氮化鈦薄膜做為次微米微影成像抗反射層之性質與影響

Abstract

次微米光學微影成像製程中, 在強裂光反射基材特別是在不平坦強烈光反射基材表面 (Al╱Si), 阻劑線幅寬度嚴重地受到破壞。本研究以氮化鈦(TiNx)薄膜做為在次微米 光學微影成像中的抗反射層(Antireflection Layer,ARL)。在TiNx-ARL╱Al╱Si系統 , TiNx-ARL對兩組正型阻劑, TSMR-8900 非染料阻劑, TSMR-8900-MD2 染料阻劑, 皆 能有效地消除刻痕效應和駐波效應。在G-line曝光系統中達到0.8 μm 解像度, 精確 地保持了阻劑圖案。TiNx-ARL╱Al╱Si系統中之片電阻率(sheet resistance)約為45 m Ω╱square, 與Al╱Si系統之片電阻率相近似, 即不影響Al層之電性, 如此TiNx薄 膜不僅可當做擴散障礙層(diffusion bar-rier), 同時也可做為抗反射層之應用。在 TiNx╱Al╱Si系統中完成了選擇性蝕刻, 即只對TiNx-ARL蝕刻, 而對Al層完全不蝕刻 。在蝕刻偏壓: -100volts , 蝕刻混合氣體: CHF (30sccm) ╱CF (70sccm)條件下 , TiNx-ARL蝕刻速率約為100 ╱min 。在強烈光反射之不平坦表面( 階梯高度＝1. 0 μm ) TiNx-ARL依然能夠得到精確的阻劑圖案, 刻痕效慶與駐波效應已全然不見。 TiNx之RBS 定量分析得知, 其為含氮量高之TiNx薄膜, 其組成應為TiN (44 at.%Ti, 56at.%N)。TiN 之XRD 定性分析, TiN 其相(phase)優選方向為(111), 且TiN 為Over-stoichiometry, 故其結晶性不佳。