TW559878B - Method and structure to prevent defocus of wafer edge - Google Patents

Description

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發明領域： 本發明係有關於一種半導體積體電路之製 特別是有關於一種改善微影製程聚焦之方法。 / 相關技術說明： 在牛導體積體電路的製造過程中，微影成像 (hth〇graphy)製程居於極重要的地位，吾人藉由此一 私方可將設計的圖案精確地定義在光阻層上，然 /

^程序將光阻層的圖案轉移到半導體基板上而‘製得所需自 線路構造。一般而言，微影製程主要包括塗底 JPnming)、光阻塗佈（c〇ating)、預烤（或稱軟烤）、曝’ (expose)、曝後處理、顯影、以及硬烤等數個步驟。其^ +光程序的解析度（1*63〇1111;1〇11)良窳尤為元件積^^ 更進-步提昇的關鍵因素，各大半導體廠家無不積：二 研發以謀求更上層樓。 、 然而，半導體製程中要維持各層材質具有均勻一致的 厚度具有相當的困難度。尤其在微影製程中，光阻的形 通常是以旋轉塗佈法（Spin —〇n c〇ating)進行，由於旋轉 塗佈法是將光阻劑施佈在晶圓中心處，再藉由不同轉速與 時間控制，使光阻劑在晶圓表面塗佈開來， = 厚度中心薄而外圍厚之不均現象。 再者，進行曝光程序中，往往係藉由曝光機台在晶圓 500上區分成格子狀曝光區域6〇〇，再一區區逐一進行曝光 i如第一 f所示。一般說來，曝光機台的具有六個偵測 器，再將單一區間1 0 0内所偵測到的六個晶圓厚度值計算

559878 五 發明說明（2) 出—平均值。然而，落於晶圓.邊 間102並未被晶圓完全涵蓋，所遗二的f間…，由於此區 個，因此計算出邊緣區域102的厚产值=厚度值小於六 成晶圓中心與邊緣的厚度佈均句一又 '確度會較差’造 參數的設定。 致，嚴重影響後續微影 晶圓邊緣區域針隹；（Η # 半導俨_ 1Φ t::1 cus)的問題普遍存在於 圓的右崎可田；接， 的捨去日日回邊緣部份，損耗晶 圓的有效可用面積。如此，降低τ X m „ Θ1 . ^ ^ 啤低了如何解決晶圓邊緣對焦 不旱的問述疋§别相當重要的一大課題。 有鑑於此，為了解決t H Ρ弓日百 ,^ 坦W ο】解/开上述問4，本發明主要目的在於 徒供一種防止晶圓邊緣對隹不車 0S 咬本耵…个+之方法，用以解決上述問 題〇 發明概述： 本發明之目的之一在於提供一種表面平坦之半導體結 構與方法，以避免其邊緣表面具高低起伏的問題。 本發明之目的之二在於提供一種形成光阻層於晶圓表 面的方法，以增加晶圓邊緣之聚焦深度（D〇F )與關鍵尺寸 (CD) ’避免對焦不準（defocus)的問題。 、 本發明之目的之三在於提供一種防止晶圓邊緣對焦不 準之方法’以增加晶圓之有效可利用面積。 為獲致上述之目的，本發明提出一種防止晶圓邊緣對 焦不準之方法，此方法的步驟主要係包括： 首先’提供一基底。接著，形成一抗反射層於上述基 底表面。接著’去除上述抗反射層之外圍，以露出部分上

