TWI254977B - Method for shrinking the image of photoresist - Google Patents

Description

1254977__ 五、發明說明（1) ' 一、 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種半導體製程之臨界尺寸的控制方法 ，特別是有關於一種光阻之臨界尺寸的微縮方法。 二、 【先前技術】 隨著積體電路之密度不斷地擴大，為使晶片（chip) 面積保持一樣，甚至縮小，以持續降低電路之單位成本， 唯一的辦法，就是不斷地縮小電路設計規格（d e s i g n r u 1 e )，以符合高科技產業未來發展之趨勢。隨著半導體技術 的發展，積體電路之元件的尺寸已經縮減到深次微米的範 圍。當半導體連續縮減到深次微米的範圍時，產生了一些 在製程微縮上的問題。在將光罩（mask)之圖案轉移至光 阻（photoresist)的微影過.程中，顯影製程（development )係為將光罩轉移得來的潛在圖案經由曝光（expose)與 烘烤（bake)過的光阻層顯現出來的步驟。在此，係利用 顯影液（deve 1 oper)將光阻中未對應到圖案的部份除去 ，藉以得到具有所需要圖案的光阻。簡單來說，當光罩之 圖案已被轉移至位於被表層覆蓋之底材上的光阻而使得光 阻可以分為對應到光罩之圖案的光阻與未對應到光罩之圖 案的非圖案光阻時，接下來的步驟便是將顯影液以喷灑-混拌（spray / pudd 1 e)等方式分佈在光阻上，使得光阻的 每一部份都會與顯影液接觸。此時，以正光阻為例，光阻 會被顯影液所移除而在底材上僅留下非圖案光阻，而未被 顯影液移除之非圖案光阻便可在隨後進行的蝕刻等程序中

第5頁 1254977 五、發明說明（2) 在表層定義出所需的圖案。當然，在此係以至正光阻為例~ ，但負光阻的原理相同，也會有相同的作用。 積體 在深次 極之臨界 影製程窗 便於獲得 寬的方法 光阻的臨 常係為一 阻的側面 此外，另 process 子束之電 光阻而言 致預定縮 頂部，使 的厚度會 形成之光 後續的蝕 位置上蝕 易被離子 法控制光 電路的進展已經牽涉到元件幾何學的規格縮小化 微米的半導體技術中，需要越來越小的多晶矽閘 尺寸（critical dimension; CD)。為了 擴展微 ，勢必要修正光阻之線寬以形成較窄之光阻，以 具有更小尺寸的半導體元件。傳統修正光阻之線 係在曝光顯影程序完成後進行一蝕刻製程以縮減 界尺寸。一般而言，用以縮減光阻之蝕刻製程通 等向性蝕刻製程。此種傳統的方法並無法修正光 結構，因而造成光阻之臨界尺寸的一致性不佳。 一種傳統的方法係為電漿修整製程（t r i m m i n g w i t h p 1 asma)，其係藉由一種具有非等向性電 漿製程進行蝕刻以縮減光阻。然而，此種方法對 ，其縱向蝕刻速率會大於橫向蝕刻速率，因而·導 減之臨界尺寸還未達到，即已耗損過多的光阻之 得在縮減線寬而達到預定之之臨界尺寸後，光阻 變得過薄。更進一步地，在藉由電漿修整製程所 阻當成蝕刻罩幕亦或是當成離子植入罩幕以進行 刻製程或離子植入製程時，常在主要的蝕刻終點 穿極薄之閘極氧化層至半導體底材中或光阻極容 擊穿。另一方面，任何傳統修正光阻的方法皆無 阻的側面而難以避免線性邊緣粗糙度（1 i n e

