專利名稱：縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法及使用此方法形成的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基本電氣元件領(lǐng)域半導(dǎo)體器件中的半導(dǎo)體制程，特別是涉及一種縮小圖案的間格尺寸(spacing dimension)或間距(pitch)的半導(dǎo)體制程的縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法及使用此方法形成的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前集成電路具有廣泛的功用。而典型的集成電路包括用導(dǎo)體的互相連接的線(interconnect lines)(即內(nèi)聯(lián)線)電性連接的電子組件。內(nèi)聯(lián)線通常是將位于半導(dǎo)體晶圓表面上形成的導(dǎo)體層圖案化而形成的，且可圖案化一個或多個導(dǎo)體層并以一個或多個內(nèi)層介電結(jié)構(gòu)來分隔一層或多層內(nèi)聯(lián)線。
在很多應(yīng)用中，包含金氧半(MOS)晶體管(即電晶體)的集成電路可以提供較其它電路如主動電子組件(如雙極性晶體管)優(yōu)異的功效。而金氧半晶體管是形成在半導(dǎo)體晶圓上，且通常是在主要晶圓表面的定義的主動區(qū)域中。
在硅晶圓上形成的集成電路中，大多是使用多晶質(zhì)硅(即多晶硅)來形成內(nèi)聯(lián)線，包括金氧半晶體管的閘極電極。用以形成金氧半晶體管的閘極電極的多晶硅的使用，可使金氧半晶體管的源極與汲極區(qū)域精確定義在如自對準(zhǔn)制程(self-aligned process)中。在自對準(zhǔn)制程中，可將源極/汲極區(qū)域與閘極電極之間的重疊部分縮至最小，來增進(jìn)金氧半晶體管(與電路)的效能。
當(dāng)用多晶硅形成金氧半晶體管的閘極電極時，通常在閘極絕緣層上沉積無摻雜多晶硅(undoped polysilicon)，其中閘極絕緣層通常是二氧化硅。因此閘極絕緣層通常是作為閘氧化層。
在典型的自對準(zhǔn)制程中，會在硅晶圓的定義的主動區(qū)域中，先在硅晶圓的暴露表面上成長二氧化硅(即氧化物)的高度控制層(highly controlledlayer)。之后，在整個半導(dǎo)體晶圓上沉積多晶硅，不圖案化以形成所需的內(nèi)聯(lián)線圖案，如閘極電極。部分沒被多晶硅圖案覆蓋的閘氧化層會被蝕刻掉，并且使硅晶圓暴露于一摻質(zhì)源(dopant source)下。結(jié)果摻質(zhì)原子會植入硅晶圓(即基底)中，而在基底中形成擴(kuò)散接合(diffusion junction)。這個擴(kuò)散接合會形成金氧半晶體管的源極與汲極區(qū)域。摻質(zhì)原子也會植入多晶硅圖案(即多晶硅圖案也是摻雜的)中。多晶硅圖案的摻雜會降低多晶硅圖案的電阻率(resistivity)、增加多晶硅圖案的導(dǎo)電率。
前述自對準(zhǔn)制程中，源極與汲極區(qū)域只形成在基底上沒被多晶硅層覆蓋的區(qū)域上，而源極與汲極區(qū)域不能延伸到多晶硅閘極電極下。而源極/閘極/汲極重疊部分愈小，愈能增進(jìn)金氧半晶體管的功效。
集成電路圖案通常是經(jīng)由一平版印刷制程(如微影制程)去圖案化想要的材質(zhì)薄片或?qū)?。在微影制程期間，會去除(如介層窗的蝕刻)想要的材質(zhì)層的不想要的部分，而剩下想要的定義圖案包含了想要的材質(zhì)。
在集成電路中，通常在電路中導(dǎo)體圖案(如內(nèi)聯(lián)線)之間必須互相隔離，以避免電性接觸以及降低電容與訊號交互干擾(cross talk)?！伴g距”通常是用以表示圖案的參考點(如一邊或中心點等)與相鄰類似圖案的對應(yīng)點之間的距離。通常在集成電路的設(shè)計期間需列出欲達(dá)到一定功效的間距，并在集成電路的制造期間維持間距大小。