559878 五、發明說明（3) 述基底表面。最後’全面形成一光阻層於上述基底與上述 抗反射層表面。 如前所述’上述抗反射層可由有機抗反射層（〇rganic anti-reflection coating ; organic ARC)、無機抗反射 層（inorganic anti-reflection coating ; ino:rganic ARC)、介電質抗反射層（dielectric anti—refleetiQn coating ^dielectric ARC)或電漿強化抗反射層（plasma enhanced anti - reflective layer ;PEARL)之其中之一者 所構成。並且’若是以有機抗反射層作為抗反射層，則可 藉由旋轉塗佈法形成。若是以無機抗反射層、介^質抗反 射層或電漿強化抗反射層作為抗反射層，則可藉由沈積法 形成。 /U ' / 如前所述，其中上述抗反射層係底部抗反射層。 如前所述，去除上述抗反射層之外圍可利用半導體製 程中習知之去邊程進行。 、 如前所述，上述光阻層可利用旋轉塗佈法所形成。 實施例： 以下請配合參照第2A圖至第2D圖之製程剖面圖，說詳 細說明根據本發明之一較佳實施例。 首先，請先參照第2A圖，提供一基底2〇〇，例如為半 導體基底，其中上述基底200内部已預先任何可能之半導 體元件，例如：電晶體、二極體或任何習知之半導體元 件。 接著，請參照第2B圖，形成一抗反射層2〇2於上述基 559878 五、發明說明（4) 底200表面，且上述抗反射層係底部抗反射層（BARC)。上 述抗反射層202之材質可以選自有機抗反射層（organic anti-reflection coating ; organic ARC)、無機抗反射 層（inorganic anti-reflection coating ； inorganic ARC)、介電質抗反射層（dielectric anti-reflection coating ;dielectric ARC)或電漿強化抗反射層（plasma enhanced anti-reflective layer ; PEARL)之一或其組 合。其中，若是以有機抗反射層作為抗反射層2 0 2，則可 藉由旋轉塗佈（spin coat ing)法形成。若是以無機抗反射 層、介電質抗反射層或電漿強化抗反射層作為抗反射層 2 0 2 ’則可利用適當沈積法形成，例如：化學氣相沈積法。 上述抗反射層的厚度約為80〜150 //m，其中以90〜135 // m為較佳。 接著，請參照第2C圖，去除上述抗反射層2〇2之外圍 部伤I ’以露出上述基底2〇〇之部分表面。此一步驟可藉半 導體廠常用來清洗晶圓邊緣以去除旋塗後的污染物之洗邊 機台來進行，所去除之上述抗反射層之寬度d可以藉由清 洗機台視需求而定加以調整。其寬度d約為〇· 5〜3_9,其中 以1〜2 · 5 m m為較佳。 最後，請參照第2D圖，全面形成一光阻層2〇4於上述 基底200與上述抗反射層2〇2a表面，使整個上述抗反射層 20 2 \與先前露出邊緣部份之基底表面都被上述光阻層 所覆蓋。其中，上墀光阻2 〇 4可利用旋轉塗佈法所形成， 由於旋轉塗佈法是將光阻劑施佈在晶圓中心處，再7藉由不

559878 五、發明說明（5) --- ，轉速與時間控制，使光阻劑在晶圓表面塗佈開來，因此 谷易造成厚度中心薄而外為厚得不均現象，因此在本發明 中先將底部抗反射層2 〇 2之邊緣除去，便可以倪補上述光 阻層2 0 4旋塗所造成厚度之内薄外厚不均的現象，形成一 表面平坦的光阻層2〇4。 根據本發明之實驗結果（如第3圖所示），曲線A代表基 底與光阻層之間不具有抗反射層，其聚焦深度（depth of focus ’D0F)在關鍵尺寸（criticai diemensi〇n ;CD)為 14〇nm時係為〇.6"m。然而，曲線B代表具有基底、抗反射 層與光阻層三者結構的晶圓中間區域，其聚焦深度D〇F在 關鍵尺寸CD為140nm時只有〇· 3 //m。 全面形成光阻層後，由於晶圓邊緣不具有，可於曝光 私序及收較夕此量，因此造成晶圓邊緣部份之關鍵尺 (CD)增加。 本發明之特徵與優點 面的抗反射層除去， 層與不具有抗反射層 本發明之特徵在於將晶圓邊緣表 再全面性形成光阻層以覆蓋在抗反射 的晶圓部分表面。 綜合上述，本發明具有下列優點：

