专利名称：多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法
技术领域：
本发明涉及一种多阶段烘烤光阻的方法，特别是有关于一种光刻品质改善的方法。
参见
图1中，图中所示是现有的光阻烘烤的流程示意图，依序为曝光前烘烤110，光阻曝光115，曝光后烘烤120，光阻显影125及显影后烘烤130。而使用热垫板加热晶片，因此光阻的受热来源，是来自晶片接受热垫板所传来的热源，因此内部的溶剂将接受较表面为高的热能，以趋使内部的溶剂往表面移动而离开光阻。
但是当光阻完成图案转移之后，并完成下一个半导体工艺之后，例如离子注入(Ion Implant)工艺、干式蚀刻等等，却总是在工艺检查时，发现元件电性测试不良的情形，此种的不良往往形成一批量的问题元件的产生，其对工艺良率形成重大的障碍。因此如何能改善电性测试不良的主因，更因此提高工艺的良率，为半导体生产厂商所殷殷企盼。
本发明的目的之一，是利用一多阶段性的光阻烘烤，以改善光刻品质及增加良率的方法。
本发明的另一目的，是利用一多阶段性的光阻烘烤，以增加光阻烘烤时的工艺裕度。
根据以上所述的目的，本发明提供一种多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，包含先涂布光阻于晶片上，再进行曝光前烘烤光阻，然后曝光图案于光阻之上，再进行多阶段式烘烤光阻，显影光阻及显影后的烘烤光阻。
本发明亦可使用于光阻被涂布于一晶片之上后，即对光阻进行多阶段式烘烤，使光阻逐步达到预定的硬化程度，然后再进行晶片上的光阻的曝光工艺。
本发明更可以使用于光阻被显影之后，再对光阻进行多阶段式烘烤，使光阻逐步达到所需的硬化程度后，以进行光阻蚀刻。
其中上述的多阶段式烘烤光阻包含三阶段式烘烤光阻，亦可为连续升温烘烤光阻的方式进行。
因此本发明的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，利用多阶段的方式于工艺中对光阻进行多次的烘烤，或是使用一连续升温的方式对光阻进行烘烤，不仅不会增加能量的需求且可改善烘烤的裕度，更重要的是能产生较佳的光阻轮廓，使工艺的良率大幅的提升，对半导体工艺提供了重要的改善。
本发明的较佳实施例将于下面的说明文字中辅以下列图形做更详细的阐述，其中图1为现有的光阻烘烤的流程示意图；图2A为现有的光阻烘烤工艺，使用较高的曝光后烘烤温度所形成的不良缺陷剖面示意图；图2B为现有的光阻烘烤工艺，使用较低的曝光后烘烤温度所形成的不良缺陷剖面示意图；图2C为使用本发明的阶段光阻烘烤工艺，形成的光阻图案的剖面示意图；图3为本发明一较佳实施例的光阻烘烤的工艺示意图；以及图4为本发明另一较佳实施例的光阻烘烤的工艺示意图。
图号符号说明110 曝光前烘烤115光阻曝光120 曝光后烘烤125光阻显影130 显影后烘烤210光阻212残留光阻220光阻222光阻凹陷230光阻310光阻曝光320曝光后烘烤 330曝光后烘烤340曝光后烘烤 350光阻显影410光阻曝光420曝光后烘烤430光阻显影本发明的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，经过长时间的问题元件的不良分析，发现现有的光阻烘烤工艺，虽然在光刻工艺的每一阶段，均利用适当的温度烘烤光阻，使光阻上的图案得以移转，并将不需要的光阻加以去除。但是部分光阻因为对于曝光后烘烤的温度甚为敏感，故当使用略高的曝光后烘烤温度时，会产生如图2A中所示的利用现有的光阻烘烤工艺，当使用较高的曝光后烘烤温度所形成的不良缺陷剖面示意图的情况发生。其中，光阻210因为底部的光阻被加热过度，因而在显影完成之后，虽已去除不需要的光阻的保护，但依然存在着残留光阻212的情况。
参见图2B，是现有的光阻烘烤工艺，但使用较低的曝光后烘烤温度所形成的不良缺陷剖面示意图。其中，光阻220在不需要的光阻被去除之后，形成光阻凹陷222的情形。故当下一个工艺中的离子注入或是干式蚀刻进行时，将对晶片表面原本因该被注入或被蚀刻的位置，因为残留光阻或光阻凹陷的情况，而使结果与预定的情况不尽相同，因此在工艺完成后的电性测试时，将发现许多的电性测试不良的情况，因此使得工艺良率因而降低。
参见图2C，是使用本发明的多阶段光阻烘烤工艺，所形成的光阻图案的剖面示意图。如图中所示，利用本发明的多阶段光阻烘烤工艺，可有效的改善光阻230及其外观轮廓的情形。以下将以本发明的较佳实施例，清楚说明本发明的方法及精神，如本领域技术人员在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
参阅图3，是本发明一较佳实施例的光阻烘烤的工艺示意图。如图中所示，此较佳实施例所使用的光阻烘烤的流程，依序为光阻曝光310，曝光后烘烤320、330、340及光阻显影350。其最主要的原因在于，经多次测试工艺条件后发现，如前所述，当曝光后烘烤的温度太低的时候，容易引起光阻凹陷的情况，当曝光后烘烤的温度太高的时候，容易引起光阻残留的情况。其原因在于当温度太高，将使光阻烘烤过度，因热垫板的热能是由晶片下方向上传导至光阻的表面，故下方的光阻因而残留。相同的，当温度太低，将使光阻表面的烘烤不足，故光阻的表面因而产生凹陷的情况。欲克服此种问题，无论是调高曝光后烘烤的温度或降低曝光后烘烤的温度，均不见其效，反而使得此工艺的曝光后烘烤的温度的工艺裕度，日渐紧缩使生产更形困难。为彻底改善此一现象，反复多次的实验后终于发现，若将曝光后烘烤的温度的温度区间划分为三个区段加以烘烤，即分为曝光后烘烤320、曝光后烘烤330与曝光后烘烤340三个温度梯度进行烘烤。其中，曝光后烘烤320的温度是以较低的温度加以烘烤，曝光后烘烤330的温度略高于曝光后烘烤320的温度，曝光后烘烤340的温度再以原工艺中要求的温度烘烤。使用此三阶段的曝光后烘烤的工艺可有着较佳的光阻图案转移，如图2C中所示的光阻轮廓，而且工艺裕度也较原工艺中可更为放大，即可使光阻对曝光后烘烤的温度不至于如此敏感，其对工艺品质的提升提供了更好的控制能力。例如以日商三菱(Misubishi)所生产的NFR107光阻材料，当使用本发明的多阶段光阻烘烤工艺，进行曝光后烘烤，先以50℃烘烤光阻约30秒，接着再以80℃烘烤光阻约40秒，最后再以100℃烘烤光阻约50秒，光阻可获得较佳的轮廓形状。