而集成電路一般分成電子組件的關(guān)鍵(critical)規(guī)格(如尺寸)及/或每一單元面積的電子組件密度(組件積集度)。為了獲得較高的效能，半導(dǎo)體制造的趨勢逐漸往較小的電子組件與較密集的集成電路(較高的組件積集度)發(fā)展。要制造較密集的集成電路就需承擔(dān)導(dǎo)體圖案之間間距的降低，而且用以形成圖案的微影制程的限制通常決定了電子組件的關(guān)鍵規(guī)格(如尺寸)，如圖案之間的最小間距。而通常包括導(dǎo)體圖案的集成電路圖案是以用來形成圖案的微影制程所允許的限制彼此緊鄰配置。
為了增加每一單元面積的電子組件密度(即較高的組件積集度)，縮小集成電路的鄰近圖案之間的間隔距離以及導(dǎo)體圖案的間距已成為一大需求。
為了解決上述問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決的道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法及使用此方法形成的結(jié)構(gòu)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有常規(guī)的方法及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試驗及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，而提供一種縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法及使用此方法形成的結(jié)構(gòu)，所要解決的主要技術(shù)問題是使其能夠縮小集成電路的鄰近圖案之間的間隔距離以及導(dǎo)體圖案的間距，可增加半導(dǎo)體基底的每一單元面積的電子組件密度，即可容許更多的電子組件，譬如具有較高階的組件積集度，從而在總體上具有增進(jìn)的功效，更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法，其包括提供一結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括一基底、在該基底上的一導(dǎo)體層、配置在該導(dǎo)體層上的復(fù)數(shù)個光阻圖案、在每一光阻圖案的側(cè)壁上的一聚合層以及在該聚合層與該些光阻圖案上的一材質(zhì)層；暴露該些光阻圖案的上表面，以保留該材質(zhì)層的一剩余部分；去除該聚合層；使用該光阻圖案與該材質(zhì)層的該剩余部分作為蝕刻罩幕，以圖案化該導(dǎo)體層，藉以形成復(fù)數(shù)個導(dǎo)體圖案；以及去除該些光阻圖案與該材質(zhì)層的該剩余部分。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的方法，其中所述的該些光阻圖案具有一間距，且該些導(dǎo)體圖案具有一間距，其中該導(dǎo)體圖案的該間距大概是該光阻圖案的該間距的一半。
前述的方法，其中所述的該些光阻圖案是藉由一微影制程所形成的，其中該些光阻圖案的一間距與該微影制程所能容許的間距一樣小。
前述的方法，其中所述的材質(zhì)層包括一種揮發(fā)溫度大于該聚合層的聚合材質(zhì)揮發(fā)溫度的材質(zhì)。
前述的方法，其中所述的該些光阻圖案包括一種揮發(fā)溫度大于該聚合層的聚合材質(zhì)揮發(fā)溫度的材質(zhì)。
前述的方法，其中所述的材質(zhì)層包括一底抗反射涂布材質(zhì)或一旋涂玻璃材質(zhì)。
前述的方法，其中所述的材質(zhì)層包括一底抗反射涂布材質(zhì)，且其中在一道制程中施行去除該些光阻圖案與該材質(zhì)層的該剩余部分去處的該步驟。
前述的方法，其中所述的聚合層的形成是使用一介電解析增進(jìn)涂布技術(shù)來完成。
前述的方法，其中所述的聚合層的形成是在一蝕刻器中完成的。
前述的方法，其中提供該結(jié)構(gòu)包括提供一結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有在每一光阻圖案的側(cè)壁上與上表面上的一聚合層；以及暴露該些光阻圖案的上表面包括從該些光阻圖案的上表面去除部分該材質(zhì)層，以暴露該些光阻圖案的上表面。
