TW382761B - Method of using a dielectric layer as a hard mask and an anti-reflection coating - Google Patents

Description

五、發明説明（） 參考第二圈’將此光阻層16曝光及顯影以定義光阻 圖案。任何合適之方珐皆可使用於此曝光及顯影步驟。之 後，蝕刻未被該光阻層覆蓋之“佛士龍”介電層14。任何 合適之蝕刻方法皆可使用於此步棵，例如電漿蝕刻。此光 阻層16視爲一革幕以及反射層12視爲一蝕刻终點。其最 後結構如第三圈所示。 第四圖所示爲本發明方法之最後一陪段之剖面結構 圈。除去未被“佛士龍”介電層14覆蓋之反射層12。本步 嫌係採用蝕刻步骒完成。任何合適之蝕刻方法皆可使用於 此步驟，例如電漿蝕刻。其中“佛士龍”介電層14視爲一 硬式軍慕。"佛士龍”介電層14是一較好之抗反射層囡爲 “佛士龍”介電層本身具有低應力、低介電常數、及高蝕刻 選擇率等特性。 本發明雖以一較佳實例蘭明如上，然其並非用以限定 本發明精神與發明實體，僅止於此一實施例爾，而熟悉此 領域技藝者，在不脱離本發明之精神與範团内所作之修 改，均應包含在下述之申請專利範团内。 ii I 1 - II I I - — I -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部中央樣率局負工消费合作社印«. 用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 五、發明说明（） 5-1發明領域： 本發明係關於一微影（Lithography)製程，特别是一 使用介電層當一硬式軍幕及一抗反射層之方法。 5-2發明背景： 在微影製程中，源自高反射層所射出之光線會引起光 阻線寬（Photoresist丨inewidth)的變化。高反射層包括金 屬、矽化金屬、複晶矽、及氮化鈦層。光阻線寬的變化是 控制曝光的因素之一。光阻之曝光則是微影製程中一關鍵 因素。爲了解決此問題，應用一抗反射層沉绩於高反射層 之上。此抗反射層會吸收大部分穿透光阻之反射光》隨著 底材的反射降低，反駐波{Standing Wave)的現象亦會減 低。除此之外，抗反射層亦可使矽晶片之表面平坦度平許 些，更進一步幫助上述步驟線宽變化的改進。 傳統上，一種有機高分子薄膜係爲抗反射層的一種。 此有機高分子薄膜在曝光波長上能高度的吸收反射光並 且不會變白（non-bleaching)。不幸地，於蝕刻時此有機 高分子薄膜與光阻層的蝕刻選擇率過低。氧化層、氮化 層、及氮化矽氧之介電層亦可用來當一抗反射層或硬式罩 暮或兩者皆可。無論如何，這些介電層都有一些缺點。例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 〇 装.

