專利名稱：形成抗蝕圖的方法
技術領域：
概括地說，本發明涉及形成抗蝕圖的方法。更具體地說，本發明涉及利用抗蝕圖的再次流動現象或行為形成抗蝕圖或者將抗蝕層形成圖形的方法，這種方法最理想是用在光刻工藝中，以在半導體器件的制作中形成一個小的形狀或外形。
作為對這個問題的回應，到目前為止，已經發展并公開了一種形成圖形的改進方法，它能夠減少所需工序的數目，因而降低了制造成本。在這個改進方法中，利用抗蝕圖作為掩模實施第一蝕刻工序。然后，利用抗蝕圖的再流動現象通過加熱修正抗蝕圖，換句話說，圖形經過加熱變軟并且再流動，導致了圖形的修正。隨后，利用這樣修正后的抗蝕圖作為掩模實施第二蝕刻工序，從而形成了理想的形狀或外形。這種命名為“抗蝕層再流動”的方法，具有可以減少加工工序數目的優點。這是因為第一和第二蝕刻工序利用幾乎相同的抗蝕圖來實施，換句話說，實施第一和第二蝕刻工序只需要一道光刻工藝。
圖1A和圖1B顯示出上面描述的現有技術抗蝕層再流動方法的概念。圖1A和圖1B分別是再流動過程之前和之后的示意性剖面視圖。
首先，如圖1A所示，具有特定形狀的抗蝕圖(例如，一個具有圖形的抗蝕層)101形成在基體材料或層102上。圖形101通常通過將抗蝕層形成圖形來形成，而抗蝕層由適當抗蝕材料制成。在隨后的第一蝕刻工序中圖形101用作掩模(這里沒有解釋)。
在完成利用圖形101的第一蝕刻工序后，將抗蝕圖101暴露在可溶解的溶劑蒸汽或其它類似環境中，溶劑通過抗蝕圖101的表面滲入其中。在這個階段，由于溶劑的滲入或吸收，圖形101的粘性降低，因此，圖形101變軟并再流動。考慮到處于表面張力影響下的能量以及滲入圖形101的溶劑的再揮發和其下面的表面(例如，基體材料或層102的表面)的可濕性，圖形101的這種再流動行為會以最穩定的形式進行。當圖形101由于其再流動行為使其改變為理想形狀時，停止將圖形101暴露在蒸汽中并且實施干燥工序，對滲入圖形101的溶劑進行干燥，從而停止了圖形101的修正。因此完成了圖形101的再流動過程。其結果如圖1B所示，在基體材料或層102上形成了修正后的抗蝕圖101a。在隨后的第二蝕刻工序(這里沒有解釋)中，這個圖形101a用作掩模。
圖1B示出的修正后的抗蝕圖101a在形狀上與初始的示于圖1A中的抗蝕圖101有非常大的差別。但是，通過正確調節再流動過程的條件，初始圖形101的修正水平和程度根據需要是可以改變的。
圖2A到圖2C示出了圖1A和圖1B示出的現有技術抗蝕層再流動方法的一個應用實例，將這個方法用于場效應晶體管(FET)的制造。圖2A是一個經過了第一蝕刻工序但還沒有發生再流動過程時的示意性剖面視圖，圖2B是一個經過了再流動過程后的示意性剖面視圖，圖2C是一個經過了第二蝕刻工序的示意性剖面視圖。
如圖2A所示，在電介質基體材料或電介質層110上形成了單晶或多晶硅(Si)層112。源電極114a和漏電極114b彼此分開一定距離形成在硅層112上，在電極114a和114b之間形成了間隙S’。這兩個電極114a和114b通過對鉻(Cr)層形成圖形來形成。
初始的抗蝕圖或具有圖形的抗蝕層111形成在源電極114a和漏電極114b上。圖形111通過減縮原始的用來形成電極114a和114b的抗蝕圖(未示出)的寬度得到。這個減縮過程通過已知的方法實現，因此在這里不做解釋。最初的圖形111具有一個和下部間隙S’重疊的開孔。