第6頁 1254977 五、發明說明（3) ' ' edge roughness ; LER)的問題，而且皆必須藉由外場反· 應（e X - s i t u)的方式進行蝕刻製程，不但製程速度緩慢 ，而且製程成本高。 無論如何，在深次微米的半導體製程中，臨界尺寸的 控制相當地重要，尤其是設計規格（d e s i g n r u 1 e)越小 時，所形成的線寬越窄，臨界尺寸的控制更形困難。若是 無法維持光阻輪廓的完整性，將對後續的蝕刻製程或離子 植入製程等半導體相關製程產生重大的影響，或是造成電 性的偏移，進而降低元件的再現性。鑒於上述之種種原因 ，我們更需要一種新的光阻之臨界尺寸的微縮製程，以便 於提昇後續製程的產率與良率。 三、【發明内容】 鑒於上述之發明背景中，傳統光阻之臨界尺寸與的微 縮製程，其所產生的諸多缺點，本發明提供一方法可用以 克服傳統製程上的問題。 本發明之一目的係在提供一種光阻之微縮製程。本發 明係在微影製程完成後藉由一酸化製程形成一擴散層於光 # 阻之表層中，其中，本發明之酸化製程可藉由酸性物質之 擴散速率控制鏈鎖反應的程度以調整光阻之線寬，藉此達 到微縮光阻之目的。此外，本發明在酸化製程完成後藉由 一再烘烤製程（re-baking process)使擴散層内之酸性 1254977 五、發明說明（4) ' 物質與光阻進行鏈鎖反應（c h a i n r e a c t i ο η)以改變光阻 之極性，並形成一反應層於光阻之表層上，其中，本發明 能藉由再烘烤製程之控因（controlling factor)控制反 應層的輪廓大小，進而控制光阻之臨界尺寸，使得光阻之 線寬能自由地偏移。再者，本發明在再烘烤製程完成後藉 由一再顯影製程（redeveloping process)去除反應層以 形成具有一新的線寬之光阻，且新的線寬小於藉由微影製 程所形成之原線寬。如上所述，本發明之微縮光阻製程不 但可保持光阻之輪廓的完整性，亦可避免線性邊緣粗糙度 (L E R)的問題，且本發明能藉由臨場反應（i η - s i t u)的 方式進行微縮光阻製程以加快製程速度。因此，本發明能 降低傳統製程的成本以符合經濟上的效益，且本方法能適 用於半導體元件之深次微米的技術中。 · 本發明之另一目的係在提供一種光阻之微縮製程，藉 由減少顯影次數之方式，而減少整體之製程個數。 根據以上所述之目的，本發明揭示了一種光阻之微縮 製程。首先提供一半導體底材，其上具有一光阻層。然後 ，藉由一光學微影製程（photolithography process)形 成複數個具有第一線寬之光阻於半導體底材上。其次，進 行一酸化製程以形成一擴散層於複數個光阻上。之後，.進 行一再烘烤製程以使複數個擴散層内之酸性物質擴散至複 數個光阻中，同時與複數個光阻進行一鏈鎖反應以形成複

第8頁 1254977__ 五、發明說明（5) ' 數個化學反應層於複數個光阻之表層上，其中，酸性物質 之擴散深度係取決於酸化製程之酸性物質的擴散速率。接 著，進行一再顯影製程以去除複數個化學反應層並形成複 數個具有第二線寬之光阻於半導體底材上。其中上述之所 有製程係藉由臨場反應（i η - s i t u)的方式進行之。 四、【實施方式】 本發明在此所探討的方向為一種控制光阻之臨界尺寸 與圖案尺寸的方法。為了能徹底地瞭解本發明，將在下列 的描述中提出詳盡的步驟與元件。顯然地，本發明的施行 並未限定於半導體元件之技藝者所熟習的特殊細節。另一 方面，眾所周知的製程步驟與元件並未描述於細節中，以 避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳 細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以 廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範圍不受限定 ，其以之後的專利範圍為準。 參考第一 A圖至第一 C圖所示，在本發明之第一實施例 中，首先提供一半導體底材100，其上具有第一線寬D1之 光阻1 1 0。然後，藉由一化學物質以非等向性形成一化學 擴散層1 2 0於光阻1 1 0之表層上。之後，進行一烘烤製程 1 3 0以使化學擴散層1 2 0内之化學物質擴散至光阻1 1 0中， 同時使得化學物質與其擴散深度d内之光阻1 1 0進行一化學 反應以形成化學反應層1 4 0於光阻1 1 0之表層中，其中，在

