移動氣泡的方法技術

一種移動氣泡的方法，利用激光鑷夾于光致抗蝕劑層中產生光致抗蝕劑層亮區和光致抗蝕劑層暗區，使得光致抗蝕劑層中的氣泡，從光致抗蝕劑層亮區移往光致抗蝕劑層暗區。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，尤其涉及一種利用激光鑷夾移動晶 片中氣泡的方法。
技術介紹
光刻(photolithography)工藝是半導體(semiconductor)工藝中重要的技術 之一，而隨著集成電路的集成度提高，整個集成電路的元件尺寸也隨之縮 小，因此一種浸潤式光刻(immersion lithography)工藝被研發出來，以因應元 件尺寸的縮小化。所謂浸潤式光刻工藝是指將曝光步驟在液相環境中進行的光刻工藝， 其原理是藉由液體折射率大于空氣折射率的特性，使得曝光步驟的解析度 可以大幅提升，進而達到元件縮小化的目的。例如將光學透鏡與光致抗蝕 劑層(photo resist layer)之間的空氣介質以流體取代的技術，然后利用光通過 流體介質后，所產生的縮短光源波長的現象，以提升其解析度。而根據光 線通過不同介質的公式入'=入/11，入'為通過流體介質后的波長；入為在空氣 中的波長；n為流體介質的折射率(Refractive index),因此若將目前193納 米波長曝光機臺中，在光源與半導體晶片之間加入純水為介質(水的折射率 約為1.43),其波長可縮短為132納米。一般而言，半導體晶片在進行浸潤式光刻工藝時，半導體晶片上方會 旋轉涂4未(spin coating)—層光致抗蝕劑層，而為避免光致抗蝕劑層在曝光后 產生的光酸，破壞浸潤介質的酸堿值，所以光致抗蝕劑層上方會另外涂布 一層保護層(topcoat)，使得保護層可阻擋光酸擴散到浸潤介質中。但是由于 光致抗蝕劑層或者保護層本身的化學溶液就具有氣泡，或者是旋轉涂抹的 過程中會產生氣泡，所以后續曝光(exposure)工藝進行時，上述的氣泡會影 響曝光結果。另 一方面，在生物科技領域中，近年來有一種激光鑷夾(optical tweezers) 被研發出來，所謂激光鑷夾是利用一激光、反射鏡與透鏡等元件組合而成，這種激光鑷夾具有移動微小粒子的功用。激光鑷夾的原理是當微小粒子的 折射系數大于周圍環境的折射系數時，微小粒子會往激光光束中央亮處移 動，相反的，當微小粒子的折射系數小于周圍環境的折射系數時，微小粒 子則會往激光光束邊緣暗處移動。而半導體晶片進行浸潤式光刻工藝，所 產生的氣泡的折射系數是小于周圍環境的折射系數。而如何應用激光鑷夾 清除浸潤式光刻工藝中的氣泡，實為重要的課題。
技術實現思路
本專利技術是關于一種，以解決上述問題。本專利技術的 一 實施例的目的是提供一種，其是利用激光 鑷夾于光致抗蝕劑層中產生光致抗蝕劑層亮區和光致抗蝕劑層暗區，使得 光致抗蝕劑層中的氣泡，從光致抗蝕劑層亮區移往光致抗蝕劑層暗區。本專利技術的另一實施例的目的是提供一種，其是利用激 光鑷夾于浸潤介質中產生浸潤介質亮區和浸潤介質暗區，使得位于浸潤式 光刻工藝的浸潤介質中的氣泡，由浸潤介質亮區移往浸潤介質暗區。本專利技術是利用激光鑷夾照射半導體晶片，使得半導體晶片主要的曝光 區域產生亮區，而位于亮區的氣泡會往相對于亮區所產生的暗區移動，進 而使得曝光工藝不受氣泡影響。附圖說明圖1至圖2是本專利技術的第一優選實施例的工藝示意圖；圖3至圖4分別是本專利技術第二與第三優選實施例的工藝示意圖;圖5是步進式曝光機臺的結構示意圖；圖6是本專利技術的第四優選實施例的工藝示意圖。主要元件符號說明100、 502 半導體晶片102基底104光致抗蝕劑層106保護層108氣泡112激光鑷夾202、606 ArF激光302亮區304暗區402、604 激光鑷夾500ArF步進式曝光機臺504透鏡組506曝光區508浸潤介質608曝光圖樣區域具體實施方式請參考圖1至2，圖1至2是本專利技術的第一優選實施例的工藝示意圖。 如圖l所示，首先提供一工藝基板，例如一半導體晶片100，或其他諸如硅 覆絕緣基底、玻璃基板、石英基板、金屬基板等的工藝基板。接著進行一 旋轉涂布工藝，以于半導體晶片100的基底102表面上旋轉涂布一層光致 抗蝕劑層104，之后再于光致抗蝕劑層104表面上形成一保護層106,用以 避免光致抗蝕劑層104在曝光后所產生的光酸擴散到浸潤介質中，破壞浸 潤介質的酸堿值。由于用來形成光致抗蝕劑層104或者保護層106的化學溶液本身就具 有氣泡，或者是于此二者的旋轉涂抹過程中所產生的氣泡，因此在完成旋 轉涂布工藝后，半導體晶片100的基底102表面上會有些許的氣泡108存 在于光致抗蝕劑層104和保護層106之中。為避免氣泡108影響半導體晶 片100的后續曝光工藝的結果，第一優選實施例是利用一激光鑷夾112照 射光致抗蝕劑層104，并調整其焦距，使得光致抗蝕劑層104成為一亮區， 而保護層106則相對于該亮區成為一暗區，也就是說，藉由調整激光鑷夾 112的光源強度，可使其由光致抗蝕劑層104往保護層106成一梯度(gradient) 分布地逐漸變暗。而激光^l聶夾112除了如圖1所示，由半導體晶片100上 方照射的方式達成外，亦可由半導體晶片100的側邊照射光致抗蝕劑層104， 使得光致抗蝕劑層104成為一亮區，而保護層106則相對于該亮區成為一 暗區。請接續參考圖2，由于氣泡108的折射系數小于周圍環境的折射系數，所以氣泡108在激光4聶夾112的照射下，會由豐i亮的光致抗蝕劑層104移 往較暗的保護層106。換句話說，在第一優選實施例中，激光鑷夾112使得 光致抗蝕劑層104成為亮區，所以藉由激光鑷夾112的擾動，光致抗蝕劑 層104內的氣泡108，會向上移往成為暗區的保護層106中。又由于保護層 106的表面距離光致抗蝕劑層104最遠，相較于其他區域也最暗，因此在本 優選實施例中，光致抗蝕劑層104與保護層106中的氣泡108可一直移動 到保護層106的表面。因為靠近光致抗蝕劑層104的氣泡108向保護層106 的表面移動，所以氣泡108不再位于后續曝光工藝的焦點上，亦即整個光 致抗蝕劑層104中不再有氣泡108,因此氣泡108不會影響到后續的曝光工 藝。在移除光致抗蝕劑層104的氣泡108后，接著對光致抗蝕劑層104進 行一烘烤(baking)步驟，爾后，再利用一氟化氬(ArF)步進式曝光機臺(未顯 示)對半導體晶片100施以一 ArF激光202，以進行浸潤式光刻工藝的曝光 工藝。值得一提的是，在此第一優選實施例中，保護層106上方可另外涂布 一層可溶于浸潤式光刻工藝的浸潤介質的基礎溶液，或者涂布一層可于顯 影后被移除的基礎溶液，例如水溶液等。假若保護層106上方具有這層基 礎溶液，則氣泡108在激光鑷夾112的作用下，可以移往離光致抗蝕劑層 104距離更遠的基礎溶液表面，如此一來，氣泡108就更不會對后續的曝光 工藝造成影響。而在期刊Nature,第424期，第810至816頁中，作者D. G. Grier .有提到，激光鑷夾112能擾動的氣泡尺寸則是由5納米(nm)至數微米 (micron)。除了上述的第一優選實施例的激光鑷夾112可將光致抗蝕劑層104成 為一亮區，而保護層106則成為一個相對的暗區的作法外，本專利技術還可以 有其他的變化型態。請參考圖3,圖3為本專利技術的第二優選實施例的工藝示 意圖。首先提供一半導體晶片100,或其他硅覆絕緣基底、玻璃基板、石英 基板、金屬基板等的工藝基板。接著進行至少一旋轉涂本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種移動氣泡的方法，該些氣泡位于光致抗蝕劑層中，該方法包括：利用激光鑷夾于該光致抗蝕劑層中產生光致抗蝕劑層亮區和光致抗蝕劑層暗區，使得該些氣泡從該光致抗蝕劑層亮區移往該光致抗蝕劑層暗區。