初始抗蝕圖111的再流動過程從圖2A的狀態開始。這個再流動過程通過將抗蝕圖111暴露在可溶解的溶劑蒸汽或其它類似環境中，溶劑通過抗蝕圖111的表面滲入其中來實現。在這個過程中，由于溶劑的滲入，初始圖形111的粘性降低，因此，考慮到處于表面張力影響下的能量以及滲入圖形111的溶劑的再揮發和其下面的表面(例如，下部的硅層112的表面)的可濕性，圖形111以最穩定的形式逐漸變軟并再流動。結果，圖形111的形狀在水平方向上擴展而被修正。
當初始抗蝕圖111由于其再流動行為使其修正為理想形狀時，停止將圖形111暴露在蒸汽中并且實施干燥工序，對滲入圖形111的溶劑進行干燥，這就停止了圖形111的修正。從而完成了圖形111的再流動過程。其結果如圖2B所示，在硅層112上形成了修正后的抗蝕圖111a。
從圖2B可以看出，修正后的抗蝕圖111a在水平方向的擴展形式使得它接觸硅層112的表面并且完全覆蓋了源電極114a和漏電極114b。圖形111a根據層112表面上的外形具有變化的厚度。換句話說，圖形111a具有較小的厚度均勻性。位于電極114a和114b之間的圖形111a的降低部分A具有相對較小的厚度。
接著，利用修正后的抗蝕圖111a作為掩膜，通過干蝕刻對下面的硅層112進行一個隨后的第二蝕刻工序。這樣有選擇地蝕刻了硅層112，從而在基體材料或層110的表面上形成了硅島112a。在這時候，源電極114a和漏電極114b位于硅島112a上。這個階段的狀態示于圖2C中。
但是，利用上面描述的示于圖2A到圖2C中的形成抗蝕圖的現有技術的方法，在再流動過程中，初始抗蝕圖111的表面繼續吸收溶劑并變軟。而且，隨著圖形111的再流動行為的進行，附著在圖形111的下面的表面的溶劑蒸汽將增加，結果使得這些表面對圖形111的可濕性增加或者上升。這樣，再流動行為進行的越多，圖形111再流動的速率增加的越快。因此，一個缺點是很難理想地準確形成修正后的抗蝕圖111a，并且修正后圖形111a的品質在同一平面內的均勻性會降低。
考慮到所述的缺點，為了提高或改善修正后的抗蝕圖的精確性和均勻性，對于圖2A至2C所示的上述現有技術方法來說，有必要以下面的方式完成或完善再流動過程，即使得初始圖形111修正的程度或水平不超過某一定值。這意味著最初的抗蝕圖111不能被修正得與其最初圖形有過大的不同。另外，因為在再流動的早期階段只有圖形111的表面溶解，修正后的圖形111a擴展的部分會比它的剩余部分薄。因此，擴展的部分對第二蝕刻工序的干燥蝕刻具有不足的抵抗性質。
另一方面，另一種利用“堤岸”的方法被認為可以提高修正后的抗蝕圖111a的精度。在這種方法中，在下面的層或材料上，針對前述的在形成圖形的過程中出現的再流動過程修筑“堤岸”，使得可以在隨后的再流動過程中阻擋由于圖形111的溶解和變軟引起的過度的擴展。但是，不優選這種方法，因為“堤岸”的形成會限制下面的層或材料的形狀或式樣。
本發明的另一個目的是提供一種形成抗蝕圖的方法，即使在再流動過程中抗蝕圖變形的數量增加，仍然可以以理想的精度實現理想的抗蝕圖。
本發明的另一個目的是提供一種形成抗蝕圖的方法，可以避免經再流動過程得到的修正后的抗蝕圖抵抗干蝕刻的性質的降低。
本發明還一個目的是提供一種形成抗蝕圖的方法，使得在經過再流動過程之后，抗蝕圖對它下面的層或材料沒有不好的影響，抗蝕圖在這個下面的層或者材料上形成。
從下面得描述中，對于本領域技術人員來講，上面的目的以及其它沒有特別提到的目的將變得明顯。
根據本發明的第一個方面形成抗蝕圖的方法包括在第一層上形成第二層；在第二層上形成初始抗蝕圖；調節第二層和/或第一層想要的暴露面積的可濕性，因此形成一個調節了可濕性的面積；和修正初始抗蝕圖，利用有機溶劑使得初始抗蝕圖發生再流動以擴展到調節了可濕性的面積上，從而形成修正了的抗蝕圖。
