专利名称：应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种微影工艺(Photolithography)，且特别是有关于一种应用于罩幕式只读存储器编码布植(Code Implantation)的微影工艺。
通常罩幕式只读存储器的编码布植工艺，首先利用一光罩将形成于基底上的光阻层图案化，而暴露欲编码的通道区。接着，再以此图案化的光阻层为罩幕进行一离子植入工艺，以将离子植入于预定编码的通道域中。然而，罩幕式只读存储器的编码布植工艺中用来作为编码罩幕的光罩，通常会因电路设计的需求而在同一光罩上形成单一(Isolated)图案区与密集(Dense)图案区。然而，在进行图案转移的曝光步骤时，由于单一图案区的曝光的光强度较密集图案区的曝光的光强度为强，因此容易使密集图案区与单一图案区中的曝光图案因为光学邻近效应(Optical Proximity Effect，OPE)，而使关键尺寸产生偏差。如此，将会使罩幕式只读存储器在进行通道离子植入步骤时，导致离子植入区块的位置发生对不准(Misalignment)的现象，进而造成只读存储器存储单元内的数据错误，影响存储器的操作性能，使产品的可靠性降低。
公知方法中，为了解决罩幕式只读存储器的编码罩幕的密集图案区与单一图案区的曝光图案的关键尺寸不一致的问题，大多是利用光学邻近校正法(Optical Proximity Correction，OPC)或是相移式光罩(Phase Shift Mask，PSM)技术等等。其中，光学邻近校正法是利用辅助图案的设计以消除邻近效应所造成的关键尺寸偏差现象。然而，此种方式必须设计具有特殊图案的光罩。因此，其除了光罩制作较为费时之外，更提高了制造光罩的困难度与制造成本。此外，在光罩制造完成之后，要进行光罩图案的缺陷改良(Debug)也极为不易。
再者，在目前的微影工艺中，若是使用248nm波长的光源来进行曝光工艺，其曝光分辨率的极限仅能达到形成关键尺寸约为0.16微米左右的图案。然而，为了因应元件尺寸的缩小，如何突破此一限制而提高微影工艺的分辨率也是非常重要的。
本发明的另一目的是提供一种微影工艺，在不需光学邻近校正法以及相移式光罩技术的前提下，便能避免关键尺寸产生偏差并且提高微影工艺的分辨率。
本发明提出一种应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，此方法为首先提供一基底，其中基底上已形成有数个呈阵列排列的存储单元。接着，在基底上形成一负光阻层，覆盖住基底上的存储单元。紧接着，进行一第一曝光工艺以及一第一显影工艺，以定义负光阻层而形成一第一线/间距图案。在本发明中，第一线/间距图案为数个长度不一的沟渠图案。之后，在图案化的负光阻层上形成一正光阻层。紧接着，进行一第二曝光工艺以及一第二显影工艺，以定义正光阻层而形成一第二线/间距图案。其中，第二线/间距图案为规则排列的线/间距图案，且第二线/间距图案所延伸的方向与第一线/间距图案所延伸的方向并不相同。在本发明中，第一线/间距图案所延伸的方向与第二线/间距图案所延伸的方向垂直。而第一线/间距图案与第二线/间距图案重叠之后所共同暴露的一区域即为此罩幕式只读存储器的一欲编码布植区。在本发明中，第一线/间距图案与第二线/间距图案重叠之后所共同暴露的区域为多个方正的开口图案。
本发明提出一种微影工艺，其首先在一基底上形成一负光阻层。接着，进行一第一曝光工艺以及一第一显影工艺，以定义负光阻层而形成一第一线/间距图案。在本发明中，第一线/间距图案为数个长度不一的沟渠图案。之后，在图案化的负光阻层上形成一正光阻层。紧接着，进行一第二曝光工艺以及一第二显影工艺，以定义正光阻层而形成一第二线/间距图案。其中，第二线/间距图案为规则排列的线/间距图案，且第二线/间距图案所延伸的方向与第一线/间距图案所延伸的方向并不相同。在本发明中，第一线/间距图案所延伸的方向与第二线/间距图案所延伸的方向垂直。而第一线/间距图案与第二线/间距图案重叠之后所共同暴露的一区域即为一矩形开口图案。在本发明中，亦可轻易的使第一线/间距图案与第二线/间距图案重叠之后所共同暴露的区域呈现一方正的开口图案。
本发明的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其不需光学邻近校正法或相移式光罩技术，即可避免密集图案区与单一图案区的关键尺寸产生偏差。
本发明的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其用两组线/间距图案的搭配，便能于光阻层中形成方正的开口图案，而精确的暴露出预定编码布植的通道区。
本发明的微影工艺，其仅需利用248nm的波长的曝光机台，且不需光学邻近校正法或相移式光罩技术，便能有效的提高分辨率，且能轻易的形成0.12微米×0.12微米的开口图案。
100基底102埋入式漏极(位线)104字符线103绝缘结构(埋入式漏极氧化层)105栅氧化层106通道区300、400光阻层302开口(沟渠图案)402线404间距500方正开口图案请同时参照