【技術特征摘要】
1.一種移動氣泡的方法，該些氣泡位于光致抗蝕劑層中，該方法包括利用激光鑷夾于該光致抗蝕劑層中產生光致抗蝕劑層亮區和光致抗蝕劑層暗區，使得該些氣泡從該光致抗蝕劑層亮區移往該光致抗蝕劑層暗區。2. 如權利要求1所述的方法，其中該些氣泡移往該光致抗蝕劑層暗區 后，還包括于該光致抗蝕劑層進行烘烤工藝的步驟；以及對該光致抗蝕劑層進行浸潤式光刻工藝，其中該激光鑷夾的波長大于 該浸潤式光刻工藝的曝光光源波長。3. 如權利要求2所述的方法，其中該光致抗蝕劑層亮區是位于該光致 抗蝕劑層的中央，該激光鑷夾的光源強度是由該光致抗蝕劑層亮區往周圍 成梯度分布變暗，以形成該光致抗蝕劑層暗區。4. 如權利要求2所述的方法，其中該激光鑷夾為長條狀結構，并藉由 該光致抗蝕劑層向該激光鑷夾移動，以于該光致抗蝕劑層形成該光致抗蝕 劑層亮區和該光致抗蝕劑層暗區。5. 如權利要求2所述的方法，其中該光致抗蝕劑層上方還包括保護層。6. 如權利要求5所述的方法，其中該激光鑷夾形成該光致抗蝕劑層亮 區時，亦同時于該保護層形成保護層暗區，使得該些氣泡由該光致抗蝕劑 層亮區移往該保護層暗區。7. 如權利要求6所述的方法，其中該激光鑷夾的光源強度是由該光致 抗蝕劑層亮區往...

【專利技術屬性】
技術研發人員：侯雅菁，曾煥廷，林思閩，盧柏州，黃永發，尤春祺，
申請(專利權)人：聯華電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]