當抗蝕圖的再流動行為在光刻工藝中用來形成半導體器件的微小形狀或外形時，所得到的修正后的抗蝕圖的形狀(例如，一個流動后的抗蝕圖)由初始抗蝕圖在再流動過程中怎樣溶解確定。因此，為了得到理想的修正后的抗蝕圖，有效地控制初始抗蝕圖的再流動行為的速度或速率至關重要。
利用根據本發明第一方面的方法，調節第二層和/或第一層想要的暴露面積的可濕性，從而形成調節了可濕性的面積。之后，利用有機溶劑通過初始抗蝕圖的再流動修正初始抗蝕圖使得其在調節了可濕性的面積上擴展，從而形成了修正后的抗蝕圖。
因此，由于第二層和/或第一層想要的暴露面積(也就是調節了可濕性的面積)的“可濕性調節”，在再流動過程中可以有效地控制初始抗蝕圖修正的方式或形式以及數量。其結果是，即使在再流動過程中增加了初始抗蝕圖的變形量，仍然可得到具有理想精度的修正后的抗蝕圖。
另外，由于“可濕性調節”可以防止初始抗蝕圖再流動速率的不正常增加，利用有機溶劑不僅足以溶解初始抗蝕圖的外部，還可以溶解其內部。這意味著修正后的抗蝕圖不再具有較薄的擴展部分，換句話說，修正后的抗蝕圖具有改善了的厚度均勻性。其結果是，避免了修正后的抗蝕圖抵抗干蝕刻能力的下降。
另外，由于避免了修正后的抗蝕圖干蝕刻抵抗性質的下降，在再流動過程后，對修正后的抗蝕圖下面的第一層和/或第二層沒有不好的影響。
在根據第一個方面的方法的優選實施例中，調節了可濕性的面積包括可濕性增加了的第一子面積和可濕性減小了的第二子面積。在這個實施例中，最好根據它們下面的層或者材料產生第一子面積可濕性的增加和第二子面積可濕性的減小。最好第一子面積位于初始抗蝕圖所希望的變形較大的位置，而第二子面積位于初始抗蝕圖所希望的變形較小的位置。在這些實施例中，另外一個優點是很容易得到具有理想形狀或外形的修正后的抗蝕圖。
在根據第一個方面的方法的另一個優選實施例中，利用等離子體處理來實施調節想要的暴露面積的可濕性。在這個實施例中，另一個優點是很容易實現本發明的方法。在等離子體處理中，優選使用CHF3和O2的混合物作為調節可濕性的氣體。另一種方法是，可以利用兩個步驟完成等離子體處理，其中在第一步中CHF3作為調節可濕性氣體，在第二步中O2作為調節可濕性氣體。
在根據第一個方面的方法的另一個優選實施例中，實現修正初始抗蝕圖的步驟如下通過將初始抗蝕圖暴露在有機溶劑的蒸汽中使得溶劑滲入初始抗蝕圖，或者將抗蝕圖浸入有機溶劑中使得溶劑滲入初始抗蝕圖。
根據本發明第二個方面的形成抗蝕圖的方法包括在一層或材料上形成初始抗蝕圖；調節所述層或材料想要的暴露面積的可濕性，從而形成調節了可濕性的面積；和利用有機溶劑的滲入使得初始抗蝕圖發生再流動，使抗蝕圖擴展到調節了可濕性的面積上，從而形成修正后的抗蝕圖。
利用根據本發明第二個方面的方法，調節了所述層或材料想要的暴露面積的可濕性，從而形成調節了可濕性的面積。因此，利用有機溶劑的滲入通過初始抗蝕圖的再流動修正初始抗蝕圖使得其擴展到調節了可濕性的面積上，從而形成了修正后的抗蝕圖。
因此，由于所述層或材料想要的暴露面積的“可濕性調節”，在再流動過程中可以有效地控制初始抗蝕圖修正的方式或形式以及數量。其結果是，即使在再流動過程中增加了初始抗蝕圖的變形量，仍然可得到具有理想精度的修正后的抗蝕圖。
另外，由于“可濕性調節”可以防止初始抗蝕圖再流動速率的不正常增加，利用有機溶劑不僅足以溶解初始抗蝕圖的外部，還可以溶解其內部。這意味著修正后的抗蝕圖不再具有較薄的擴展部分，換句話說，修正后的抗蝕圖具有改善了的厚度均勻性。其結果是，避免了修正后的抗蝕圖抵抗干蝕刻能力的下降。
另外，由于避免了修正后的抗蝕圖干蝕刻抵抗性質的下降，在再流動過程后，對所述層或材料沒有不好的影響。