前述的方法，其中是在一蝕刻器中修整該結(jié)構(gòu)的該些光阻圖案。
前述的方法，其中所述的提供該結(jié)構(gòu)的步驟，包括以下步驟在該基底上形成該導(dǎo)體層；在該導(dǎo)體層上形成一光阻層；圖案化該光阻層，以形成該些光阻圖案；修整該些光阻圖案；在每一光阻圖案的側(cè)壁與頂面上形成該聚合層；以及在該聚合層與該些光阻圖案上形成該材質(zhì)層。
前述的方法，其中所述的該些光阻圖案具有一間距，且該些導(dǎo)體圖案具有一間距，其中該導(dǎo)體圖案的該間距大概是該光阻圖案的該間距的一半。
前述的方法，其中所述的該些光阻圖案是藉由一微影制程所形成的，其中該些光阻圖案的一間距與該微影制程所能容許的間距一樣小。
前述的方法，其中當(dāng)該材質(zhì)層包括一種揮發(fā)溫度大于該聚合層的聚合材質(zhì)揮發(fā)溫度的材質(zhì)時；以及該些光阻圖案包括一種揮發(fā)溫度大于該聚合層的聚合材質(zhì)揮發(fā)溫度的材質(zhì)。
前述的方法，其中所述的聚合層的形成是使用一介電解析增進(jìn)涂布技術(shù)來完成。
前述的方法，其中所述的該些光阻圖案是在一蝕刻器中修整該些光阻圖案。
前述的方法，其中所述的該些光阻圖案是在包括氧氣與溴化氫氣的一氣氛下修整該些光阻圖案。
本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法，其中包括復(fù)數(shù)個導(dǎo)體圖 案，所述導(dǎo)體圖案之間距是微影制程所能容納的間距的一半。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法及使用此方法形成的結(jié)構(gòu)，其方法包括形成一結(jié)構(gòu)，其包括一基底、在基底上的一導(dǎo)體層、配置在導(dǎo)體層上的數(shù)個光阻圖案、在每一光阻圖案的頂面與側(cè)壁上的一聚合層(polymerlayer)以及在該聚合層與光阻圖案上的一材質(zhì)層(material layer)。之后，去除材質(zhì)層之上部分，以暴露光阻圖案與聚合層的上表面，且保留材質(zhì)層的一剩余部分。接著，去除聚合層，再使用光阻圖案與材質(zhì)層的剩余部分作為蝕刻罩幕，以圖案化導(dǎo)體層，藉以形成導(dǎo)體圖案。然后去除光阻圖案與材質(zhì)層的剩余部分。
而材質(zhì)層可由一種揮發(fā)溫度大于聚合層的聚合材質(zhì)揮發(fā)溫度的材質(zhì)形成。再者，光阻層可由一種揮發(fā)溫度大于聚合層的聚合材質(zhì)揮發(fā)溫度的光阻材質(zhì)形成。在此情形下，可在一夠低的溫度下將聚合層的聚合材質(zhì)在一灰化室(ashing chamber)中揮發(fā)掉，且此溫度下的材質(zhì)層及光阻圖案并不會發(fā)生作用。除了側(cè)壁之外，聚合層也可形成在光阻圖案的頂面。
在光阻圖案是藉由一微影制程形成，且光阻圖案的間距與微影制程所能容許的間距一樣小時，用上述方法制作的導(dǎo)體圖案的間距大概是光阻圖案的間距的一半。所以，最后在導(dǎo)體圖案之間在間距上的修整將使得半導(dǎo)體基底的每一單元面積(unit area)可容許更多的電子組件(譬如較高階的組件積集度)。
綜上所述，本發(fā)明提出的特殊的縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法及使用此方法形成的結(jié)構(gòu)，其方法包括形成一結(jié)構(gòu)，其包括一基底、在基底上的一導(dǎo)體層、配置在導(dǎo)體層上的數(shù)個光阻圖案、在每一光阻圖案的頂面與側(cè)壁上的一聚合層以及在聚合層與光阻圖案上的一材質(zhì)層。之后，去除材質(zhì)層之上部分，以暴露光阻圖案與聚合層的上表面，且保留材質(zhì)層的一剩余部分。接著，去除聚合層，再使用光阻圖案與材質(zhì)層的剩余部分作為蝕刻罩幕，以圖案化導(dǎo)體層，藉以形成導(dǎo)體圖案。然后，去除光阻圖案與材質(zhì)層的剩余部分。