图1与图2A，一罩幕式只读存储器包括配置在基底100中的多条埋入式漏极102，其用来作为存储器元件的位线，以及横跨于位线102上方的多条多晶硅字符线104。其中，字符线104与位线102之间是通过一绝缘结构103以与栅氧化层105而电性隔离。而位于字符线104下方且在两相邻位线102之间的基底100部分为存储单元的通道区106。
紧接着，利用一编码布植工艺以将此罩幕式只读存储器程序化。其详细说明如下。
首先，请参照图2B，在基底100上涂布一层光阻层300。其中，光阻层300可以是一负光阻层或是一正光阻层，在本实施例中，光阻层300较佳的是使用负光阻层。之后，进行一硬化步骤，以使光阻层300硬化。在此，倘若光阻层300为一负光阻层，其硬化步骤可以利用一热烘烤步骤，或是一离子植入步骤(Implantation)以增加光阻层的部分键结而使其硬化。倘若光阻层300为一正光阻层，其硬化步骤则是利用上述的离子植入步骤。其中，热烘烤步骤的温度例如是摄氏100度至摄氏140度之间，且热烘烤的时间例如是120秒至300秒。而利用离子植入步骤以使光阻层硬化的参数包括使用氩气或氮气气体，且其植入的能量例如是10～50KeV，其植入的剂量例如是1E14～1E17/cm2。
接着，请参照图2C，进行一第一曝光工艺以及一第一显影工艺，以将光阻层300图案化而形成开口302。其中，第一曝光工艺所使用的光罩设计如图3所示。此光罩200上形成有一第一线/间距图案。在本实施例中，第一线/间距图案为数个长度不一的沟渠图案202。其中，光罩200上配置有沟渠图案202之处大致对应于罩幕式只读存储器预定编码布植的区域。在此，第一曝光工艺所使用的光源波长例如是248nm。另外，在本实施例中，第一曝光工艺较佳的是使用偏轴式照射(Off Axis Illumination，OAI)曝光技术，借以提高曝光工艺的分辨率。
在进行第一曝光工艺之后进行第一显影工艺，以将第一线/间距图案转移至光阻层300上，而于光阻层300中形成开口图案302(沟渠图案)。由于本实施例中光阻层300为一负光阻层，因此，光阻层300对应于光罩200的透光区之处会成像，而光阻层300对应于非透光区(沟渠图案202)之处则会形成开口图案302。请参照图4，图4所示为光阻层300于曝光显影后的俯视图。其中，光阻层300上形成开口图案302之处，大略而非精确的暴露出罩幕式只读存储器预定编码布植的通道区。
本发明的特征之一就是光阻层300的成像部分与开口图案302大致呈线/间距图案。而由于本发明并未使用光学邻近校正法，因此所形成的开口图案302的边角处会呈现圆弧状。
之后，请参照图2D，在光阻层300上形成另一光阻层400。其中，光阻层400可以是一正光阻层或是一负光阻层。在本实施例中，光阻层400较佳的是使用正光阻层。
接着，请参照图2E，进行一第二曝光工艺以及一第二显影工艺，以将光阻层400图案化而形成规则排列的线/间距图案(如图5所示)。其中，光阻层400上的线/间距图案所延伸的方向与光阻层300的线/间距图案所延伸的方向不同。在本实施例中，光阻层400上的线/间距图案所延伸的方向与光阻层300的线/间距图案所延伸的方向垂直。如此一来，光阻层400上的线图案402将对应的覆盖在光阻层300的开口302的圆弧状边角处，以及罩幕式只读存储器非编码布植之处。在此，第二曝光工艺所使用的光源波长例如是248nm。且在本实施例中，第二曝光工艺较佳的是使用偏轴式照射曝光技术，借以提高曝光工艺的分辨率。
请参照图6，其为两图案化的光阻层300、400重叠后的俯视图。在图6中可看见，图案化的光阻层400与图案化的光阻层300重叠之后所共同暴露出的区域，皆为方正且均匀的区块500，而这些方正区块500即是罩幕式只读存储器预定编码布植的通道区处。换言之，光阻层400的线图案402将光阻层300的开口302的圆弧状边角处覆盖住，而且光阻层400的线图案402更可同时将光阻层300上的大开口图案302(暴露二个通道区以上的开口)切分成数个方正的区块。如此，本发明的方法，非但不需光学邻近校正法或相移式光罩技术，即可形成方正且均匀的开口图案。而且由于本发明利用两组线/间距图案的搭配而形成开口图案，因此便不会有公知因图案密集度的差异而易导致关键尺寸产生偏差的问题。
特别值得一提的是，在公知方法中，若是使用248nm波长的光源来进行曝光工艺，其曝光分辨率的极限仅能达到形成关键尺寸约为0.16微米左右的开口图案。然而，在本发明中，同样是使用248nm的光源，但其利用线/间距的图案的设计便可以使关键尺寸缩小至0.12为米左右。而且，本发明更利用两组线/间距图案的搭配，而使所形成的开口图案形成方正且均匀的0.12微米×0.12微米的开口图案。
继之，请参照图2F，利用光阻层300、400为植入罩幕进行一离子植入步骤108，以在罩幕式只读存储器预定编码布植的通道区106中植入离子。以完成罩幕式只读存储器元件程序化的步骤。
综合以上所述，本发明具有下列优点1.本发明的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其不需光学邻近校正法或相移式光罩技术，即可避免密集图案区与单一图案区的关键尺寸产生偏差。
