專利名稱：光刻膠的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及光刻膠的形成方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件的集成度提高，半導(dǎo)體器件的線寬越來越小，關(guān)鍵尺寸的控制 也越來越重要，對光刻工藝的要求也越來越高。為了滿足光刻的要求，除了在光刻設(shè) 備方面的升級換代以外，抗反射層(Anti-Reflective Coating，ARC)技術(shù)也被應(yīng)用于光刻 中來提高光刻的精度?？狗瓷鋵拥淖饔弥饕獮榉乐构饩€通過光刻膠后在晶圓界面發(fā) 生反射。而反射的光線會與入射光發(fā)生干涉，導(dǎo)致光刻膠不能均勻曝光。在公開號為 US005174856A和公開號為US006136211A的美國專利文件中還可以發(fā)現(xiàn)更多與上述技術(shù) 方案相關(guān)的信息?？狗瓷鋵咏?jīng)過了頂部抗反射層(Top Anti-Reflective Coating，TARC)和 底部抗反射層(Bottom Anti-Reflective Coating，BARC)兩個階段。目前，主要使用的是 底部抗反射層。現(xiàn)有的光刻工藝通常包括在襯底上形成底部抗反射層；在底部抗反射層上形 成光刻膠層；對所述光刻膠層曝光、顯影，形成光刻膠圖形。但現(xiàn)有形成光刻膠圖形通 常有很多缺陷，導(dǎo)致形成光刻膠圖形工藝的良率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是降低形成在光刻膠圖形內(nèi)的缺陷。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種光刻膠的形成方法，包括提供形成有底 部抗反射層的襯底；去除所述底部抗反射層內(nèi)的偏堿性分子；在去除偏堿性的分子的底 部抗反射層表面形成光刻膠層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明通過對所述底部抗反射層進行 去偏堿性的分子步驟；在所述去偏堿性的分子的底部抗反射層表面形成光刻膠層，降低 了形成在光刻層的缺陷，提高了后續(xù)形成光刻膠圖形的良率。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目 的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意 按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。圖1是本發(fā)明提供的光刻膠的形成方法的流程圖；圖2至圖4是本發(fā)明提供的光刻膠的形成方法過程圖。
具體實施例方式由背景技術(shù)可知，底部抗反射層 被應(yīng)用于光刻中來提高光刻的精度，現(xiàn)有技術(shù) 形成光刻膠圖形通常會在襯底表面形成底部抗反射層，在所述底部抗反射層表面形成光刻膠層，對所述光刻膠層曝光、顯影，形成光刻膠圖形，但是現(xiàn)有技術(shù)形成的光刻膠圖 形通常會有大量的缺陷。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn)，所述缺陷形成的原因具體為底部抗反射層 通常是有機物，形成在襯底表面的底部抗反射層通常為偏酸性；雖然半導(dǎo)體工藝通常會 是在超凈的環(huán)境下進行，但是所述超凈的環(huán)境也不會是真空環(huán)境，通常超凈的環(huán)境內(nèi)會 存在偏堿性的分子，例如帶有OH-離子團的分子等。形成有底部抗反射層的襯底在存在 偏堿性的分子的環(huán)境中，很容易就吸附偏堿性的分子在底部抗反射層表面，在后續(xù)工藝 中，在所述形成有吸附偏堿性的分子的底部抗反射層表面形成光刻膠，所述吸附偏堿性 的分子的位置就會出現(xiàn)缺陷。為此，本發(fā)明的人發(fā)明人提出一種光刻膠的形成方法，具體步驟包括提供形成有底部抗反射層的襯底；去除所述底部抗反射層內(nèi)的偏堿性分子；在去除偏堿性的分子的底部抗反射層表面形成光刻膠層?？蛇x的，所述去除所述底部抗反射層內(nèi)的偏堿性分子步驟和所述在去除偏堿性 的分子的底部抗反射層表面形成光刻膠層步驟在同一旋膠設(shè)備中完成。