本發(fā)明能夠縮小集成電路的鄰近圖案之間的間隔距離以及導(dǎo)體圖案的間距，可增加半導(dǎo)體基底的每一單元面積的電子組件密度，即可容許更多的電子組件，譬如具有較高階的組件積集度，從而在總體上具有增進(jìn)的功效，更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。其具有上述諸多優(yōu)點及實用價值，在方法及產(chǎn)品上確屬創(chuàng)新，且在方法、產(chǎn)品或功能上皆有較大改進(jìn)，在技術(shù)上有較大進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，而確實具有增進(jìn)的功效，從而更加適于實用，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
本發(fā)明的具體方法及其使用此方法形成的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及附圖詳細(xì)給出。


圖1是具有一二氧化硅層(即氧化物)形成于其上的一半導(dǎo)體基底的剖面示意圖。
圖2是圖1的剖面示意圖，其中在氧化層上形成有一導(dǎo)電層(即導(dǎo)體層)。
圖3是圖2的剖面示意圖，其中在導(dǎo)體層上形成有一光阻層。
圖4是圖3的剖面示意圖，其中在經(jīng)過光阻層的圖案化步驟后，會在導(dǎo)體層上剩下兩個光阻圖案。
圖5是圖4的剖面示意圖，其中在光阻圖案上實施一修整作業(yè)之后，光阻圖案的暴露出的部分會被去除。
圖6是圖5的剖面示意圖，其是在每一光阻圖案側(cè)壁與頂面上形成一聚合層。
圖7是圖6的剖面示意圖，其是在光阻圖案與聚合層上形成一材質(zhì)層。
圖8是圖7的剖面示意圖，其是進(jìn)行一去除材質(zhì)層上表面的工作，以使材質(zhì)層的上表面與聚合層及光阻圖案的上表面一樣平坦(即齊平)。
圖9是圖8的剖面示意圖，其是接續(xù)一灰化制程，以在一夠低的溫度下將聚合層去除，且此溫度下的材質(zhì)層及光阻圖案不會發(fā)生作用。
圖10是圖9的剖面示意圖，其是接續(xù)一蝕刻作業(yè)，期間使用光阻圖案與材質(zhì)層的剩余部分作為蝕刻罩幕，以圖案化導(dǎo)體層，藉以在氧化層上形成數(shù)個導(dǎo)體圖案。
圖11是圖10的剖面示意圖，其是接續(xù)去除光阻圖案與材質(zhì)層的剩余部分，以在氧化層上留下導(dǎo)體圖案。
20基底 22氧化層24導(dǎo)體層26上表面30上表面28光阻層
28A光阻圖案28B光阻圖案32A暴露出的部分32B暴露出的部分34 聚合層 34A部份34B部份36 聚合層36A部份36B部份38 側(cè)壁40 側(cè)壁42 側(cè)壁44 側(cè)壁46 材質(zhì)層 48 上表面部分50上表面 52A-52C剩余部分54A-54E導(dǎo)體圖案P1、P2間距具體實施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法及使用此方法形成的結(jié)構(gòu)其具體方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
以下為詳細(xì)的本發(fā)明的較佳實施例，并附有圖標(biāo)說明。而且在圖標(biāo)中以及在描述中所使用的相同或類似標(biāo)號就表示同一個構(gòu)件。并請注意圖標(biāo)均為簡化形式，而非精確的規(guī)格。在此所揭露的僅是為了說明的方便與清晰，而方向性用語如頂部、底部、左、右、上、下、在上、在下、向上、向下、前、后是用于解釋圖標(biāo)。然而上述這些方向性用語并非用以限定本發(fā)明的范圍。
雖然本發(fā)明已在該較佳實施例揭露出來，然而其并非是用以限定本發(fā)明，而是作為范例之用。以下詳細(xì)描述是用來涵蓋所有在本發(fā)明所附的專利保護(hù)范圍定義的精神與范圍的更動、選擇與等同者。
在此描述的制程、步驟與結(jié)構(gòu)并沒有涵蓋制造集成電路所需的所有動作。本發(fā)明可結(jié)合現(xiàn)有習(xí)知的各種技術(shù)而實行，而且在此包含的一般制程步驟只是用來幫助理解本發(fā)明。
