控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法

摘要

本发明是关于一种控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法。该控制介电抗反射层特性的方法，其特征在于形成此种介电抗反射层时，在含硅气体源与氧气体源所组成的反应气体中加入一含氮气体源，以控制介电抗反射层的n值，并选择增加此含硅气体源对氧气体源或对含氮气体源的比例，以控制介电抗反射层的k值。因此，藉由可控制介电抗反射层的n值和k值，而可使此介电抗反射层达到最低底层反射的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗反射层的制造方法，特别是涉及一种控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法。

背景技术

随着制程线宽越来越窄，使得微影制程的困难度随之增加，这是因为线宽缩减后，容易发生对准失误的情形。尤其在定义导体层时，因为导体层的反射系数(reflectivity index)通常较周围的介电层或绝缘层大，致使定义光阻层图案时，曝光光源容易在导体层表面发生反射，造成光阻层尺寸偏差，导致微影图案转移不正确。为防止上述所提的误差出现，可以在导体层上制造一层抗反射层(anti-reflective coating，ARC)，以达到降低反射率的效果。

一般的抗反射层分为形成于光阻上的顶抗反射层与形成于光阻下的底抗反射层，其中抗反射层的材质包括有机材质(organic material)与无机材质(inorganic material)两种。一般而言，有机材质如聚合物(polymer)通常是在涂布光阻层后，再形成于光阻层之上；而无机材质例如氮化钛(TiN)、二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)等，则通常在涂布光阻层之前就已经形成于导体层上。

举例来说，一般形成介电抗反射层的方式例如是化学气相沉积。而以二氧化硅(SiO2)的介电材料为例，其反应气体源可采用硅烷(SiH4)与氧(O2)，或是以TEOS为主。另外，如以氮氧化硅(SiOxNy)的介电材料为例，则其是以电浆化学气相沉积(PECVD)方式来进行，而反应气体源可为硅烷与一氧化二氮(N2O)、氨(NH3)及氮气(N2)等。

然而，当半导体基底上的元件图案高低差异大时，覆盖在不同高度的图案上的介电抗反射层会在反射率上产生差异，严重者将导致微影制程发生失误。

由此可见，上述现有的控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法在方法、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法中又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法，能够改进一般现有的控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法存在的缺陷，而提供一种新的控制介电抗反射层特性的方法，所要解决的技术问题是使其可以降低覆盖在不同高度的图案上的介电抗反射层在反射率上的差异，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，提供一种新的介电抗反射层的制造方法，所要解决的技术问题是使其可以形成具有一设定n值与一设定k值的介电抗反射层，以达到反射率最低的功效，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种控制介电抗反射层特性的方法，适于形成由一含硅气体源与一氧气体源作为反应气体的一介电抗反射层，其形成该介电抗反射层时，更包括以下的步骤：在该含硅气体源与该氧气体源中加入一含氮气体源，该含氮气体源和含硅气体源与氧气体源的总流量的比为0.01～10，以控制该介电抗反射层的n值；以及选择增加该含硅气体源对该氧气体源与对该含氮气体源其中之一的比例，以控制该介电抗反射层的k值。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的控制介电抗反射层特性的方法，其中所述的介电抗反射层包括氮氧化硅。