最好至少從下面選出一種物質作為第一和第二方面的方法中的有機溶劑醇、醚、酯、酮或乙二醇醚。
圖1A和圖1B是示意性剖面圖，分別說明一個現有技術抗蝕層再流動方法的概念。
圖2A至圖2C是示意性剖面圖，分別說明示于圖1A和圖1B中現有技術抗蝕層再流動方法的一個應用實例。
圖3A和圖3B是示意性剖面圖，分別說明根據第一個實施例的形成抗蝕圖的方法。
圖4A至圖4C是示意性剖面圖，分別說明根據第二個實施例的形成抗蝕圖的方法，它是第一個實施例方法的一個應用實例。
首先，如圖3A所示，利用已知的方法在基體材料或者層2上形成具有特定形狀的抗蝕圖1。圖形1在第一蝕刻工序中用作掩模。
下面，實施表面處理來調節下面基體材料或層2的暴露表面3的可濕性。因此調節了暴露表面3的可濕性，換句話說，根據需要增加或者減少了暴露表面3的可濕性。這個階段的狀態示于圖3A。
一般來講，表面可濕性的優劣用“接觸角”評估。在這里，將和固體表面接觸的液滴在接觸點的“接觸角”定義為在接觸點形成的液滴的切線和固體表面之間的角度。如果“接觸角”較小，表面的可濕性被評估為好。在這種情況下，流體物質在固體表面上沿著該表面流動得很好，并且在固化到固體表面后，材料所得到的附著強度較高。目前，對幾乎所有以知材料都已經發展了在各種情況下的適當的表面處理過程，并且同時，已經發展了多種表面處理工藝用于改善所需固體表面的可濕性。
例如，一種易于操作的干表面處理工藝是一種利用等離子體的工藝，也就是等離子體工藝。在這個工藝中，產生于真空或者大氣空氣中的等離子體激活氣態物質，然后使要被處理的物體(例如，材料或者層2的暴露表面3)與這樣激活的物質接觸。在另一方面，一種濕表面處理工藝是“濕清潔處理工藝”，這里使要被處理的物體浸入含有適當表面活化劑或表面活性劑的液體或與之相接觸。在這個工藝中，有必要在浸入步驟后進行清潔處理和干燥步驟，因此，一個缺點是需要的步驟增加了一個和處理時間的延長。因此，相對于濕表面處理工藝，優選干表面處理工藝。這些工藝可用于增加或減小表面的可濕性。
可應用下面的方法降低或減小可濕性。具體地說，將一個其表面已經經過處理的物體在一個被控制的空間里放置一個特定的時間，這個空間的參數，如溫度、濕度、氣壓和灰塵等，被很好地控制。
在調節(即增加或減小)材料或層2的暴露表面3的可濕性的適當表面處理完成后，抗蝕圖1暴露在適當有機溶劑的蒸汽中，其中圖形1在有機溶劑蒸汽中是可溶解的，因此通過抗蝕圖1的表面溶劑滲入圖形1中。由于溶劑滲入圖形1中，圖形1變軟并流動。因此，隨著它的再流動行為修正了初始圖形1的形狀，換句話說，圖形1在基體材料或層2的可濕性已經經過調節的表面3上沿著該表面在水平方向上擴展。當圖形1已經被修正到理想的形狀后，停止將圖形1暴露在蒸汽中并對其進行干燥，從而停止了對圖形1的修正。這樣，完成了初始圖形1的再流動過程。這個階段的狀態示于圖3B。從圖3B可以看出，在材料2的表面3上形成了寬度增加而高度減小的修正后的抗蝕圖1a。圖形1a的表面呈圓形，這不同于初始圖形1，那時它的橫截面是長方形。
關于再流動過程的條件，例如，當初始抗蝕圖1由酚醛清漆樹脂制成時，優選以N-甲基二吡咯烷酮(NMP)作為有機溶劑，過程壓力設在-80Kpa到+10Kpa之間的范圍內，過程時間設在3分鐘到10分鐘。