請參閱圖1至圖11所示，是用以描述一種縮小鄰近導(dǎo)體圖案的實施例。首先請參閱圖1所示，是具有一二氧化硅(即氧化物)層22形成于其上的一半導(dǎo)體基底20的剖面示意圖。而該半導(dǎo)體基底20譬如是一半導(dǎo)體晶圓(如硅晶圓)。該氧化層22，包括二氧化硅或是例如一閘氧化層。在此該氧化層22是一閘氧化層的話，則可使用一干氧化制程在基底20上表面上成長氧化層22。在干氧化制程期間，基底20可在一富含氧的氣氛中加熱。
請參閱圖2所示，是圖1的剖面示意圖，其中在氧化層22的上表面26上形成有一導(dǎo)電(即導(dǎo)體)層24。而氧化層22的底面是相對于上表面26而與基底20接觸。導(dǎo)體層24則例如是多晶質(zhì)硅(即多晶硅)制的。
導(dǎo)體層24如由多晶硅制作，則多晶硅可用化學(xué)氣相沉積制程沉積在氧化層22的上表面26上。而多晶硅最好有摻雜以增加其導(dǎo)電性。摻雜期間可將摻質(zhì)原子(如磷)導(dǎo)入多晶硅中。而摻雜可經(jīng)由后續(xù)的擴(kuò)散制程或是離子植入制程達(dá)成。另外也可在前述化學(xué)氣相沉積制程期間就地(in-situ)摻雜多晶硅。
請參閱圖3所示，是圖2的剖面示意圖，其中在導(dǎo)體層24的上表面30上形成有一光阻層28。該光阻層28譬如是一負(fù)光阻材料，其中暴露于光線下的部分光阻層28被聚合，故較難溶解。而光阻層28也可以是一正光阻材料，其中暴露于光線下的部分光阻層28較容易溶解。
請參閱圖4所示，是圖3的剖面示意圖，在一微影制程后，其中部分光阻層28會被去除，而在導(dǎo)體層24的上表面30上剩下兩個光阻圖案28A與28B，并且暴露出該光阻圖案28A與28B周圍的部分導(dǎo)體層24的上表面30。在微影制程期間，部分光阻層28被暴露于光線下，而使光阻層28被去除部分較容易溶解。較易溶的被去除部分例如可溶于一溶劑中，并被沖洗掉而在導(dǎo)體層24的上表面30上剩下兩個光阻圖案28A與28B。
在圖4中，光阻圖案28A與28B的間距標(biāo)示為“P1”。而該間距P1最好是與用以圖案化光阻層28的微影制程所能容許的一樣小，藉以形成光阻圖案28A與28B。
請參閱圖5所示，是圖4的剖面示意圖，是在光阻圖案28A與28B上實施一修整作業(yè)(trimming operation)之后，其中光阻圖案28A與28B暴露出的部分32A與32B會被去除。如圖5所示，上述暴露出的部分32A與32B包含光阻圖案28A與28B的側(cè)壁與上表面。這種修整作業(yè)可用干式蝕刻制程來完成，例如是在一高密度電漿(high-density plasma，簡稱HDP)蝕刻器(etcher)工具(tool)的腔體中施行，且需要導(dǎo)入氧氣(O2)與溴化氫(HBr)氣至腔體中。
請參閱圖6所示，是圖5的剖面示意圖，其是在光阻圖案28A與28B的側(cè)壁與頂面上形成聚合層。一第一聚合層34形成在光阻圖案28A的預(yù)面與側(cè)壁上，以及一第二聚合層36形成在光阻圖案28B的頂面與側(cè)壁上。
在圖6中，第一聚合層34的一部份34A與光阻圖案28A的右側(cè)側(cè)壁38相接觸，而第一聚合層34的另一部份34B則與光阻圖案28A的左側(cè)側(cè)壁40相接觸。同樣地，第二聚合層36的一部份36A與光阻圖案28B的右側(cè)側(cè)壁42相接觸，而第二聚合層36的另一部份36B則與光阻圖案28B的左側(cè)側(cè)壁44相接觸。
可在一蝕刻器中使用一介電解析增進(jìn)涂布技術(shù)(dielectricresolution enhancement coating technique)形成上述的聚合層34與36。而且，可用例如美國專利申請?zhí)柕?9/978,546號的全部或部分方法與裝置來形成該聚合層34與36，其內(nèi)容是做為參考之用。關(guān)于該聚合層34與36的形成，可以使用一蝕刻器并配合控制反應(yīng)中的沉積/蝕刻率(deposition/etching ratio)的方法(recipe)，以在光阻圖案的側(cè)壁及/或頂面上形成聚合層34與36。而反應(yīng)中使用的反應(yīng)氣體最好是不能與底層(underlayer)如導(dǎo)體層24作用的氣體。在本實施例中，聚合層34與36是在一雙電漿(dual plasma)蝕刻器中利用CH2F2與C4F8氣體形成的。