2.本发明的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其用两组线/间距图案的搭配，便能于光阻层中形成方正的开口图案，且能精确的暴露出预定编码布植的通道区。
本实施例以罩幕罩只读存储器编码布植工艺为例以详细说明之，但并非限定本发明的微影工艺仅能应用在罩幕罩只读存储器编码布植工艺。本发明可应用在其它任何适用元件的微影工艺中。
权利要求
1.一种应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，包括提供一基底，该基底上已形成有呈阵列排列的多个存储单元；在该基底上形成一第一光阻层，覆盖该些存储单元；进行一第一曝光工艺以及一第一显影工艺，以定义该第一光阻层形成一第一线/间距图案；在该第一光阻层上形成一第二光阻层；以及进行一第二曝光工艺以及一第二显影工艺，以定义该第二光阻层形成一第二线/间距图案，其特征是，该第一线/间距图案与该第二线/间距图案的方向并不相同，且该第一线/间距图案与该第二线/间距图案重叠后所共同暴露的一区域即为该罩幕式只读存储器的一编码布植区。
2.如权利要求1所述的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其特征是，该第一光阻层为一负光阻层，且该第二光阻层为一正光阻层。
3.如权利要求1所述的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其特征是，该第一线/间距图案与该第二线/间距图案垂直。
4.如权利要求1所述的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其特征是，该第一线/间距图案为多个长度不一的沟渠图案。
5.如权利要求1所述的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其特征是，该第二线/间距图案为多条规则排列的线/间距图案。
6.如权利要求1所述的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其特征是，该第一曝光工艺以及该第二曝光工艺分别为一偏轴式照射曝光工艺。
7.如权利要求1所述的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其特征是，该第一曝光工艺与该第二曝光工艺的曝光波长为248nm。
8.如权利要求1所述的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其特征是，该第一线/间距图案与该第二线/间距图案重叠后所共同暴露的该区域为数个方正的开口图案。
9.如权利要求8所述的应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其特征是，该些方正的开口图案的尺寸为0.12微米×0.12微米。
10.一种微影工艺，其特征是，该工艺包括在一基底上形成一第一光阻层；进行一第一曝光工艺以及一第一显影工艺，以定义该第一光阻层形成一第一线/间距图案；在该第一光阻层上形成一第二光阻层；以及进行一第二曝光工艺以及一第二显影工艺，以定义该第二光阻层形成一第二线/间距图案，其中该第一线/间距图案与该第二线/间距图案的方向并不相同，且该第一线/间距图案与该第二线/间距图案重叠后所共同暴露的一区域为一矩形开口图案。
11.如权利要求10项所述的微影工艺，其特征是，该第一光阻层为一负光阻层，且该第二光阻层为一正光阻层。
12.如权利要求10项所述的微影工艺，其特征是，该第一线/间距图案与该第二线/间距图案垂直。
13.如权利要求10项所述的微影工艺，其特征是，该第一线/间距图案为多个长度不一的沟渠图案。
14.如权利要求10项所述的微影工艺，其特征是，该第二线/间距图案为多条规则排列的线/间距图案。
15.如权利要求10项所述的微影工艺，其特征是，该第一曝光工艺以及该第二曝光工艺分别为一偏轴式照射曝光工艺。
16.如权利要求10项所述的微影工艺，其特征是，该第一曝光工艺与该第二曝光工艺的曝光波长为248nm。
17.如权利要求10项所述的微影工艺，其特征是，该矩形开口图案包括一方正的开口图案。
18.如权利要求17项所述的微影工艺，其特征是，该方正的开口图案的尺寸为0.12微米×0.12微米。
全文摘要
一种应用于罩幕式只读存储器编码布植的微影工艺，其首先提供一基底，且基底上已形成有数个呈阵列排列的存储单元。接着，在基底上形成具有一第一线/间距图案的一负光阻层。继之，在负光阻层上形成具有一第二线/间距图案的一正光阻层。其中，负光阻层的第一线/间距图案与正光阻层第二线/间距图案的方向并不相同，且第一线/间距图案与该第二线/间距图案重叠后所共同暴露的一区域即为罩幕式只读存储器的一预定编码布植区。
文档编号H01L21/02GK1467791SQ0214138
公开日2004年1月14日 申请日期2002年7月9日 优先权日2002年7月9日
发明者张庆裕 申请人:旺宏电子股份有限公司