第9頁 1254977_______ 五、發明說明（6) 光阻1 1 0中之化學物質的擴散深度d係取決於化學物質的擴 散速率。接著’進行一顯影製程1 5 0以去除光阻1 1 0之化學 反應層1 4 0並使得半導體底材1 〇 〇上之光阻1 1 〇的第一線寬 D1變成第二線寬D2，其中，第二線寬D2與第一線寬D1之差 即為擴散深度d。其中上述之所有製程係藉由臨場反應（ in-situ)的方式進行。

參考第二A圖至第二D圖所示，在本發明之第二實施例 中，首先提供一半導體底材200，並形成一具有第一化學 極性之光阻層2 1 0於半導體底材2 0 〇上。然後，藉由一光學 微影製程2 2 0形成複數個具有第一線寬])1之光阻2 3 〇於半導 體底材2 0 0上。其次，藉由一酸化製程2 4 0形成複數個擴散 層2 5 0於複數個光阻2 3 0上，·其中，酸化製程2 4 0所應用之 酸性物質能轉化複數個光阻2 3 0之一第一化學極性成一第 二化學極性，且在複數個光阻2 3 0中之酸性物質的擴散深 度d係取決於酸性物質的擴散速率。之後，進行一烘烤製 程2 6 0以便於從複數個擴散層2 5 〇中擴散酸化製程2 4 〇之酸 性物質至複數個光阻2 3 〇中，同時使複數個 之酸性物質進行一化學反應以形成複數個具有第匕 性之反應層2 7 0於複數個光阻2 3 0之表層中。接著，進J 一 顯影製程2 8 0以去除複數個反應層2 7 0並使得半導體底Z 2〇〇上之複數個光阻2 3 0的第一線寬D1變成第二線g D2 i 中，第二線寬D2與第一線寬D1之差即為擴散深度d，且顯、 影製程2 8 0更包含具有第二化學極性之顯影劑。其中上述

第10頁 1254977 五、發明說明（7) . - 之所有製程係藉由臨場反應（i η - s i t u)的方式進行之。 參考第三A圖至第三D圖所示，在本發明之第三實施例 中，首先提供一半導體底材3 0 0，並形成一具有親油性（ hydrophobic)之光阻層310於半導體底材30 0上，其中， 光阻層310包含一化學放大光阻材質（chemical ampiify photoresist material ； CAP) ， {列 士口 ， I-line、 >'罙紫夕卜 光材質（deep ultraviolet; DUV)。然後，藉由一曝光 製程3 2 0 A轉化光罩圖案至光阻層3 1 0上以定義複數個具有 第一線寬D 1之圖案區於光阻層3 1 0上。接著，進行一第一 顯影製程32 0B以形成複數個具有第一線寬D1之光阻3 3 0於 半導體底材3 0 0上之複數個圖案區中。之後，進行一酸化 製程3 4 0以共形生成一擴散層3 5 0於複數個光阻3 3 0與半導 體底材3 0 0之表面上，其中，酸化製程3 4 0更包含一旋塗製 程（spin-coating process)，再者，酸化製程340所應 用之酸性物質能轉化複數個光阻3 3 0之親油性成親水性， 而在複數個光阻3 3 0中之擴散深度d係取決於酸性物質的擴 散速率，且酸性物質更包含一具氟基之酸性物質。之後， 進行一烘烤製程3 6 0以便於從擴散層3 5 〇中擴散酸化製程 3 4 0之酸性物質至複數個光阻3 3 〇中，同時使得複數個光阻 3 3 0與其内之酸性物質進行一鍊鎖反應以轉化位於擴散深 度内之部分複數個光阻的親油性成親水性，並形成複數·個 具有親水性之反應層3 7 0於複數個光阻3 3 〇之表層上，其中 ，複數個反應層3 7 0之寬度係隨著烘烤製程3 β 〇的製程時間