前述的控制介电抗反射层特性的方法，其中所述的含硅气体源包括硅烷。

前述的控制介电抗反射层特性的方法，其中所述的含氮气体源包括一氧化二氮或氨。

前述的控制介电抗反射层特性的方法，其中所述的介电抗反射层的n值为1.7以及k值为0.6时，该含硅气体源与该氧气体源的比例为1～1.5。

前述的控制介电抗反射层特性的方法，其中所述的含氮气体源的流量为75～300sccm。

前述的控制介电抗反射层特性的方法，其中所述的介电抗反射层的n值为1.7时，该含硅气体源与该氧气体源的比例为1～1.5。

前述的控制介电抗反射层特性的方法，其中所述的含氮气体源的流量为95sccm。

前述的控制介电抗反射层特性的方法，其中所述的介电抗反射层的k值为0.6时，该含硅气体源与该含氮气体源的比例为1～1.5。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种介电抗反射层的制造方法，适于形成具有一设定n值与一设定k值的一介电抗反射层，其包括以下步骤：提供一含硅气体源与一氧气体源；在该含硅气体源与该氧气体源中加入一含氮气体源，该含氮气体源和含硅气体源与氧气体源的总流量的比为0.01～10，以便形成后的该介电抗反射层具有该设定n值；增加该含硅气体源对该氧气体源与对该含氮气体源其中之一的比例，以便形成后的该介电抗反射层具有该设定k值；以及利用该含硅气体源、该氧气体源以及该含氮气体源进行一化学气相沉积制程。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的介电抗反射层的制造方法，其中所述的介电抗反射层包括氮氧化硅。

前述的介电抗反射层的制造方法，其中所述的含硅气体源包括硅烷。

前述的介电抗反射层的制造方法，其中所述的含氮气体源包括一氧化二氮或氨。

前述的介电抗反射层的制造方法，其中所述的设定n值为1.7及该设定k值为0.6时，该含硅气体源与该氧气体源的比例为1～1.5。

前述的介电抗反射层的制造方法，其中所述的含氮气体源的流量为75～300sccm。

前述的介电抗反射层的制造方法，其中所述的设定n值为1.7时，该含硅气体源与该氧气体源的比例为1～1.5。

前述的介电抗反射层的制造方法，其中所述的含氮气体源的流量为95sccm。

前述的介电抗反射层的制造方法，其中所述的设定k值为0.6时，该含硅气体源与该含氮气体源的比例为1～1.5。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

本发明提出一种控制介电抗反射层的特性的方法，此方法是由一含硅气体源与一氧气体源作为反应气体的一介电抗反射层，而其特征在于形成介电抗反射层时，在含硅气体源与氧气体源中加入一含氮气体源，含氮气体源和含硅气体源与氧气体源的总流量的比约为0.01～10，以控制此介电抗反射层的n值，并选择增加含硅气体源对氧气体源或对含氮气体源的比例，以控制介电抗反射层的k值。

依照本发明较佳实施例所述的控制介电抗反射层的特性的方法，上述的介电抗反射层包括氮氧化硅，含硅气体源包括硅烷，而含氮气体源包括一氧化二氮或氨。此外，当此介电抗反射层的n值为1.7以及k值为0.6时，在一实例中，含硅气体源与氧气体源的比例约为1～1.5，其含氮气体源的流量约为75～300sccm；在另一实例中，含氮气体源的流量为95sccm、含硅气体源与含氮气体源的比例约为1～1.5。

本发明还提出一种介电抗反射层的制造方法，适于形成具有一设定n值与一设定k值的一介电抗反射层，其包括提供一含硅气体源与一氧气体源。然后，在此含硅气体源与氧气体源中加入一含氮气体源，此含氮气体源和含硅气体源与氧气体源的总流量的比约为0.01～10，以便形成后的介电抗反射层具有设定n值。同时，增加含硅气体源对氧气体源或对含氮气体源的比例，以便形成后的介电抗反射层具有设定k值。之后，利用前述流量比例的含硅气体源、氧气体源以及含氮气体源进行一化学气相沉积制程。

本发明因为是利用一含氮气体源加入原有的含硅气体源与氧气体源中，以控制介电抗反射层的n值，并且选择增加含硅气体源对氧气体源或对含氮气体源的比例，以控制介电反射层的k值。如此一来，便可使介电抗反射层达到最低底层反射的目标，从而可以大幅降低覆盖在不同高度图案上的介电抗反射层在反射率上的差异。

经由上述可知，本发明是关于一种控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法。该控制介电抗反射层特性的方法，其特征在于形成此种介电抗反射层时，在含硅气体源与氧气体源所组成的反应气体中加入一含氮气体源，以控制介电抗反射层的n值，并选择增加此含硅气体源对氧气体源或对含氮气体源的比例，以控制介电抗反射层的k值。因此，藉由可控制介电抗反射层的n值和k值，可使此介电抗反射层达到最低底层反射的效果。