根據本發明之結構，先將形成於晶圓表面之抗反 層之邊緣去除一既定寬度，在覆蓋上光阻層，可以得到 =平坦之光阻層，可避免因為晶圓表面凹低起伏不一致 二二的對焦不準（defocus)問題，進一步提升聚焦深度

559878 五、發明說明（6) 2·根據本發明，全面形成光阻層後，由於晶圓邊緣不 具有抗反射層’可於曝光程序吸收較多能量，因此造成晶 圓邊緣部伤之關鍵尺寸（critical diemension ;CD)增 加。 3 ·根據本發明之晶圓邊緣C D與D 〇 F增加，因此晶圓之 有效可利用面積亦同時增加。 4.本發明之特徵在於抗反射層的洗邊，而此洗邊步驟 是半導體製程中原有的程序，因此本發明不需增加任何額 外步驟，不會造成成本的增加。 ill

本發，雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明^範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之 精，^範圍内，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明 保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。X

559878 圖式簡單說明 為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂， 下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下： 第1圖係顯示習知之曝光機台於晶圓上分區曝光之示 意圖。 第2A圖至第2D圖係顯示根據本發明之一較佳實施例之 製程剖面圖。 第3圖係顯示根據本發明之晶圓中心與邊緣在不同關 鍵尺寸下之聚焦深度。 m 符號說明： 500〜晶圓； 6 0 0〜機台曝光區域； 1 0 0〜晶圓中心區間； 1 0 2〜晶圓邊緣的區間； 20 0〜基底； 2 0 2〜抗反射層； I〜外圍部份； d〜洗邊之寬度； 2 0 4〜光阻層； 2 0 2 a〜洗邊後之抗反射層。 ’

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Claims (1)

1. 559878 、申請專利範圍 1· 一種防止晶圓邊緣對焦不準之方法，包括： 提供一基底； 形成一抗反射層於上述基底表面； 面 去除上述抗反射層之外圍，以露出上述基底之部分表 以及 全面形成一光阻層於上述基底與上述抗反射層表面。 •如申請專利範圍第丨項所述之防止晶圓邊緣對焦不 及2:法丄其中上述抗反射層係由有機抗反射層、無機抗 、曰、電質抗反射層或電漿強化抗反射層所構成。 3 ·如申睛專利範圍第1項所述之防止晶圓邊緣對焦不 私法，其中上述抗反射層係利用沈積法或旋轉塗佈法 ϋ申請專利範圍第1項所述之防止晶圓邊緣對焦不 率之方法，其中上述抗反射層係底部抗反射層。 準之2申：！利範圍第1項所述之防止晶圓邊緣對焦不 ίίίί 上述抗反射層之外圍係利用施行-洗 邊程序所完成。 準之6方t申：Ϊ ，第1項所述之防止晶圓邊緣對焦不 準之方法，其中光阻層係利用旋轉塗佈法所形成。 7· —種防止晶圓邊緣對焦不準之結 一基底； 匕枯· 表面；以及 層與上述基底露 出 一抗反射層，設置於上述基底的部分 一光阻層，全面性覆蓋於上述抗反射 的部分表面之上。

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   、8 ·如申請專利範圍第7項所述之防止晶圓邊緣對焦不 準之、、Ό構’其中上述抗反射層係由有機抗反射層、無機抗 反射層、介電質抗反射層或電漿強化抗反射層所構成。 、9 ·如申請專利範圍第7項所述之防止晶圓邊緣對焦不 準之結構，其中上述抗反射層係利用沈積法或旋轉塗 所形成。 1 0 ·如申請專利範圍第7 準之結構’其中上述抗反射 1 1 ·如申5青專利範圍第γ 準之結構，其中去除上述抗 邊程序所完成。 1 2 ·如申請專利範圍第7 準之結構，其中上述光阻層 項所述之防止晶圓邊緣對焦不 層係底部抗反射層。 項所述之防止晶圓邊緣對焦不 反射層之外圍係利用施行一洗 項所述之防止晶圓邊緣對焦不 係利用旋轉塗佈法所形成：

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