第11頁 1254977____ 五、發明說明（8) - 增加而增加，且反應層3 7 0之寬度亦隨著烘烤製程3 6 0的操-作溫度增加而增加，此外，較佳之操作溫度約為5 0°C至 2 0 0°C，且較佳之操作時間約為1 〇秒至6 0 0秒。最後，進行 一第二顯影製程3 8 0以去除複數個反應層3 7 0並使得半導體 底材3 0 0上之複數個光阻3 3 0的第一線寬D 1變成第二線寬D 2 ，其中，第二顯影製程3 8 0更包含具有親水性之顯影劑p 其中上述之所有製程係藉由臨場反應（i η - s i t u)的方式 進行之。 如第四A圖所示，本發明第四實施例先提供一基底1 0 0 (如半導體基底），並於基底1 0 〇上形成一光阻層1 〇 5。如第 四B圖所示，再利用曝光製程，將光阻層1 0 5分成一第一光 阻區與一第二光阻區；而在此實施例中，第一光阻區為一 未曝光的光阻110，第二光阻區為一具有第一化學物質且 曝光後的光阻1 0 5 ’。光阻11 0原來的線寬為第一線寬D 1，。 爾後，如第四C圖所示，於已形成光阻1 0 5 ’與光阻11 0的光 阻層105上，形成一化學擴散層120;此化學擴散層120具 有第二化學物質，而這些化學物質可為酸性物質，或是具 有氟基的酸性物質。又如第四D圖所示，利用烘烤製程1 3 0 ，促使存在於光阻1 〇 5 ’中的第一化學物質與化學擴散層 1 2 0中的第二化學物質擴散至光阻1 1 0之中。之後，光阻 1 1 0中的物質將會與第一化學物質及第二化學物質作用， 而形成一化學反應層1 4 0。此化學反應層1 4 0的成份較易溶 解於顯影劑；而其於光阻Π 〇中的擴散深度（即化學反應層