請參閱圖7所示，是圖6的剖面示意圖，其是在光阻圖案28A與28B及聚合層34與36上形成一材質(zhì)層46。如圖7所示，材質(zhì)層4 6也與導(dǎo)體層24的上表面30的暴露部分相接觸，其是延伸至光阻圖案28A與28B及聚合層34與36下。
通常用以形成材質(zhì)層46的材質(zhì)有一特性，可使其揮發(fā)溫度大于聚合層34與36的聚合材質(zhì)(polymer material)的揮發(fā)溫度。而用以形成材質(zhì)層46的材質(zhì)例如是具有一密度大于聚合材質(zhì)的密度，如較致密材料在較高溫度下才會揮發(fā)。另外，用以形成光阻層28(請參閱圖3)的光阻材質(zhì)也是在一大于聚合層34與36的聚合材質(zhì)的揮發(fā)溫度的溫度被揮發(fā)。而光阻材質(zhì)也可有大于聚合材質(zhì)密度的密度。
一般是在一氧化氣體氣氛下藉由加熱一表面來使用灰化制程(ashingprocess)去除表面的有機(jī)物質(zhì)(如光阻)。在灰化制程期間，有機(jī)物質(zhì)會被氧化并經(jīng)揮發(fā)(volatilization)而被去除。而在下述的一后續(xù)灰化制程中，用以形成聚合層34與36的聚合材質(zhì)會在夠低的溫度下在一灰化室中被揮發(fā)掉，在此溫度下的材質(zhì)層46的剩余部分及光阻圖案28A與28B不會發(fā)生反應(yīng)。
可用以形成材質(zhì)層46且揮發(fā)溫度大于聚合層34與36的聚合材質(zhì)的揮發(fā)溫度的已知材料包括可用的底抗反射涂布(bottom anti-reflectivecoating，簡稱BARC)材質(zhì)與旋涂玻璃(spin-on-glass)材質(zhì)。
請參閱圖8所示，是圖7的剖面示意圖，其是進(jìn)行一去除材質(zhì)層46上表面部分48的工作，以使該材質(zhì)層46的上表面50與聚合層34與36及光阻圖案28A與28B的上表面一樣平坦(即齊平)。結(jié)果聚合層34與36的上表面及光阻圖案28A與28B的上表面與材質(zhì)層46的上表面50一樣暴露出來。而去除作業(yè)(removal operation)后材質(zhì)層46的剩余部分52A-52C如圖8所示。可利用化學(xué)蝕刻制程、機(jī)械研磨制程或化學(xué)機(jī)械研磨(chemical-mechanical polishing，簡稱CMP)制程來去除材質(zhì)層46上表面部分48。
請參閱圖9所示，是圖8的剖面示意圖，其是接續(xù)一灰化制程，以在一夠低的溫度下將聚合層34與36去除，且此溫度下的材質(zhì)層46剩余部分52A-52C及光阻圖案28A與28B不會發(fā)生作用。在灰化制程期間，例如在雙電漿蝕刻器中利用CH2F2與C4F8氣體所形成的聚合層34與36的聚合材質(zhì)可在約攝氏100-150度的相當(dāng)?shù)蜏叵略谝换一抑斜粨]發(fā)掉。
如圖9所示，光阻圖案28A與28B及材質(zhì)層46剩余部分52A-52C在灰化制程后會在導(dǎo)體層24上留下分開的間隔。
請參閱圖10所示，是圖9的剖面示意圖，其是接續(xù)一蝕刻作業(yè)，期間使用光阻圖案28A與28B及材質(zhì)層46剩余部分52A-52C作為蝕刻罩幕，以圖案化導(dǎo)體層24，藉以在氧化層22上形成數(shù)個導(dǎo)體圖案54A-54E。蝕刻作業(yè)可例如是干式電漿蝕刻制程。而蝕刻制程最好是一選擇性蝕刻制程，且導(dǎo)體層24的材質(zhì)(如多晶硅)對氧化物(SiO2)選擇比相當(dāng)大。也就是說，未被光阻圖案28A與28B及材質(zhì)層46剩余部分52A-52C保護(hù)的部分會被去除，此時底下的氧化層22不會被影響。