借由上述技术方案，本发明控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法至少具有下列特点及优点：

1、本发明因为在此介电抗反射层的反应气体中加入一含氮气体源，使得此介电抗反射层的n值得以控制。

2、本发明因为是选择增加含硅气体源对氧气体源或含氮气体源的比例，所以可控制此介电抗反射层的k值。

3、由于微影可以说是整个半导体制程中最举足轻重的步骤之一，因此本发明藉由控制n值与k值所得到的介电抗反射层，大幅降低其处于不同高度的元件图案上时所产生的反射率差异，进而有助于微影制程的发展。

综上所述，本发明特殊的控制介电抗反射层特性的方法，可降低覆盖在不同高度的图案上的介电抗反射层在反射率上的差异。本发明特殊的介电抗反射层的制造方法，可形成具有一设定n值与一设定k值的介电抗反射层，而可达到反射率最低的功效。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一较佳实施例的介电抗反射层的制造方法的流程步骤图。

100、101、200、300、400：步骤

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的控制介电抗反射层特性的方法及介电抗反射层的制造方法其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

由于在以往的现有技术中，不论是使用硅烷与氧所形成的二氧化硅或是用硅烷与一氧化二氮或氨所形成的氮氧化硅，其n值和k值都无法精确控制，使得此种介电抗反射层无法达到最低底层反射的目标，因此本发明提出以下实施例，用以说明本发明的特征，然其并非用以限定本发明，仅作为举例之用。

请参阅图1所示，是依照本发明一较佳实施例的介电抗反射层的制造方法的流程步骤图。本发明较佳实施例的介电抗反射层的制造方法，在步骤100中，提供含硅气体源与氧气体源(O2)，以前述两种气体源作为化学气相沉积制程的反应气体，以形成一介电抗反射层。其中，含硅气体源例如是硅烷。

接着，为了要控制此介电抗反射层的特性：n值与k值，则进行步骤101。在步骤101中包括以下两个步骤，在步骤200中，在含硅气体源与氧气体源中加入含氮气体源，以控制此介电抗反射层的n值，其中含氮气体源例如是一氧化二氮(N2O)、氨(NH3)或其它合适的气体，且此含氮气体源和含硅气体源与氧气体源的总流量的比约为0.01～10。并且，在步骤300中，选择增加含硅气体源对氧气体源或对含氮气体源的比例，以控制此介电抗反射层的k值。其中，依照本实施例所形成的介电抗反射层包括氮氧化硅，且其硅含量较一般用硅烷与一氧化二氮(N2O)或氨(NH3)所形成者高。

在一实施例中，假设需要将介电抗反射层的n值设定为1.7、k值设定为0.6的话，则硅烷与氧的比例譬如为1～1.5，而含氮气体源(一氧化二氮或氨)的流量譬如为75～300sccm之间。

在另一实施例中，假设同样需要将介电抗反射层的n值设定为1.7、k值设定为0.6的话，则硅烷与含氮气体源(一氧化二氮或氨)的比例譬如为1～1.5，而含氮气体源的流量譬如为95sccm。

最后，在步骤400中，利用前述比例的含硅气体源、氧气体源以及含氮气体源进行一化学气相沉积制程，以获得具有设定n值与设定k值的介电抗反射层。

综上所述，在本发明的特点包括：因为在此介电抗反射层的反应气体中加入一含氮气体源，可使得此介电抗反射层的n值得以控制。因为选择增加含硅气体源对氧气体源或含氮气体源的比例，所以可控制此介电抗反射层的k值。另外，由于微影是整个半导体制程中最举足轻重步骤之一，因此藉由控制n值与k值所得到的介电抗反射层，可大幅降低其处于不同高度的元件图案上时所产生的反射率差异，进而有助于微影制程的发展。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。