第12頁 1254977 五、發明說明（9) ' 1 4 0的厚度）可取決於第一化學物質與第二化學物質的擴散 速度。接著，如第四E圖所示，進行顯影製程1 5 0，透過顯 影劑的作用移除化學擴散層1 2 0、光阻1 0 5 ’與化學反應層 1 4 0，而將光阻1 1 0原來的第一線寬D 1縮小為第二線寬D 2。 亦即，位於光阻1 1 0中的化學反應層1 4 0所具之厚度，成為 第一線寬D 1與第二線寬D 2間的差別。所以光阻所達到的臨 界尺寸或是其所具的圖像大小，可以藉由本發明而適當地 縮小。而此實施例的所有製程可藉由臨場反應的方式進行 而雖然此實施例的光阻層1 0 5係為一正光阻，但本發 明所可應用之範圍，並不受限於正光阻。至於存在於光阻 1 0 5 ’之中的第一化學物質，可以為酸性材物質，或是具氟 基的酸性物質。至於分別存在於光阻1 0 5 ’與化學擴散層 1 2 0中的第一化學物質與第二化學物質可依製程之需要而 為不同的材質，或是相同的材質。光阻1 1 0與光阻1 0 5 ’可 於一光學微影製程中形成。 光阻1 1 0原來的第一線寬D 1與被縮小後的第二線寬D 2 間之差距，即為形成於光阻1 1 0中的化學反應層1 4 0的厚度 (即擴散深度d);擴散深度d的大小取決於第一化學物質在 光阻1 1 0中的擴取速度。透過烘烤製程，可分別利用時間 與溫度控制擴散深度d的大小。當以時間控制擴散深度d時 ，烘烤製程約維持在1 0秒與6 0 0秒之間；若應製程需要， 1254977 五、發明說明（10) * 則可適當調整，如限定烘烤時間介於1 0秒到3 0 0秒之間， 或是1 0秒到1 7 0秒，或是7 0秒到4 5 0秒，甚至是7 0秒到1 5 0 秒。而若以溫度控制擴散深度d的大小，則其溫度大約高 於攝氏5 0度，低於攝氏2 0 0度；若為製程需要，亦可改變 其製程溫度，如使之介於攝度9 0度到2 0 0度之間，或是9 0 度到1 5 0度之間，或是8 0度到1 6 0度之間，甚至介於5 0度到 1 5 0度之間。 而如本發明第五實施例之第五A圖所示，在進行本發 明之製程時，先在基底1 0 0之上形成一光阻層1 0 5。再如第 五B圖所示，將一具有第二化學物質之化學擴散層1 2 0形成 於光阻層1 0 5之上。再如第五C圖所示，進行曝光製程，使 光阻層1 0 5形成一未曝光的_光阻110，與一曝光且貝有第一 化學物質之光阻1 〇 5 ’。再依如第四實施例所示之製程，如 第五D圖般，利用烘烤製程1 3 0，將分別存在於光阻1 0 5 ’與 化學擴散層1 1 〇中的第一與第二化學物質擴散至光阻1 1 〇之 中。而在光阻1 1 0之中形成具有擴散深度d的化學反應層 1 4 0。之後，再如第五E圖與第四實施例般，利用一顯影.製 程1 5 0，移除化學擴散層1 2 0、光阻1 0 5 ’以及化學反應層 1 4 0，而使光阻1 1 0原來的第一線寬D 1縮小為第二線寬D 2， 故縮減光阻的臨界尺寸及其圖案大小。當然，第一線寬D 1 與第二線寬D2間的差距，即為化學反應層140的厚度（即擴 散深度d)。 1254977_ 五、發明說明（11) 在第四實施例中，光阻1 1 0與光阻1 0 5 ’形成於化學擴 散層1 2 0覆蓋於光阻層1 0 5之前。但在第五實施例中，光阻 1 1 0與光阻1 0 5 ’則形成於化學擴散層1 2 0覆蓋於光阻層1 0 5 之後。此二實施例間的差別，就在化學擴散層1 2 0係為透 明，所以當透明的化學擴散層1 2 0形成於光阻層1 0 5上之後 ，仍能分別形成光阻1 1 0與光阻1 0 5 ’。 如上所述，在本發明的實施例中，本發明藉由形成於 光阻週邊的物質縮小臨界尺寸或光阻的圖案尺寸，然後進 行烘烤製程以擴散酸性物質至光阻中，並藉此改變其極 性；此外，進行顯影製程以移除部份物質。因此，本發明 具有較少的複雜度、較低的製程成本、易於控制縮小程度 、改良線性邊緣粗糙度較低的薄膜損耗、減少顯影次數·與 擴大製程窗等優勢。據此，臨界尺寸偏移之控制窗變得越 來越廣泛。因此，本發明實為一適用於半導體元件之深次 微米製程。 當然，本發明可能用在光阻之線寬的微縮製程上，也 可能用在任何半導體之臨界尺寸的控制或縮小圖案的製程 上。而且，本發明藉由酸化製程與烘烤製程以控制光阻的 線寬，迄今仍未發展用在關於光阻之微縮製程方面。對深 次微米的製程而言，本方法為一較佳可行之光阻的微縮.製 程0

第15頁 1254977 五、發明說明（12) 顯然地，依照上面實施例中的描述，本發明可能有許 多的修正與差異。因此需要在其附加的權利要求項之範圍 内加以理解，除了上述詳細的描述外，本發明還可以廣泛 地在其他的實施例中施行。 上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本 發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神 下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述申請專利範 圍内。 <1

第16頁 1254977 圖式簡單說明 第單-新 至 簡由 圖 式A藉 圖 一， t第中 、 例 五 施 明 說 實圖 佳面 較剖 一程 第製 之的 明寬 發線 本之 據阻 根光 為縮 係微 為序 係程 圖程 C一製 的 第中 例 施 第 至 實圖 佳面 較剖 二程 第製 之的 明寬 發線 本之 據阻 根光 為縮 係微 為序 係程 圖程 D 一製 二 的 新 由 圖 A藉 第三A圖至第二D圖係為係為根據本發明之第三較佳實 施例中，藉由新的製程程序微縮光阻之線寬的製程剖面圖 第四A圖至第四E圖係為係為根據本發明之第四較佳實 施例的製程剖面圖；以及 第五A圖至第五E圖係為係為根據本發明之第五較佳·實 施例的製程剖面圖。 , 主要部分之代表符號： 10 0 半導體底材 10 5 光阻層 105’ 光阻 110 光阻