、tT 經濟部中夬標準局貝工消費合作社印装 A7 _B7 ______五、發明説明（） 如，氧化層的介電常數過低、氮化層之應力過高、及氮化 矽氧層之蝕刻選擇率過低。 5-3發明目的及概述： 本發明係揭露_種使用介電層當一硬式罩幕及一抗 反射層之方法。本發明之目的係爲提供一"佛士龍 (Phoslon)w介電層當一硬式罩幕及一抗反射層以解決上 述之介電層的缺點。本發明之方法包括形成一反射層於一 半導體底材上。接著，一佛士龍介電層沉積於反射層之 上。此"佛士龍〃介電層視爲一抗反射層。“佛士龍"係爲一 含_、氮、及氧{PxNyOz}之介電族{Dielectricfamily 卜 然後，塗佈一光阻層於"佛士龍〃介電層之上及曝光和顯影 光阻層。 之後，藉由任何合適之蝕刻步騍蝕刻未被光阻層覆蓋 之*佛士龍"介電層。其中光阻層視爲一軍幕。最後，蝕刻 光阻層及蝕刻未被"佛士龍w介電層覆蓋之反射層。其中 Λ佛士龍"介電層視爲一硬式軍幕》本發明方法所使用之 w佛士龍〃介電層非常穩定且與氮化矽相當的介電係數。再 者，"佛士龍"介電層沒有像氮化矽介電層之高應力以及具 有高蝕刻選擇率。因此，"佛士龍"介電層可視爲一較佳的 —硬式軍幕及一抗反射層。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 〇 裝· 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 __B7 五、發明説明（） 5-4圖式簡單説明： 第一圖至第四圖所示爲本發明之方法各個階段之晶片q 面結構圈。 5 - 5發明詳細説明： "佛士龍"係爲一含_、氮、及氧（PxNyOz)之介電族 {Dielectric family)。此"佛士龍"介電層可藉由一傳統之 化學氣相沉積法或一電漿增強化學氣相沉積法而製得。 “佛士龍"介電廣係爲一.非含石夕之無機介電層，其包含了含 磷、氮、及氧之介電層。此化學氣相沉積而成之“傈士龍" 介電層可藉由下列反應而完成： PH3{三氫化磷} + 〇2(氧氣）+ nH3{氨氣）+N2{氮氣丨 〇P(NH3) -> P X N y 0 z + N 2 + Η 2 +不確定產物 "佛士龍w係以網狀結構（Network form)形式存在。《佛士 龍"介電層非常穩定且與氮化矽相當的介電係數。再者， "佛士龍w介電層沒有像氮化矽介電層之高應力以及具有 高蝕刻選擇率。與傳統方法栢較佛士龍"介電層可视爲 —較佳的一硬式罩幕及一抗反射層。本發明之形成—"佛 士龍<Phos Ion)"介電層當一硬式罩暮及一抗反射層之方 法將於下列文中描述。 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〇 裝. 訂 〇—線 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明说明（） 根據本發明方珐，第一圈之結構是形成於任何合適的 步驟。一反射層12形成於一半導體底材10之上β此反 射層1 2包括金屬、矽化金屬、複晶矽、及氮化鈦層。此 反射層12之厚度範圍约爲50至2000埃。此反射層12 通常使用於金屬化製程。此反射層12可藉由任何合適之 方法所形成。 然後，一“佛士龍"介電層14形成於反射層12之上 並且此"佛士龍〃介電層14視爲一抗反射層。此“佛士龍" 介電層可藉由一傳統之化學氣相沉積法或一電漿增強化 學氣相沉積法而製得。不管是傳統之化學氣梱沉積法或一 電漿增強化學氣相沉積法，都是使用三氫化磷 (Phosphine)、氮氣、氨氣、及氧氣等氣體 > 介電常數可 藉由沉積的狀沉來調整到一合適之値。大約是0.5 %三氫 化磷被稀釋於氮中再導入反應器内，其中反應器内舍有氮 氣、氨氣、及氧氣等不同氣體之量。製程所控制沉積溫度 的範圍約爲4〇〇°C至900°C。此"佛士龍”介電層14之折 射率约爲1.75至2.10視沉積的狀沉而定。此β佛士龍" 介電層14之厚度範園约爲50至2〇〇〇埃。 仍然參考第一囷，一光阻層1 6塗佈於此"佛士龍’’介 電層14。任何合適之方法皆可使用於此步驟。此光阻層 16之厚度範菌约爲5〇至2〇〇〇埃。 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS)八4祕（210><297公着）

