞图案304的右端已布植有另一图案开口，则接触洞图案304的右端便无需再设置额外的开口。因此，上述的填充洞图案310以及填充洞图案308的设置位置及数量仅用以举例说明，本发明并不限于此。
当分别在每一个接触洞图案304以及接触洞图案306旁设置填充洞图案310以及填充洞图案308后，由于所设置之填充洞图案310以及填充洞图案308彼此之间会产生重叠，为了简化填充图案的设置，因此将重叠在一起且同相位的填充图案结合，最后形成如图3c所示的布局。
请参照图3d以及图3e，其所绘示为图3c的交替式相移光罩的解除光罩的上视图，此解除光罩320与解除光罩330可为本发明所使用的第二光罩。图3d的解除光罩320至少包括背景322以及多个解除图案324，解除图案324的位置对应于图3c的交替式相移光罩300上填充洞图案308的位置以及填充洞图案310的位置，且解除图案324的尺寸约略大于其所对应的填充洞图案308以及填充洞图案310。另一方面，图3e的解除光罩330至少包括背景332以及多个解除图案334，而解除图案334的位置则对应于图3c的交替式相移光罩300上的接触洞图案304以及接触洞图案306，且解除图案334的尺寸约略大于其所对应的接触洞图案304以及接触洞图案306的尺寸。
上述的交替式相移光罩300、解除光罩320、以及解除光罩330可分成两类，当这些光罩具有不透明的暗背景时，位于其上的接触洞以及填充洞的图案为透明，而当这些光罩具有透明背景时，则位于其上的接触洞以及填充洞的图案为不透明。本发明所采用的光罩，可依所需以及所采用的光阻的不同，而选择具不同背景的光罩。例如，当光罩具暗背景，且所需的图案为透明时，应选用正光阻；而当光罩具透明背景，且所需的图案为不透明时，应选用负光阻。
本发明的接触洞的制造方法利用了两道光罩，即构装用的交替式相移光罩以及解除光罩，以构装及解除的方式，先利用例如图3c所示的交替式相移光罩300当作构装用的第一光罩，形成图1a中的接触洞106以及填充洞108。接着，利用本发明的水溶性负型光阻形成图1b的第二光阻层104后，再选用图3d的解除光罩320或图3e的解除光罩330当作解除用的第二光罩，藉以开启第一光阻层102中的接触洞106，并选择性地保留填满填充洞108的第二光阻层104，如图1c所示的结构。
值得一提的是，根据本发明的水溶性负型光阻及其用以形成光阻图案的方法，其揭露水溶性负型光阻的组成，以满足尺寸更小的线宽的需求。更详而言之，其通过由控制水溶性负型光阻的组成，并应用构装及解除方式的光罩组合，达到尺寸更小的线宽的需求。由于接触洞图案排列的规则与否为视实际需求而定，其中上述举例多个所需的接触洞图案呈不规则排列，然而本发明还可于应用于规则排列的接触洞图案，并不限于本发明说明书的所述，此为一般熟悉此技术的人员所了解的，故不另赘述。
综合上述，本发明的一优点就是提供一种水溶性负型光阻，可应用于构装与解除的光罩组合的方式进行图案的曝光，先利用构装光罩定义出第一光阻层的光阻图案，然后利用此水溶性负型光阻形成第二光阻层覆盖于第一光阻层上，再利用解除光罩来定义出第二光阻层的光阻图案，其中此水溶性负型光阻的组成至少包括聚合物、光活性化合物、抑制剂、交链剂、以及溶剂。由于此水溶性负型光阻不会与第一光阻层互相混合，在曝光即可以去离子水来显影出预定的光阻图案。
本发明的另一优点为提供一种形成光阻图案的方法，其利用水溶性负型光阻，应用于构装与解除的光罩组合的方式进行光阻图案的曝光，其中在已形成有所需图案布局的构装光罩上，设置额外的所需图案来作为填充洞，以增加构装光罩的开口密度，再利用解除光罩与水溶性负型光阻，填盖住组件上所开启的填充洞。因此，在微影曝光时，可提升光阻上的预定图案的聚焦深度。
本发明的又一优点为提供一种形成光阻图案的方法，其利用水溶性负型光阻，应用于交替式相移光罩及其相对应的解除光罩，并通过构装的交替式相移光罩与解除光罩，以构装及解除的方式来制造预定的光阻图案。因此，在微影曝光时，可增加聚焦深度，并降低光罩误差系数，以及缩小洞与洞大的分离率的目的。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种水溶性负型光阻，其特征在于，至少包括：
一聚合物，其中该聚合物为一水溶性聚合物；
一光活性化合物，其中该光活性化合物为一水溶性光酸产生剂，且该光活性化合物占该水溶性负型光阻的一重量百分比介于0.01％至0.1％之间；