可選的，去除所述底部抗反射層內(nèi)的偏堿性分子包括將所述形成有底部抗反 射層的襯底放置于所述旋膠設(shè)備內(nèi)；旋膠設(shè)備初始化；清洗并旋轉(zhuǎn)去偏堿性的分子；甩 干?？蛇x的，所述旋膠設(shè)備初始化具體工藝參數(shù)為旋轉(zhuǎn)時間為1秒至2秒，旋轉(zhuǎn)速 度為為每分鐘1500轉(zhuǎn)(RPM)至每分鐘2500轉(zhuǎn)?？蛇x的，所述清洗并旋轉(zhuǎn)去偏堿性的分子具體工藝參數(shù)為旋轉(zhuǎn)時間為3秒至5 秒，旋膠設(shè)備旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘80轉(zhuǎn)至每分鐘120轉(zhuǎn)，清洗劑流量為每分鐘30毫升至每 分鐘80毫升?？蛇x的，所述清洗劑可以為高分子有機溶劑、去離子水或者雙氧水。可選的，所述甩干的具體工藝參數(shù)為旋轉(zhuǎn)時間為3秒至9秒，所述旋膠設(shè)備轉(zhuǎn) 速為每分鐘800轉(zhuǎn)至每分鐘2500轉(zhuǎn)?？蛇x的，所述形成光刻膠的具體工藝參數(shù)為旋轉(zhuǎn)時間為1秒至2秒，旋膠設(shè)備 轉(zhuǎn)速為每分鐘3400轉(zhuǎn)至每分鐘4000轉(zhuǎn)，光刻膠流量為每分鐘1.5毫升至每分鐘2毫升。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā) 明的具體實施方式
做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解 本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限 制。其次，本發(fā)明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說 明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實例，其 在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維 空間尺寸。圖1為本發(fā)明的光刻膠的形成方法的流程圖，下面參考圖1進行說明。如圖1所示，本發(fā)明的光刻膠的形成方法包括下列步驟
步驟S101，提供形成有底部抗反射層的襯底。參考圖2，提供襯底100。所述襯底100可以為多層基片(例如，具有覆蓋電介質(zhì)和金屬膜的硅襯底)、分 級基片、絕緣體上硅基片(SOI)、外延硅基片、部分處理的基片(包括集成電路及其他元 件的一部分)、圖案化或未被圖案化的基片。所述襯底100還可以是具有介質(zhì)層的襯底，所述介質(zhì)層用于對襯底上的導(dǎo)線與 導(dǎo)線之間的隔離，具體所述介質(zhì)層可以是金屬前介質(zhì)層(Pre-MetalDielectric，PMD)，也 可以是層間介質(zhì)層(Inter-Metal Dielectric，ILD)。金屬前介質(zhì)層是沉積在具有MOS器件的襯底上，利用沉積工藝形成，在金屬 前介質(zhì)層中會在后續(xù)工藝形成溝槽，用金屬填充溝槽形成連接孔，所述連接孔用于連接 MOS器件的電極和上層互連層中的金屬導(dǎo)線。層間介質(zhì)層是后道工藝在金屬互連層之間的介電層，層間介質(zhì)層中會在后續(xù)工 藝中形成溝槽，用金屬填充溝槽形成連接孔，所述連接孔用于連接相鄰金屬互連層中的 導(dǎo)線。所述介質(zhì)層的材料通常選自SiO2或者摻雜的SiO2,例如USG(UndopedSilicon Glass,沒有摻雜的硅玻璃)、BPSG(Borophosphosilicate Glass,摻雜硼磷的硅玻璃)、 BSG(Borosilicate Glass,摻雜硼的硅玻璃)、PSG(Phosphosilitcate Glass,摻雜磷的硅玻