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁V ο 裝· ，1Τ 〇 —線

五、發明説明（） 參考第二圈’將此光阻層16曝光及顯影以定義光阻 圖案。任何合適之方珐皆可使用於此曝光及顯影步驟。之 後，蝕刻未被該光阻層覆蓋之“佛士龍”介電層14。任何 合適之蝕刻方法皆可使用於此步棵，例如電漿蝕刻。此光 阻層16視爲一革幕以及反射層12視爲一蝕刻终點。其最 後結構如第三圈所示。 第四圖所示爲本發明方法之最後一陪段之剖面結構 圈。除去未被“佛士龍”介電層14覆蓋之反射層12。本步 嫌係採用蝕刻步骒完成。任何合適之蝕刻方法皆可使用於 此步驟，例如電漿蝕刻。其中“佛士龍”介電層14視爲一 硬式軍慕。"佛士龍”介電層14是一較好之抗反射層囡爲 “佛士龍”介電層本身具有低應力、低介電常數、及高蝕刻 選擇率等特性。 本發明雖以一較佳實例蘭明如上，然其並非用以限定 本發明精神與發明實體，僅止於此一實施例爾，而熟悉此 領域技藝者，在不脱離本發明之精神與範团内所作之修 改，均應包含在下述之申請專利範团内。 ii I 1 - II I I - — I -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部中央樣率局負工消费合作社印«. 用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 A8 B8 C8 一"~ --—-----D8 六、申請專利範圍 • 一種使用介電層當—硬式軍幕及—抗反射層之，法， 至少包含： 形成一反射層於一半導體底材上； MUr無機介雷層於該反射層之上； 塗佈光阻屠於該非含珍之無機介電層之上； 曝光及類影該光阻層； 除去未被該光阻層覆蓋之該非含矽之無機介電層，其中該 光阻層視爲一軍暮； 除去該光阻層；以及 除去未被該…夕之無機介電層！蓋之該反射層，其中該 非含矽之無機介電層視爲一硬式罩幕。 2.和申請專利範圍第，項所述之方法，其中上述之反射 層可自金屬、矽化金屬、複晶矽、及氮化鈦中選擇其一。 贰如申請專利範圍第】項所述之方法，其中上述之非含 石夕之無機介電層視爲一抗反射層。 4. 如申請專利範固帛』項所述之方法，其中上述之非含 矽之無機介電層至少包含一含磷、氡、及氧之介電層。 5. 如申請專利範圍第1項所述之方 # , ^ ' 々决，其中上述之非含 石户之無機介電層至少包含一佛士龍, <ΡχΝγ〇ζ)介電層。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐 ο : 〇 ---------1------1T------.ii (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 六 圍範利 專請 中 ABCD .申請專利範圍第1項所述之方法，其中 層的厚度約爲50-2000 埃 上述之反射 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 方 申請專利範圍第1項所述方 …機介電層的厚度約…。二其中上述之非含 :二申請專：範固帛1項所述之方法，其中形成上述之 夕d機介電層至少包含—化學氣相沉積製程。 9·如申請專利範圍第8項所述之方法，丨 氣相沉積製程至少包 <学 氣體。 包“氫化鱗、氮氣、氨氣、及氧氣等 1〇·如申請專利範圍第】項所述之方法其中除去上述之 #含矽之無機介電層至少包含一蝕刻製程。 11·如申請專利範圍第Ί項所述之方法，其中除去上述之 反射層至少包含一蝕刻製程。 12. —種使用介電層當—硬式罩幕及一抗反射層之 法，至少包含： 形成一反射層於一半導體底材上； 形成一介電層於該反射層之上，其中該介電層至少包含一 尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） ---------^------玎------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 含磷、氮、及氧之介電層； 塗佈一光阻層於該介電層之上； 曝光及顯影該光阻層； 蝕刻未被該光阻層覆蓋之該介電層，其中該光阻層視爲一 軍幕； 除去該光阻層；以及 蝕刻未被該介電層覆蓋之該反射層，其中該介電層視爲一 硬式罩暮。 13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中上述之反 射層可自金屬、石夕化金屬、複晶發、及氣化欽中選擇其一。 14. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中上述之介 電層視爲一抗反射層。 15. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中上述之介 電層至少包含一佛士龍<PxNY〇z)介電層。 16. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中上述之介 電層的厚度約爲50-2000埃。 17. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中形成上述 之介電層至少包含一化學氣相沉積製程。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ο -裝. 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ABCD 夂、申請專利範圍 18·如申請專利範固第17項所述之方法’其中上迷之化 學氣相沉積製程至少包含三氫化磷、氮氣、氨氣、及氧氣 等氣體。 19. 一種使用介電層當一硬式罩慕及一抗反射層之方 法，至少包含： 形成一反射層於一半導體底材上； 形成一"佛士龍Λ介電層於該反射層之上； 塗佈一光阻層於該介電層之上； 曝光及顯影該光阻層； 蝕刻未被該光阻層覆蓋之該"佛士龍〃介電層’其中該光阻 層視爲一軍幕； 除去該光阻層；以及 蝕刻未被該"佛士龍"介電層覆蓋之該反射屠’其中該“佛 士龍〃介電層視爲一硬式罩幕。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 用 適 度 尺 張 -紙 本 準 標 家 國 國