由于初始抗蝕圖1吸收了溶劑NMP，它的粘性降低或減小，從而變軟并再流動。考慮到處于表面張力影響下的能量以及滲入圖形1的NMP的再揮發和其下面的表面(例如，基體材料或層2的表面3)的可濕性，圖形1的再流動過程以最穩定的形式進展。在象這種時間尺度的物理現象中，相對于物體體積和重量來講，與物體表面面積相關的物理性質最為重要。因此，如果相對于初始抗蝕圖1和所用溶劑(也就是NMP)，表面3的可濕性較好或較高，所述圖形1的再流動速率增加。如果相對于初始抗蝕圖1和溶劑(也就是NMP)，表面3的可濕性不好或較低，圖形1的再流動速率降低。在第一個實施例中，通過上面描述的表面處理可最優化表面3的可濕性，使得圖形1的再流動過程的可控性得到加強或改善。
影響初始圖形1再流動行為的第一個因素是再流動條件，也就是溶劑(即NMP)等的種類、濃度和溫度。影響圖形1的再流動行為的第二個因素是圖形1的種類和類型，以及基體材料或層2(也就是圖形1下面的層或材料的表面)的暴露表面3的可濕性和橫截面形狀。
如上面參照圖3A和圖3B所解釋的，利用根據第一個實施例形成抗蝕圖的方法，可以有效地調節基體材料或層2的暴露表面3的可濕性。其后，利用有機溶劑(也就是NMP)使圖形1再流動，修正初始抗蝕圖1使其在已經調節過可濕性的暴露表面3的水平方向上擴展，從而形成了修正后的抗蝕圖1a。圖形1a用來有選擇地蝕刻基體材料或層2和/或另一種下面的材料或層。
因此，由于基體材料或層2的暴露表面3的“可濕性調節”，在再流動過程中可以有效地控制初始抗蝕圖1被修正的方式或形式以及數量。其結果是，即使在再流動過程中增加了初始抗蝕圖1的變形量，仍然可得到具有理想精度的修正后的抗蝕圖1a。
另外，由于利用表面3的“可濕性調節”可以防止初始抗蝕圖1再流動速率的不正常增加，利用有機溶劑(也就是NMP)不僅可以足以溶解抗蝕圖1的外部，還可以溶解其內部。這意味著修正后的抗蝕圖1a不再具有較薄的擴展部分，換句話說，圖形1a具有改善了的厚度均勻性。其結果是，避免了圖形1a抵抗干蝕刻能力的下降。
另外，由于避免了修正后抗蝕圖1a干蝕刻抵抗性質的下降，在再流動過程后，對下面的基體材料2沒有不好的影響。第二個實施例根據本發明第二個實施例形成抗蝕圖的方法示于圖4A和圖4B，其中第二個實施例的方法應用于FET的制造。圖4A顯示了第一蝕刻工序之后而再流動之前的狀態，圖4B顯示了再流動之后的狀態，圖4C顯示了經過第二蝕刻工序之后的狀態。
首先，如圖4A所示，在基體材料或層10上形成了單晶或多晶硅(Si)層12。源電極14a和漏電極14b彼此分開一定距離形成在硅層12上，在電極14a和14b之間形成了間隙S。這兩個電極14a和14b通過對鉻(Cr)層形成圖形來形成。
初始的抗蝕圖或具有圖形的抗蝕層11形成在源電極14a和漏電極14b之上。圖形11通過減縮原始的用來形成電極14a和14b的抗蝕圖(未示出)的寬度得到。這個減縮過程通過已知的方法實現。最初的圖形11具有一個和下部間隙S重疊的開孔。位于源電極14a上的初始抗蝕圖11的部分具有和源電極14a大致相等的寬度。與之類似，位于漏電極14b上的初始抗蝕圖11的部分具有和漏電極14b大致相等的寬度。
下面，實施表面處理以調節源電極14a和漏電極14b以及硅層12的暴露面積的“可濕性”。在這里，將源電極14a和漏電極14b(由鉻制成)的暴露表面面積17的可濕性降低或減小，同時，將位于源電極14a和漏電極14b之間間隙S的硅層12的暴露表面面積18的可濕性增加或加強。因此，將必要的表面面積17和18的可濕性以想要的結果進行調節。這個階段的狀態示于圖4A。
在根據第二個實施例的方法中，調節暴露表面面積17和18可濕性的表面處理工藝通過等離子體處理實現。例如，利用CHF3和O2的混合物作為調節可濕性的氣體來實施等離子體處理是有效的或者說是最好的。另一種方法是，可以利用兩個步驟完成等離子體處理，其中在第一步中CHF3作為調節可濕性的氣體，在第二步中O2作為調節可濕性的氣體。