第17頁 1254977 圖式簡單說明 120 化學擴散層 130 烘烤製程 140 化學反應層 15 0 顯影製程 2 0 0 底材 210 光阻層 2 2 0 光學微影製程 2 3 0 光阻 2 4 0 酸化製程 2 5 0 擴散層 2 6 0 烘烤製程 2 7 0 反應層 2 8 0 顯影製程 3 0 0 半導體底材 310 光阻層 3 2 0 A 曝光製程 3 2 0 B 第一顯影製程 3 3 0 光阻 34 0 酸化製程 3 5 0 擴散層 3 6 0 烘烤製程 3 7 0 反應層 3 8 0 第二顯影製程 D1 第一線寬

第18頁 1254977 圖式簡單說明 D 2 第二線寬 d 擴散深度 Φ Φ 第19頁 111

Claims (1)

1254977 …… _案號92134467_年月心曰 修正_ 六、申請專利範圍 1. 一種圖案光阻的微縮方法，該圖案光阻的微縮方法至少 包含下列步驟： 提供一半導體底材，其上具有一第一線寬之一圖案光阻； 藉由一具氟基之酸性化學物質以形成一化學擴散層於該圖 案光阻上；

擴散該化學擴散層内之該具氟基之酸性化學物質至該圖案 光阻中使得該圖案光阻與該具氟基之酸性化學物質進行一 化學反應以形成一化學反應層於該圖案光阻之表層中；與 移除該化學反應層以修正該半導體底材上之該圖案光阻的 第一線寬而成一第二線寬。 2. 如申請專利範圍第1項所述之圖案光阻的微縮方法，其 中上述之具氟基之酸性化學物質的擴散方法係為一非等向 性擴散。 3. 如申請專利範圍第1項所述之圖案光阻的微縮方法，其 中上述之化學擴散層的擴散深度係取決於該具氟基之酸性 化學物質的擴散速率。

乜如申請專利範圍第1項所述之圖案光阻的微縮方法，其 中上述之擴散步驟與該化學反應係藉由一烘烤製程所進 行0 5.如申請專利範圍第1項所述之圖案光阻的微縮方法，其

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1254977 __案號 92134467 六、申請專利範圍 中上述之移除該化學反應層的方*更包含一顯影製程。 6.如申請專利範圍第i項所述之圖案光阻的 中上述之第二線寬與該第一線寬之差、 ^ 其 擴散深度。 <差即為該化學擴散層的 光阻的微縮方法，其 製程係藉由臨場反應 7 ·如申請專利範圍第1項所述之圖案 中上述之申請專利範圍第1項的所有 (in-s i tu )的方式進行。 8 · —種圖案光阻的微縮方法，該圖案光阻的微縮方法至+ 包含下列步驟： 夕 提供一半導體底材；4 形成一具有一第一化學極性之光阻層於該半導體底材上· 藉由該光阻層形成複數個具有一第一線寬之圖案光阻於丰 導體底材上； ' 形成複數個具有一具氟基之酸性物質之擴散層於該複數個 圖案光阻上； 擴政5亥衩數個擴散層之该具氟基之酸性物質至該複數個圖 案光祖中，且藉由該具氟基之酸性物質與該複數個圖案光 阻進行一化學反應以形成複數個具有第二化學極性之反應 層於該複數個圖案光阻之表層中；與 u =除該複數個反應層並使得該半導體底材上之該複數個圖 案光阻的該第一線寬變成一第二線寬。