請參閱圖11所示，是圖10的剖面示意圖，其是接續(xù)去除光阻圖案28A與28B及材質(zhì)層46剩余部分52A-52C。最后的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)56將包括導(dǎo)體圖案54A-54E，如作為金氧半(MOS)晶體管的閘極電極。
當(dāng)材質(zhì)層46是底抗反射涂布層時，光阻圖案28A與28B及材質(zhì)層46剩余部分52A-52C可被(如在一單一灰化制程期間)同時去除。而材質(zhì)層46是旋涂玻璃層時，光阻圖案28A與28B及材質(zhì)層46剩余部分52A-52C可藉由個別制程去除(如用干式電漿蝕刻制程去除材質(zhì)層46剩余部分52A-52C，以及用一灰化制程去除光阻圖案28A與28B)。
在圖11中，導(dǎo)體圖案54A-54E的間距標(biāo)示為“P2”。而該間距P2大概是圖4中的光阻圖案28A與28B的間距P1的一半。如上所述，間距P1最好是與用以圖案化光阻層28形成光阻圖案28A與28B的微影制程所能容許的一樣小。在此情形下，間距P2大概是微影制程所能容許的最小間距的一半。所以，最后在導(dǎo)體圖案(如圖11中的導(dǎo)體圖案54A-54E)的間距上的縮減將使得半導(dǎo)體基底的每一單元面積(unit area)可容許更多的電子組件(譬如較高階的組件積集度)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法，其特征在于其包括提供一結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括一基底、在該基底上的一導(dǎo)體層、配置在該導(dǎo)體層上的復(fù)數(shù)個光阻圖案、在每一光阻圖案的側(cè)壁上的一聚合層以及在該聚合層與該些光阻圖案上的一材質(zhì)層；暴露該些光阻圖案的上表面，以保留該材質(zhì)層的一剩余部分；去除該聚合層；使用該光阻圖案與該材質(zhì)層的該剩余部分作為蝕刻罩幕，以圖案化該導(dǎo)體層，藉以形成復(fù)數(shù)個導(dǎo)體圖案；以及去除該些光阻圖案與該材質(zhì)層的該剩余部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的該些光阻圖案具有一間距，且該些導(dǎo)體圖案具有一間距，其中該導(dǎo)體圖案的該間距大概是該光阻圖案的該間距的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的該些光阻圖案是藉由一微影制程所形成的，其中該些光阻圖案的一間距與該微影制程所能容許的間距一樣小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的材質(zhì)層包括一種揮發(fā)溫度大于該聚合層的聚合材質(zhì)揮發(fā)溫度的材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的該些光阻圖案包括一種揮發(fā)溫度大于該聚合層的聚合材質(zhì)揮發(fā)溫度的材質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的材質(zhì)層包括一底抗反射涂布材質(zhì)或一旋涂玻璃材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的材質(zhì)層包括一底抗反射涂布材質(zhì)，且其中在一道制程中施行去除該些光阻圖案與該材質(zhì)層的該剩余部分去處的該步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的聚合層的形成是使用一介電解析增進(jìn)涂布技術(shù)來完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于其中所述的聚合層的形成是在一蝕刻器中完成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中提供該結(jié)構(gòu)包括提供一結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有在每一光阻圖案的側(cè)壁上與上表面上的一聚合層；以及暴露該些光阻圖案的上表面包括從該些光阻圖案的上表面去除部分該材質(zhì)層，以暴露該些光阻圖案的上表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中是在一蝕刻器中修整該結(jié)構(gòu)的該些光阻圖案。
