專利名稱：去除光感顯影底部抗反射層缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種去除光感顯影底部抗反射層(PS-DBARC, Photosensitive Developable BARC)缺陷的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制作技術(shù)中，晶片的關(guān)鍵尺寸均勻性(⑶U, Critical DimensionUniformity)是一項重要指標(biāo)。在晶片上制作半導(dǎo)體器件過程中，很多因素都會使晶片的CDU變差，其中的一個因素就是對晶片的曝光過程。早在20世紀(jì)80年代，頂部抗反射層(TARC, Top Anti-Reflective Coating)和底部抗反射層(BARC, Bottom Anti-ReflectiveCoatings)就產(chǎn)生了，TARC被用于涂覆在光刻膠層上方，BARC被用于涂覆在光刻膠層下方，都可以減少曝光光刻膠層過程中時的駐波效應(yīng)。BARC在減少曝光光刻膠層過程中時的駐波 效應(yīng)要好于TARC，所以BARC被廣泛使用。在晶片的要刻蝕層上先涂覆BARC，然后再涂覆光刻膠層，最后對光刻膠層進行曝光及顯影，在光刻膠層上得到后續(xù)要刻蝕的圖案。當(dāng)以具有要刻蝕圖案的光刻膠層為掩膜，對晶片的要刻蝕層進行刻蝕時，首先要打開要刻蝕層上涂覆的BARC，也就是對要刻蝕層上的BARC進行刻蝕，這會增加額外的半導(dǎo)體制作工序，耗費成本及時間。為了克服這個問題，采用了 PS-DBARC替代BARC，PS-DBARC是被曝光區(qū)域可溶的BARC，在光刻膠層顯影過程中，PS-DBARC的被曝光區(qū)域可以被同時溶解。這樣，在后續(xù)對晶片的要刻蝕層進行刻蝕時，就不需要打開要刻蝕層上涂覆的BARC 了，節(jié)省了成本及時間。圖I為現(xiàn)有技術(shù)光刻方法的流程圖，結(jié)合圖2a 圖2c所示的光刻流程的結(jié)構(gòu)剖面簡化圖，進行詳細(xì)說明步驟101、在晶片的要刻蝕層10上涂覆PS-DBARC20，如圖2a所示；在本步驟中，要刻蝕層10可以為制作半導(dǎo)體器件的晶片上任意一層，比如晶片的襯底或晶片的層間介質(zhì)層，如可以在晶片的襯底上制作高介電常數(shù)金屬柵極時要采用的高介電常數(shù)金屬柵極圖案，或在后端工序中在晶片的層間介質(zhì)層上制作通孔采用的通孔圖案；在本步驟中，PS-DBARC20的厚度可以為400埃 1200埃；步驟102、在PS-DBARC20上涂覆光刻膠層30，如圖2b所示；步驟103、對光刻膠層30進行曝光和顯影，在光刻膠層30上形成要刻蝕圖案，如圖2c所示；在本步驟中，由于PS-DBARC20在顯影過程中被曝光區(qū)域是可溶的，所以PS-DBARC20也形成了要刻蝕圖案。采用圖I所示的方法后，PS-DBARC20在顯影后，還會有殘留物，及形成的要刻蝕圖案也會與要刻蝕層10表面之間的角度大于90度，稱之為footing，如圖3所示，圖3為現(xiàn)有技術(shù)光刻后在刻蝕層10上形成要刻蝕圖案的剖面結(jié)構(gòu)簡圖。這會在后續(xù)刻蝕要刻蝕層10過程中，由于在PS-DBARC20上形成的要刻蝕圖案不準(zhǔn)確，當(dāng)以具有該要刻蝕圖案的PS-DBARC20為掩膜，在晶片的要刻蝕層10刻蝕時，最終在要刻蝕層10刻蝕得到的刻蝕圖案不準(zhǔn)確，影響在晶片上制作半導(dǎo)體器件的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種去除PS-DBARC缺陷的方法，該方法能夠在光刻過程中去除PS-DBARC殘留，使得在PS-DBARC上形成的光刻圖案準(zhǔn)確。為達到上述目的，本發(fā)明實施的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種去除光感顯影底部抗反射層PS-DBARC缺陷的方法，該方法包括在晶片的要刻蝕層涂覆PS-DBARC后，對所述PS-DBARC進行預(yù)曝光；在所述PS-DBARC上涂覆光刻膠層后，進行曝光和顯影，在光刻膠層和PS-DBARC形成要刻蝕圖案。 ，所述PS-DBARC 為 400 埃 1200 埃。所述預(yù)曝光的曝光劑量為所述光刻膠層進行曝光采用的劑量的20% 80%，曝光條件與所述光刻膠層進行曝光條件相同。所述要刻蝕層為晶片的襯底或晶片的層間介質(zhì)層。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明在光刻過程中，在涂覆了 PS-DBARC步驟后，涂覆光刻膠層步驟之前，增加PS-DBARC進行預(yù)曝光的步驟。這個步驟可以彌補在后續(xù)曝光光刻膠層過程中對PS-DBARC曝光不足，而在后續(xù)PS-DBARC顯影過程中產(chǎn)生殘留及footing的現(xiàn)象，從而使得在PS-DBARC上形成的光刻圖案不準(zhǔn)確的問題。因此，本發(fā)明可以在光刻過程中去除PS-DBARC殘留，使得在PS-DBARC上形成的光刻圖案準(zhǔn)確。