第21頁 1254977 申請專利範圍 9^234467

由u申月專利範圍第8項所述之圖案光阻的微縮方法，甘 程。述之複數個圖案光阻的形成方法更包含一光學微私製 如申請+專利範圍第8項所述之圖案光阻的微縮方法，A 上述之複數個擴散層的形成方法更包含一酸化製程。“ 11 ·如申請^專利範圍第8項所述之圖案光阻的微縮方法，装 中上述具氟基之酸性物質能轉化該複數個圖案光阻 2 一化學極性成該第二化學極性。 。第 1 2·如申請專利範圍第8項所述之圖案光阻的微縮方法，复 中上述具氟基之酸性物質在該複數個圖案光阻内之一 · f 深度係取決於該具氟基之酸性物質的擴散速率。 擴政 13·如申請專利範圍第12項所述之圖案光阻的微縮方法 其中上述具氟基之酸性物質在該複數個 ， 散深度即為第二線寬與肖第'線寬之i。累光阻内之該擴 14.如申請專利範圍第8項所述之圖案光阻的微縮方 中上述之擴散步驟與該化學反應係藉由一烘烤製程 ，、 之。 疋订

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1254977 __號 92U4 仙 7 六、申請專利範圍 1 5 ·如申請專利範圍第8項所述之圖案光阻的微縮方法，其 中上述之移除該複數個反應詹的方法更包含一顯影製程。 1 6.如申請專利範圍第丨5項所述之圖案光阻的微縮方法， 其中上述之顯影製程更包含/具有第二化學極性之顯影 劑0 1 7 ·如申請專利範圍第8項所述之圖案光阻的微縮方法，其 中上述之申請專利範圍第8項的所有製程係藉由臨場反廡、 的方式進行。 ^ 1 8 · —種圖案光阻的微縮方法，該圖案光阻的微縮方法至 少年含下列步驟： ‘ 提供一半導體底材； 形成一具有親油性之光阻層於該半導體底材上； 藉由一曝光製程定義複數個具有一第一線寬之圖案區於該 光阻層上； 以 進行一第一顯影製程以形成複數個具有第一線寬之圖案光 阻於該半導體底材上之該複數個圖案區中； 進行一酸化製程以共形生成一具有具氟基之酸性物質之擴 散層於該複數個圖案光阻與該半導體底材之表面上； Κ 進行一烘烤製程以使該擴散層内之該具氟基之酸性物質擴 散至該複數個圖案光阻中，同時使得該具氟基之酸性物質 與該複數個圖案光阻進行一鍊鎖反應以轉化該具氟基之酸

1254977 94. —-—案號9213MR7 _年 月 日 倦π： __ 六、申請專利範圍 性物質之擴散深度内的該複數個圖案光阻之該親油性成一 親水性，並形成複數個具有該親水性之反應層於該複數個 圖案光阻之表層上；與 進行一第二顯影製程以去除該複數個反應層並使得該半導 體底材上之該複數個圖案光阻的該第一線寬變成一第二線 寬。

1 9 ·如申請專利範圍第1 8項所述之圖案光阻的微縮方法， 其中上述之光阻層包含一化學放大光阻材質。 2 0 ·如申請專利範圍第丨8項所述之圖案光阻的微縮方法， 其中上述之酸化製程更包含一旋塗製程。 2 1 ·如申請專利範圍第1 8項所述之圖案光阻的微縮方法， 其中上述具氟基之酸性物質在該複數個圖案光阻中的擴散 深度係取決於該具氟基之酸性物質的擴散速率。

2 2 ·如申請專利範圍第1 8項所述之圖案、光阻的微縮方法， 其中上述之烘烤製程可藉由，製程時間控制該複數個反應 層的寬度。 2 3 ·如申請專利範圍第2 2項所述之圖案光阻的微縮方法， 其中上述之複數個反應層的寬度係隨著該製程時間的增加 而增加。

第24頁 1254977 案號 921：U4i^__-§___ 六、申請專利範圍 2 4 ·如申請專利範圍第2 2項所述之圖案光阻的微縮方法， 其中上述之製程時間約為10秒至6 0 0秒。 2 5 ·如申請專利範圍第丨8項所述之圖案光阻的微縮方法， 其中上述之烘烤製程可藉由〆製程溫度控制該反應層的寬 度。 2 6 ·如申請專利範圍第2 5項所述之圖案光阻的微縮方法，

其中上述之複數個反應層的寬度係隨著該製程溫度的增加 而增加。 2 7 ·如申請專利範圍第2 5項所述之圖案光阻的微縮方法， 其中上述之製程溫度約為50 °C至2〇〇 °C。 28·如申請專利範圍第18項所述之圖案光阻的微縮方法， 其中上述之第二顯，影製程更包含具有親水性之顯影劑。