I兩/ 寸O所述介質(zhì)層在130納米及以下的工藝節(jié)點一般選用低介電常數(shù)的介電材料，所 述介質(zhì)層的材料具體選自氟硅玻璃(FSG)、碳摻雜的氧化硅(BlackDiamond)以及氮摻雜 的碳化硅(BLOK)。所述介質(zhì)層的形成工藝可以是任何常規(guī)真空鍍膜技術(shù)，例如原子沉積(ALD)、 物理氣相淀積(PVD)、化學(xué)氣相淀積(CVD)、等離子體增強型化學(xué)氣相淀積(PECVD) 等等，在這里不做贅述。參考圖3，在所述襯底100表面形成底部抗反射層110。所述底部抗反射層110用于防止光線通過后續(xù)形成的光刻膠后在晶圓界面發(fā)生 反射，使得光刻膠均勻曝光，提高曝光的精度。所述底部抗反射層110材料為C-H-O的化合物，形成底部抗反射層130的工藝 可以為旋涂工藝?，F(xiàn)有的工藝會在形成底部抗反射層110后，在所述底部抗反射層110表面形成 光刻膠層，由于現(xiàn)有的工藝形成的底部抗反射層Iio材料通常為C-H-O的化合物的有機 物，形成的底部抗反射層110通常是偏酸性的，所述形成在襯底100的底部抗反射層110 很容易吸附偏堿性的分子，在后續(xù)的形成光刻膠工藝中，在所述形成有吸附偏堿性的分 子的底部抗反射層表面形成的光刻膠，所述吸附偏堿性的分子的位置就會出現(xiàn)缺陷。為此，本發(fā)明的發(fā)明人提出一種先進的光刻膠層形成工藝，如步驟S102和步驟 S103所述，去除所述底部抗反射層110內(nèi)的偏堿性分子；在去除偏堿性的分子的底部抗 反射層110表面形成光刻膠層。需要特別指出的是，去除所述底部 抗反射層110內(nèi)的偏堿性分子步驟和在去除 偏堿性的分子的底部抗反射層110表面形成光刻膠層步驟可以在同一設(shè)備中完成，并可以集成在同一工藝處方中，節(jié)約了工藝步驟時間。去除所述底部抗反射層110內(nèi)的偏堿性分子步驟可以在旋膠設(shè)備中完成，所述 去偏堿性的分子步驟具體包括將所述形成有底部抗反射層110的襯底100放置于所述旋 膠設(shè)備內(nèi)；旋膠設(shè)備初始化；清洗并旋轉(zhuǎn)去偏堿性的分子；甩干。所述旋膠設(shè)備初始化具體參數(shù)為旋轉(zhuǎn)時間為1秒至2秒，旋轉(zhuǎn)速度為為每分鐘 1500轉(zhuǎn)(RPM)至每分鐘2500轉(zhuǎn)。所述清洗并旋轉(zhuǎn)去偏堿性的分子具體參數(shù)為旋轉(zhuǎn)時間為3秒至5秒，旋膠設(shè) 備旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘80轉(zhuǎn)至每分鐘120轉(zhuǎn)，清洗劑流量為每分鐘30毫升至每分鐘80毫 升，所述清洗劑可以為高分子有機溶劑、去離子水或者雙氧水。需要特別指出的是，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量的實驗，發(fā)現(xiàn)所述清洗劑選用丙 二醇甲單醚(分子式CH3OCH2CH(OH)CH3)或者選用丙二醇單甲醚乙酯(分子式 CH3CH (OCOCH3) CH2OCH3)時，去除偏堿性的分子的效果更佳。所述甩干步驟具體參數(shù)為旋轉(zhuǎn)時間為3秒至9秒，所述旋膠設(shè)備轉(zhuǎn)速為每分鐘 800轉(zhuǎn)至每分鐘2500轉(zhuǎn)。采用上述的參數(shù)的去偏堿性的分子步驟能夠有效的去除附著在底部抗反射層表 面的偏堿性的分子，而不會損傷底部抗反射層110。參考圖4，在去除偏堿性的分子的底部抗反射層110表面形成光刻膠層120所述形成光刻膠層120工藝可以選用旋膠設(shè)備，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量創(chuàng)造 性勞動，獲得較優(yōu)的光刻膠形成工藝參數(shù)選用旋膠設(shè)備，旋轉(zhuǎn)時間為1秒至2秒，旋膠 設(shè)備轉(zhuǎn)速為0，高分子有機溶劑流速為每分鐘30毫升至每分鐘80毫升；該步驟用于清除 底部抗反射層表面的其他雜質(zhì)。旋轉(zhuǎn)時間為1秒至2秒，旋膠設(shè)備轉(zhuǎn)速為0，高分子有機溶劑流速為0;該步驟 用于清除高分子有機溶劑。旋轉(zhuǎn)時間為0.1秒至0.22秒，旋膠設(shè)備轉(zhuǎn)速為每分鐘800轉(zhuǎn)至每分鐘1000轉(zhuǎn)； 該步驟用于去除底部抗反射層110表面吸附的水分子。旋轉(zhuǎn)時間為1秒至2秒，旋膠設(shè)備轉(zhuǎn)速為每分鐘3400轉(zhuǎn)至每分鐘4000轉(zhuǎn)，光刻 膠流量為每分鐘1.5毫升至每分鐘2毫升；該步驟用于在底部抗反射層110表面形成所述 光刻膠層120，并且控制所述光刻膠層120厚度，使得所述光刻膠層120在后續(xù)的曝光、 顯影、形成光刻膠圖形工藝中符合工藝要求。