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)光刻方法的流程圖；圖2a 圖2c為現(xiàn)有技術(shù)的光刻流程的結(jié)構(gòu)剖面簡化圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)光刻后在刻蝕層101上形成要刻蝕圖案的剖面結(jié)構(gòu)簡圖；圖4為本發(fā)明光刻方法的流程圖；圖5a 圖5d為本發(fā)明光刻流程的結(jié)構(gòu)剖面簡化圖；圖6為本發(fā)明光刻后在刻蝕層11上形成要刻蝕圖案的剖面結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。在背景技術(shù)中的圖I中，PS-DBARC在顯影后，還會有殘留物，形成要刻蝕圖案也會與要刻蝕層表面之間的角度大于90度，使得在PS-DBARC形成的光刻圖案不準(zhǔn)確的原因為對于PS-DBARC來說，其是否殘留以及在PS-DBARC形成的光刻圖案的準(zhǔn)確程度，是由顯影時的烘焙溫度和曝光劑量共同決定的。顯影時的烘焙溫度可以根據(jù)PS-DBARC的需要控制，但是，由于曝光時需要考慮對光刻膠層的影響，而刻蝕圖案的特征尺寸是由光刻膠層曝光(與曝光劑量有關(guān))決定的，所以不能對光刻膠層過度曝光，在其他曝光條件不變的情況下，曝光劑量要使得在光刻膠層上恰好形成光刻圖案。然而，這會導(dǎo)致對PS-DBARC的曝光劑量會不足，在后續(xù)顯影烘焙過程中，就無法去除PS-DBARC殘留及會形成footing現(xiàn)象，使得在PS-DBARC上形成的光刻圖案不準(zhǔn)確。因此，為了克服上述問題，本發(fā)明采用了光刻過程中，在涂覆了 PS-DBARC步驟后，涂覆光刻膠層步驟之前，增加PS-DBARC進行預(yù)曝光的步驟。這個步驟可以彌補在后續(xù)曝光光刻膠層過程中對PS-DBARC曝光不足，而在后續(xù)PS-DBARC顯影過程中產(chǎn)生殘留及footing的現(xiàn)象，從而使得在PS-DBARC上形成的光刻圖案不準(zhǔn)確的問題。這樣，就可以保證在晶片的要刻蝕層刻蝕時，最終在要刻蝕層刻蝕得到的刻蝕圖案準(zhǔn)確，不會影響在晶片上制作半導(dǎo)體器件的品質(zhì)。圖4為本發(fā)明光刻方法的流程圖，結(jié)合圖5a 圖5d本發(fā)明所示的光刻流程的結(jié)構(gòu)剖面簡化圖，進行詳細(xì)說明
步驟401、在晶片的要刻蝕層11上涂覆PS-DBARC22，如圖5a所示；在本步驟中，要刻蝕層11可以為制作半導(dǎo)體器件的晶片上任意一層，比如晶片的襯底或晶片的層間介質(zhì)層，如可以在晶片的襯底上制作高介電常數(shù)金屬柵極時要采用的高介電常數(shù)金屬柵極圖案，或在后端工序中在晶片的層間介質(zhì)層上制作通孔采用的通孔圖案；在本步驟中，PS-DBARC22的厚度可以為400埃 1200埃；步驟402、對PS-DBARC22進行預(yù)曝光40，如圖5b所示；在本步驟中，采用的預(yù)曝光劑量為后續(xù)光刻膠層曝光的20% 80%，曝光條件與后續(xù)光刻膠層曝光條件相同，也是采用光刻機進行曝光；步驟403、在PS-DBARC22上涂覆光刻膠層33，如圖5c所示；步驟404、對光刻膠層33依次進行曝光和顯影，在光刻膠層33上形成要刻蝕圖案，如圖5d所示；在本步驟中，由于PS-DBARC22在顯影過程中的被曝光區(qū)域是可溶的，所以也形成了要刻蝕圖案。經(jīng)過了圖4所示的過程后，得到了圖6所示的本發(fā)明光刻后在刻蝕層11上形成要刻蝕圖案的剖面結(jié)構(gòu)簡圖，可以看出，PS-DBARC22形成的要刻蝕圖案不存在殘留，要刻蝕圖案與要刻蝕層11表面形成的角度為90度?？梢钥闯?，采用本發(fā)明提供的方法可擴展光刻膠層和PS-DBARC的兼容性。以上舉較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種去除光感顯影底部抗反射層PS-DBARC缺陷的方法，該方法包括 在晶片的要刻蝕層涂覆PS-DBARC后，對所述PS-DBARC進行預(yù)曝光； 在所述PS-DBARC上涂覆光刻膠層后，進行曝光和顯影，在光刻膠層和PS-DBARC形成要刻蝕圖案。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述PS-DBARC為400埃 1200埃。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)曝光的曝光劑量為所述光刻膠層進行曝光采用的劑量的20% 80%，曝光條件與所述光刻膠層進行曝光條件相同。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述要刻蝕層為晶片的襯底或晶片的層間介質(zhì)層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除光感顯影底部抗反射層PS-DBARC缺陷的方法，在光刻過程中，在涂覆了PS-DBARC步驟后，涂覆光刻膠層步驟之前，增加PS-DBARC進行預(yù)曝光的步驟。這個步驟可以彌補在后續(xù)曝光光刻膠層過程中對PS-DBARC曝光不足，而在后續(xù)PS-DBARC顯影過程中產(chǎn)生殘留及footing的現(xiàn)象，從而使得在PS-DBARC上形成的光刻圖案不準(zhǔn)確的問題。
文檔編號G03F7/20GK102890402SQ20111020268
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者舒強, 顧一鳴 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司