實際上，硅層12除了面積18的其它剩余暴露表面的面積也受到等離子體處理的影響，并且因此，層12的剩余暴露表面面積的可濕性如同表面面積18一樣受到調節。但是，剩余暴露表面面積不和初始抗蝕圖11接觸并且和本發明沒有聯系。所以，在這里沒有給出關于所述的表面面積的解釋。
具體地說，等離子體工藝優選在所提供的無線電頻率(RF)功率的值設定在100W到300W之間的條件下進行，同時調節可濕性的氣體流動速率的值設定在100到300sccm，并且放電時間設定在10秒到60秒之間。在這種情況下，作為評估可濕性的標準的相對于有機溶劑(即NMP)的接觸角，在硅層12的表面面積18中處于1到10°之間，在源電極14a和漏電極14b的表面面積17中處于30到50°之間。這意味著通過上面描述的單步等離子體工藝，表面面積17的可濕性降低而表面面積18的可濕性增加。
將要滲入抗蝕圖的各種有機溶劑相對于抗蝕圖下面的層或者材料的接觸角，施加給抗蝕圖的影響以及其它類似的性質最好在改變等離子體條件和所用氣態種類的同時加以測試和獲得，從而產生了一組測試數據。其后，為了在想要的表面上最優化抗蝕圖材料的可濕性，最好根據事先得到的那組測試數據調節可濕性，從而對表面處理工藝采用不同的具體條件。總之，在減小表面處理工藝施加給所述的抗蝕層的影響的同時，最好根據初始抗蝕圖11的下面的層或者材料的種類或類型改變接觸角。
隨后，初始抗蝕圖11的再流動過程從圖4A的狀態開始。這個再流動過程通過將抗蝕圖11暴露在有機可溶解的溶劑蒸汽中使得有機溶劑通過抗蝕圖11的表面滲入其中來實現。關于再流動過程的條件，例如，當初始抗蝕圖11由酚醛清漆樹脂構成時，優選以NMP作為有機溶劑，過程壓力設在-80Kpa到+10Kpa之間的范圍內，過程時間設在3分鐘到10分鐘。
在這個階段，由于溶劑的滲入，初始圖形11的粘性降低，因此，考慮到處于表面張力影響下的能量以及滲入圖形11的溶劑的再揮發和表面面積17和18調節后的可濕性，圖形11以最穩定的形式逐漸變軟并再流動。結果，初始圖形11的形狀在水平方向上擴展而改變。
如上所述，電極14a和14b(由鉻制成)的表面面積17的可濕性減小，同時，硅層12的表面面積18的可濕性增加。因此，有選擇地在表面面積17上抑制了初始圖形11的再流動行為，這意味著減小了圖形11在面積17上的水平方向上的擴展。與此類似，同時有選擇地在表面面積18上促進了圖形11的再流動行為，這意味著增加了圖形11在面積18上的水平方向上的擴展。
當初始抗蝕圖11由于其再流動行為使修正后的抗蝕圖11a修正為理想形狀時，停止將圖形11暴露在蒸汽中并且實施干燥工序，對滲入圖形11的溶劑進行干燥，這就停止了圖形11的修正。從而完成了再流動過程。其結果如圖4B所示，形成了修正后的抗蝕圖11a。
從圖4B可以看出，修正后的抗蝕圖11a幾乎完全覆蓋了源電極14a和漏電極14b的表面和硅層12的所有暴露表面面積18。由于對面積17和18的可濕性調節，可以保證修正后的圖形11a填充了位于電極14a和14b之間的間隙而且圖形11a在水平方向上不超過電極14a和14b的外邊緣。
接著，利用修正后的抗蝕圖11a和電極14a、14b作為掩模，對下面的硅層12進行隨后的第二蝕刻工序。這是一個“干”蝕刻工序。這樣有選擇地蝕刻了硅層12，從而在基體材料10的表面上形成了硅島12a。這個階段的狀態示于圖4C中。