一抑制剂，其中该抑制剂为一水溶性胺类；
一交链剂，其中该交链剂为一水溶性交链剂；以及
一溶剂，其中该溶剂至少包括一去离子水。
2.根据权利要求1所述的水溶性负型光阻，其特征在于，该水溶性负型光阻还利用一光源进行一曝光步骤，且该光源选自于由一360纳米光源、一248纳米光源、一193纳米光源、一157纳米光源、一极紫外光光源与一电子束所组成的一族群。
3.根据权利要求1所述的水溶性负型光阻，其特征在于，该水溶性聚合物的材料选自于由聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯基吡咯烷酮、聚烯丙酸、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚环氧乙烷、以及聚乙烯基胺所组成的一族群，且该水溶性聚合物占该水溶性负型光阻的一重量百分比介于4％至8％之间。
4.根据权利要求1所述的水溶性负型光阻，其特征在于，该水溶性光酸产生剂的材料选自于由鎓盐衍生物与三氮苯衍生物所组成的一族群。
5.根据权利要求1所述的水溶性负型光阻，其特征在于，该水溶性胺类的材料选自于由乙胺、二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、正丙胺、异丙胺、仲丁胺、叔丁胺、环己胺、乙二胺、六亚甲二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、正丁基二乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵与胆碱所组成的一族群，且该水溶性胺类占该水溶性负型光阻的一浓度介于百万分之1至百万分之30之间。
6.根据权利要求1所述的水溶性负型光阻，其特征在于，该水溶性交链剂的材料选自于由尿素衍生物与三聚氰胺衍生物所组成的一族群，且该水溶性交链剂占该水溶性负型光阻的一重量百分比介于0.5％至2％之间。
7.根据权利要求1所述的水溶性负型光阻，其特征在于，该溶剂还至少由该去离子水与一异丙醇所组成，且该异丙醇占该水溶性负型光阻的一重量百分比介于4％至7％之间。
8.根据权利要求7所述的水溶性负型光阻，其特征在于，该去离子水占该水溶性负型光阻的一重量百分比介于85％至90％之间。
9.一种形成光阻图案的方法，其中该方法是应用一光罩组合，且该光罩组合至少包括一构装光罩以及一解除光罩，而该方法至少包括：
提供一基材，其中该基材上已形成有一第一光阻层；
提供该构装光罩，其中该构装光罩至少包括多个接触洞图案以及多个填充洞图案，且每一该些接触洞图案各自或成组地被该些填充洞图案所包围，而该些填充洞图案与相邻的该些接触洞图案之间具有一预设距离；
以该构装光罩定义该第一光阻层，藉以将该构装光罩上的该些接触洞图案以及该些填充洞图案转移至该第一光阻层上，而在该第一光阻层中形成多个接触洞以及多个填充洞；
形成一第二光阻层覆盖在该第一光阻层、该基材、该些接触洞、以及该些填充洞上，并填满该些接触洞以及该些填充洞；
提供该解除光罩，其中该解除光罩至少包括多个解除图案；以及
以该解除光罩定义该第二光阻层，
其中该第二光阻层为一水溶性负型光阻，且该水溶性负型光阻至少包括：
一聚合物，其中该聚合物为该水溶性聚合物；
一光活性化合物，其中该光活性化合物为一水溶性光酸产生剂；
一抑制剂，其中该抑制剂为一水溶性胺类；
一交链剂，其中该交链剂为一水溶性交链剂；以及
一溶剂，其中该溶剂至少包括一去离子水。
10.根据权利要求9所述的形成光阻图案的方法，其特征在于：
该聚合物占该水溶性负型光阻的一重量百分比介于4％至8％之间；
该光活性化合物占该水溶性负型光阻的一重量百分比介于0.01％至0.1％之间；
该抑制剂占该水溶性负型光阻的一浓度介于百万分之1至百万分之30之间；
该交链剂占该水溶性负型光阻的一重量百分比介于0.5％至2％之间；以及
该溶剂还至少由一该去离子水与一异丙醇所组成，且该异丙醇占该水溶性负型光阻的一重量百分比介于4％至7％之间，而该去离子水占该水溶性负型光阻的一重量百分比介于85％至90％之间。
Applications Claiming Priority (2)
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