29·如申請專利範圍第18項所述之圖案光阻的微縮方法， 其中上述之所有製程係藉由臨場反應的方式進行。 3 〇 · 一種光阻的微縮方法，包含： 提供一底材； 形成一光阻層於該底材上；

第25頁 1254977 94m _案號92134467_年月日 修正_ 六、申請專利範圍 曝光該光阻層，以形成一第一光阻區與一第二光阻區； 形成一化學擴散層於該第一光阻區與該第二光阻區上； 烘烤該化學擴散層、該第一光阻區與該第二光阻區；以及 顯影該化學擴散層、該第一光阻區與該第二光阻區。 3 1.如申請專利範圍第3 0項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之第二光阻區包含一第一化學物質。

3 2.如申請專利範圍第3 1項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之第一化學物質為一酸性物質。 3 3.如申請專利範圍第31項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之化學擴散層包含一第二化學物質。 3 4.如申請專利範圍第3 3項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之第一化學物質與該第二化學物質具有相同之成份。

3 5. 如申請專利範圍第3 1項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之第一化學物質包含一具氣基之酸性物質1 2 3 4

第26頁 1 6.如申請專利範圍第3 3項所述之光阻的微縮方法，其中 2 上述之第二光阻區之該第一化學物質與該化學擴散層之第 3 二化學物質，於進行該烘烤製程時會擴散至該第一光阻區 4 中，並與第一光阻區中之成份作用，以於該第一光阻區中 1254977 Mir曰 修正 ---- 案號 921344R7 六、申凊專利範圍 形成一化學反應層 3 7·如申請專利範圍第36項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之第一光阻區之一線寬會於該顯影製程中縮小。 3 8 ·如申請專利範圍第3 了項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之第一光阻區所具被縮小之該線寬大小係決定於該第 一化學物質之擴散速率。 3 9 ·如申請專利範圍第3 8項戶斤述之光阻的微縮方法’包含 以該烘烤製程之一烘烤時間決定該第一光阻區被縮小之該 線寬大小。 40·如申請專利範圍第39項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之烘烤製程之烘烤時間約為1 0秒到6 0 0秒之間。 41 ·如申請專利範圍第38項所述之光阻的微縮方法，包含 以該烘烤製程之一烘烤溫度決定該第一光阻區被縮小之該 線寬大小。 42·如申請專利範圍第41項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之該烘烤製程之該烘烤溫度約維持在攝氏5 〇度到攝氏 200度之間。

1254977 § 2 ；ί _案號92134467_年月· 曰 修正_ 六、申請專利範圍 4 3. —種光阻的微縮方法，包含： 提供一底材； 形成一光阻層於該底材上； 形成一化學擴散層於該光阻層上； 曝光該光阻層，以形成一第一光阻區與一第二光阻區； 烘烤該化學擴散層、該第一光阻區與該第二光阻區；以及 顯影該化學擴散層、該第一先阻區與該第二光阻區。

4 4.如申請專利範圍第43項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之化學擴散層為透明。 4 5.如申請專利範圍第43項所述之光阻的微縮方法，其中 上if之第二光阻區包含一第一化學物質。 4 6.如申請專利範圍第4 5項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之化學擴散層包含一第二化學物質。

47. 如申請專利範圍第4 6項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之第二光阻區之該第一化學物質與該化學擴散層之第 二化學物質，於進行該烘烤製程時會擴散至該第一光阻區 中，並與第一光阻區中之成份作用，以於該第一光阻區中 形成一化學反應層。 48. 如申請專利範圍第4 7項所述之光阻的微縮方法，其中

第28頁 1254977 魏m _案號92134467_年月日__ 六、申請專利範圍 上述之第一光阻區之一線寬會於該顯影製程中縮小。 4 9. 如申請專利範圍第4 8項所述之光阻的微縮方法，其中 上述之第一光阻區所具被縮小之該線寬大小係決定於該第 一化學物質之擴散速率。

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