與示于圖2C中利用現有技術方法形成的修正后的抗蝕圖111a不同，位于源電極14a和漏電極14b之間的那部分修正后的抗蝕圖11a具有足夠的厚度。這是因為抗蝕圖11a完全充滿了電極14a和14b之間的間隙S。具體地說，在表面面積17上抑制了初始圖形11的再流動行為，并且因此圖形11在水平方向上的擴展停止于電極14a和14b的上表面之中。在另一方面，在表面面積18上促進了圖形11的再流動行為，并且因此增強了圖形11在間隙S中的水平方向上的擴展。其結果是，在第二蝕刻過程中干蝕刻作用沒有不好地影響這樣形成的硅島12a的表面面積18。
象上面所解釋的，利用根據第二個實施例形成抗蝕圖的方法，通過等離子體處理，源電極14a和漏電極14b(由鉻制成)的暴露表面面積17的可濕性減小或降低，同時，位于電極14a和14b之間的硅層12的暴露表面面積18的可濕性增加或者增強。這樣，在圖形11的再流動過程中可以有效地控制初始抗蝕圖11修正的方式或形式以及數量。因此，即使在再流動過程中初始抗蝕圖11的變形量增加，仍然可以得到想要的具有理想精度的修正后的抗蝕圖11a。
另外，由于利用“可濕性調節”可以防止初始抗蝕圖11再流動速率的不正常增加，利用有機溶劑(也就是NMP)不僅足以溶解抗蝕圖11的外部，還可以溶解其內部。這意味著修正后的抗蝕圖11a在電極14a和14b之間的間隙S中不再具有較薄的擴展部分，換句話說，在間隙S的面積18上，圖形11a具有改善了的厚度均勻性。其結果是，避免了圖形11a抵抗干蝕刻能力的下降。
另外，由于避免了修正后抗蝕圖11a干蝕刻抵抗性能的下降，在再流動過程后，對硅層12的表面沒有施加不想要的、不好的影響。變型不用說，本發明不限于上面描述的第一和第二實施例，因為它們只是本發明的優選例子。在本發明的精神內，可以加進任何改變或改進。
例如，在上面的第一和第二實施例中，為了實現初始抗蝕圖1或11的再流動過程，N-甲基二吡咯烷酮(NMP)用作有機溶劑。但是，至少以下任何一種醇(R-OH)、醚(R-O-R，Ar-O-R，Ar-O-Ar)、酯、酮或乙二醇醚都可以用作有機溶劑，其中“R”代表烷基，“Ar”代表苯基或者除了苯基外的芳基。為這個目的的有機溶劑具體的例子如下所述CH3OH，C2H5OH，CH3(CH2)XOH，IPA(異丙醇)，長鏈烷基酯，丙酮，二氧雜環己烷，乙酸乙酯，乙酸丁酯，甲苯，MEK(甲基乙基酮)，DMSO(二甲亞砜)，MIBK(甲基異丁基酮)，二甘醇一丁醚，nBA(乙酸正丁酯)，γ-丁內酯，ECA(乙基溶纖劑乙酸酯)，乳酸乙酯，丙酮酸乙酯，MAK(2-庚酮)，乙酸3-甲氧基丁酯，MMP(3-甲氧基丙酸甲酯)，PGME(丙二醇單甲醚)，PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯)，PGP(丙二醇單丙醚)，PGEE(丙二醇單乙醚)，FEP(3-乙氧基丙酸乙酯)，二丙二醇單乙醚，丙二醇單甲醚丙酸酯，3-甲氧基丙酸甲酯，3-乙氧基丙酸甲酯，NMP(N-甲基2吡咯烷酮)。
另外，在上面描述的第二個實施例中，將本發明應用于一種制造FET的方法中。但是，本發明可應用于任何其它的半導體器件的制造。不用說，本發明可應用于任何抗蝕圖的形成，例如，可應用于光致抗蝕圖、電子束抗蝕圖以及其它抗蝕圖的形成。
盡管已經描述了本發明的優選形式，但應理解在不偏離本發明的精神的情況下，對于本領域技術人員來說一些改進是很明顯的。因此，本發明的范圍完全由以下的權利要求決定。
權利要求
1.一種形成抗蝕圖的方法，包括在第一層上形成第二層；在第二層上形成初始抗蝕圖；調節第二層和/或第一層想要的暴露面積的可濕性，從而形成一個調節了可濕性的面積；和修正初始抗蝕圖，利用有機溶劑使得初始抗蝕圖發生再流動以擴展到調節了可濕性的面積上，從而形成修正了的抗蝕圖。