参见图4，是本发明另一较佳实施例的光阻烘烤的工艺示意图。如图中所示，其流程可分为光阻曝光410、曝光后烘烤420及光阻显影430。而与前述的实施例的不同处在于，此一较佳实施例的曝光后烘烤420，是使用一连续升温的方式来进行，由较低的温度缓缓的升起。例如同前例以日商三菱(Misubishi)所生产的NFR107光阻材料，进行曝光后烘烤，以50℃至100℃连续升温的方式，烘烤光阻约120秒，亦可获得光阻较佳的轮廓形状。
本发明的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，利用多阶段的方式于曝光完成后对光阻进行多次的烘烤，或是使用一连续升温的方式对光阻进行烘烤，不仅不会增加能量的需求且可改善烘烤的裕度，更重要的是能产生较佳的光阻轮廓，使工艺的良率大幅的提升，对半导体工艺提供了重要的改善。本发明的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，亦可使用于曝光前烘烤或显影后烘烤工艺，当不限定使用于曝光后的光阻烘烤，可视实际的光阻使用及其烘烤敏感度的特性工艺，进行多阶段烘烤光阻，以改善光阻的轮廓及光刻的品质。
如本领域技术人员所了解的，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，至少包含涂布一光阻；第一次烘烤该光阻；曝光一图案于该光阻；使用连续多阶段式烘烤该光阻，使该光阻逐步达到预定的硬化程度；显影该光阻；以及第二次烘烤该光阻。
2.如权利要求1所述的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，其特征在于上述的使用连续多阶段式烘烤该光阻包含，使用至少二阶段式烘烤该光阻。
3.如权利要求1所述的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，其特征在于上述的使用连续多阶段式烘烤该光阻包含第一次曝光后烘烤该光阻，使用50℃烘烤30秒；第二次曝光后烘烤该光阻，使用80℃烘烤40秒；以及第三次曝光后烘烤该光阻，使用100℃烘烤50秒。
4.如权利要求1所述的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，其特征在于上述的第一次烘烤该光阻，是曝光前烘烤该光阻。
5.如权利要求1所述的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，其特征在于上述的第二次烘烤该光阻，是显影后烘烤该光阻。
6.如权利要求1所述的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，其特征在于包含，使用连续升温式烘烤该光阻，在一预定的时间，从第一预定温度连续加温至一第二预定温度，其中该第二预定温度高于该第一预定温度。
7.如权利要求6所述的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，其特征在于上述的连续升温式烘烤该光阻，是在120秒内，从50℃至连续加温至100℃的方式烘烤该光阻。
8.一种多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，至少包含涂布一光阻；使用连续多阶段式烘烤该光阻，使该光阻逐步达到预定的硬化程度；以及曝光一图案于该光阻。
9.如权利要求8所述的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，其特征在于上述的使用连续多阶段式烘烤该光阻包含，使用至少二阶段式烘烤该光阻。
10.如权利要求8所述的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，其特征在于上述的使用连续多阶段式烘烤该光阻包含，使用连续升温式烘烤该光阻。
11.一种多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，至少包含显影一光阻；使用连续多阶段式烘烤该光阻，使该光阻逐步达到预定的硬化程度；以及去除该光阻。
12.如权利要求11所述的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，其特征在于上述的使用连续多阶段式烘烤该光阻包含，使用至少二阶段式烘烤该光阻。
13.如权利要求11所述的多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，其特征在于上述的使用连续多阶段式烘烤该光阻包含，使用连续升温式烘烤该光阻。
全文摘要
一种多阶段烘烤光阻以改善光刻品质的方法，先涂布光阻于晶片上，再进行曝光前烘烤光阻，然后曝光图案于光阻之上，再进行多阶段式烘烤光阻，显影光阻及显影后的烘烤光阻。本发明亦可使用于光阻的曝光前烘烤或光阻显影后的烘烤，对光阻进行多阶段式烘烤，使光阻逐步达到预定的硬化程度。其中上述的多阶段式烘烤光阻包含至少二阶段式烘烤光阻或连续升温烘烤光阻的方式。本发明利用多阶段的烘烤方式，可改善烘烤的裕度及较佳的光阻轮廓，使工艺的良率提升。
文档编号G03F7/16GK1462910SQ0212196
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月29日 优先权日2002年5月29日
发明者蔡文彬 申请人:旺宏电子股份有限公司