12.一種使用權(quán)利要求3縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法，其特征在于其中包括復(fù)數(shù)個導(dǎo)體圖案，所述導(dǎo)體圖案之間距是微影制程所能容納的間距的一半。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的提供該結(jié)構(gòu)的步驟，包括以下步驟在該基底上形成該導(dǎo)體層；在該導(dǎo)體層上形成一光阻層；圖案化該光阻層，以形成該些光阻圖案；修整該些光阻圖案；在每一光阻圖案的側(cè)壁與頂面上形成該聚合層；以及在該聚合層與該些光阻圖案上形成該材質(zhì)層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于其中所述的該些光阻圖案具有一間距，且該些導(dǎo)體圖案具有一間距，其中該導(dǎo)體圖案的該間距大概是該光阻圖案的該間距的一半。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于其中所述的該些光阻圖案是藉由一微影制程所形成的，其中該些光阻圖案的一間距與該微影制程所能容許的間距一樣小。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于其中當(dāng)該材質(zhì)層包括一種揮發(fā)溫度大于該聚合層的聚合材質(zhì)揮發(fā)溫度的材質(zhì)時；以及該些光阻圖案包括一種揮發(fā)溫度大于該聚合層的聚合材質(zhì)揮發(fā)溫度的材質(zhì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于其中所述的聚合層的形成是使用一介電解析增進(jìn)涂布技術(shù)來完成。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于其中所述的該些光阻圖案是在一蝕刻器中修整該些光阻圖案。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于其中所述的該些光阻圖案是在包括氧氣與溴化氫氣的一氣氛下修整該些光阻圖案。
20.一種使用權(quán)利要求15縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法形成的結(jié)構(gòu)，其特征在于其中包括復(fù)數(shù)個導(dǎo)體圖案，所述導(dǎo)體圖案之間距是微影制程所能容納的間距的一半。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種縮小導(dǎo)體圖案的間距的方法及使用此方法形成的結(jié)構(gòu)，其方法包括形成一結(jié)構(gòu)，其包括一基底、在基底上的一導(dǎo)體層、配置在導(dǎo)體層上的數(shù)個光阻圖案、在每一光阻圖案的頂面與側(cè)壁上的一聚合層以及在聚合層與光阻圖案上的一材質(zhì)層。之后，去除材質(zhì)層之上部分，以暴露光阻圖案與聚合層的上表面，且保留材質(zhì)層的一剩余部分。接著，去除聚合層，再使用光阻圖案與材質(zhì)層的剩余部分作為蝕刻罩幕，以圖案化導(dǎo)體層，藉以形成導(dǎo)體圖案。然后去除光阻圖案與材質(zhì)層的剩余部分。
文檔編號H01L21/027GK1471134SQ03140749
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月12日
發(fā)明者賴俊仁 申請人:旺宏電子股份有限公司