2.根據權利要求1的方法，其中調節了可濕性的面積包括可濕性增加了的第一子面積和可濕性減小了的第二子面積。
3.根據權利要求2的方法，其中根據它們下面的層或材料產生第一子面積可濕性的增加和第二子面積可濕性的減小。
4.根據權利要求2的方法，其中第一子面積位于初始抗蝕圖想要的變形相對較大的地方，第二子面積位于初始抗蝕圖想要的變形相對較小的地方。
5.根據權利要求1的方法，其中調節想要的暴露面積可濕性的步驟通過等離子體處理來實現。
6.根據權利要求5的方法，其中在等離子體處理中，用CHF3和O2的混合物作為調節可濕性的氣體。
7.根據權利要求5的方法，其中利用兩個步驟完成等離子體處理，在第一步中CHF3作為調節可濕性的氣體，在第二步中O2作為調節可濕性的氣體。
8.根據權利要求1的方法，其中修正初始抗蝕圖的步驟通過將初始抗蝕圖暴露在有機溶劑的蒸汽中并因此使溶劑滲入初始抗蝕圖中來實現。
9.根據權利要求1的方法，其中修正初始抗蝕圖的步驟通過將初始抗蝕圖浸入有機溶劑中并因此使溶劑滲入初始抗蝕圖中來實現。
10.根據權利要求1的方法，其中醇、醚、酯、酮或乙二醇醚中的至少一種用作有機溶劑。
11.一種形成抗蝕圖的方法，包括在層或材料上形成初始抗蝕圖；調節所述層或材料想要的暴露面積的可濕性，從而形成調節了可濕性的面積；和利用有機溶劑的滲入再流動初始抗蝕圖，使抗蝕圖擴展到調節了可濕性的面積上，從而形成修正后的抗蝕圖。
12.根據權利要求11的方法，其中調節了可濕性的面積包括可濕性增加了的第一子面積和可濕性減小了的第二子面積。
13.根據權利要求12的方法，其中根據它們下面的層或材料產生第一子面積可濕性的增加和第二子面積可濕性的減小。
14.根據權利要求12的方法，其中第一子面積位于初始抗蝕圖想要的變形相對較大的地方，第二子面積位于初始抗蝕圖想要的變形相對較小的地方。
15.根據權利要求11的方法，其中調節想要的暴露面積可濕性的步驟通過等離子體處理來實現。
16.根據權利要求15的方法，其中在等離子體處理中，用CHF3和O2的混合物作為調節可濕性的氣體。
17.根據權利要求15的方法，其中利用兩個步驟完成等離子體處理，在第一步中CHF3作為調節可濕性的氣體，在第二步中O2作為調節可濕性的氣體。
18.根據權利要求11的方法，其中使初始抗蝕圖再流動的步驟通過將初始抗蝕圖暴露在有機溶劑的蒸汽中并因此使溶劑滲入初始抗蝕圖中來實現。
19.根據權利要求11的方法，其中使初始抗蝕圖再流動的步驟通過將初始抗蝕圖浸入有機溶劑中并因此使溶劑滲入初始抗蝕圖中來實現。
20.根據權利要求11的方法，其中醇、醚、酯、酮或乙二醇醚中的至少一種用作有機溶劑。
全文摘要
一種形成抗蝕圖的方法，在抗蝕圖的再流動過程中，該方法可以有效地控制抗蝕圖修正的方式/形式和修正量，即使在再流動過程中抗蝕圖的變形量增加，仍然可以以理想的精度實現理想的抗蝕圖。第二層形成在第一層之上，并且第一抗蝕圖形成在第二層之上。利用第一抗蝕圖作為掩模可以有選擇性地蝕刻第二層。之后，根據第一抗蝕圖調節第二或者第一層的至少部分暴露的面積的可濕性，從而形成調節了可濕性的部分。修正第一抗蝕圖，利用有機溶劑使得第一抗蝕圖發生再流動以擴展到調節了可濕性的面積上，因此形成了第二抗蝕圖，用來有選擇地蝕刻第一或第二層。
文檔編號G03F7/40GK1447387SQ03108318
公開日2003年10月8日 申請日期2003年3月27日 優先權日2002年3月27日
發明者山下正美 申請人:日本電氣株式會社