旋轉(zhuǎn)時間為5秒至25秒，旋膠設(shè)備轉(zhuǎn)速為每分鐘1000轉(zhuǎn)至每分鐘1500轉(zhuǎn)；該 步驟用于去除形成在光刻膠表面的水分子。旋轉(zhuǎn)時間為2秒至8秒，旋膠設(shè)備轉(zhuǎn)速為每分鐘1000轉(zhuǎn)至每分鐘2000轉(zhuǎn)，清潔 劑流量為每分鐘30毫升至每分鐘80毫升；該步驟用于去除形成在襯底邊緣和襯底底部的 光刻膠。旋轉(zhuǎn)時間為2秒至6秒，旋膠設(shè)備轉(zhuǎn)速為每分鐘1500轉(zhuǎn)至每分鐘2500轉(zhuǎn)；該步 驟用于甩干所述光刻膠層120。本發(fā)明通過對所述底部抗反射層進行去偏堿性的分子步驟；在所述去偏堿性的 分子的底部抗反射層表面形成光刻膠層，降低了形成在光刻層的缺陷，提高了后續(xù)形成 光刻膠圖形的良率。
權(quán)利要求
1.一種光刻膠的形成方法，其特征在于，包括提供形成有底部抗反射層的襯底；去除所述底部抗反射層內(nèi)的偏堿性分子；在去除偏堿性的分子的底部抗反射層表面形成光刻膠層。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻膠的形成方法，其特征在于，所述去除所述底部抗反射層 內(nèi)的偏堿性分子步驟和所述在去除偏堿性的分子的底部抗反射層表面形成光刻膠層步驟 在同一旋膠設(shè)備中完成。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的光刻膠的形成方法，其特征在于，去除所述底部 抗反射層內(nèi)的偏堿性分子包括將所述形成有底部抗反射層的襯底放置于所述旋膠設(shè)備 內(nèi)；旋膠設(shè)備初始化；清洗并旋轉(zhuǎn)去偏堿性的分子；甩干。
4.如權(quán)利要求3所述的光刻膠的形成方法，其特征在于，所述旋膠設(shè)備初始化具體工 藝參數(shù)為旋轉(zhuǎn)時間為1秒至2秒，旋轉(zhuǎn)速度為為每分鐘1500轉(zhuǎn)至每分鐘2500轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求3所述的光刻膠的形成方法，其特征在于，所述清洗并旋轉(zhuǎn)去偏堿性的 分子具體工藝參數(shù)為旋轉(zhuǎn)時間為3秒至5秒，旋膠設(shè)備旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘80轉(zhuǎn)至每分 鐘120轉(zhuǎn)，清洗劑流量為每分鐘30毫升至每分鐘80毫升。
6.如權(quán)利要求5所述的光刻膠的形成方法，其特征在于，所述清洗劑為高分子有機溶 劑、去離子水或者雙氧水。
7.如權(quán)利要求5所述的光刻膠的形成方法，其特征在于，所述清洗劑為丙二醇甲單醚 或者為丙二醇單甲醚乙酯。
8.如權(quán)利要求3所述的光刻膠的形成方法，其特征在于，所述甩干的具體工藝參數(shù) 為旋轉(zhuǎn)時間為3秒至9秒，所述旋膠設(shè)備轉(zhuǎn)速為每分鐘800轉(zhuǎn)至每分鐘2500轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求1所述的光刻膠的形成方法，其特征在于，所述形成光刻膠的具體工藝 參數(shù)為旋轉(zhuǎn)時間為1秒至2秒，旋膠設(shè)備轉(zhuǎn)速為每分鐘3400轉(zhuǎn)至每分鐘4000轉(zhuǎn)，光刻 膠流量為每分鐘1.5毫升至每分鐘2毫升。
全文摘要
一種光刻膠的形成方法，包括提供形成有底部抗反射層的襯底；去除所述底部抗反射層內(nèi)的偏堿性分子；在去除偏堿性的分子的底部抗反射層表面形成光刻膠層。本發(fā)明降低形成在光刻層的缺陷，提高了后續(xù)形成光刻膠圖形的良率。
文檔編號G03F7/16GK102012635SQ20091019561
公開日2011年4月13日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者周從樹, 顧以理 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司