[發明專利]形成光刻膠圖案的方法

有效

• 申請號: 200610030800.3
• 申請日: 2006-09-04
• 公開（公告）號: CN101140421A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 汪釘崇;藍受龍
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G03F7/16
• 分類號: G03F7/16;G03F7/20;G03F7/26;H01L21/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種形成光刻膠圖案的方法。

背景技術

隨著半導體制造技術的發展線寬越來越小，光刻膠圖案線寬的誤差及光刻圖案缺陷對的芯片制造過程中電性的影響也越來越明顯。如何在光刻過程中減少光刻圖案缺陷是工藝人員不得不考慮問題。

在光刻中，光刻膠首先通過旋涂的方法被均勻的涂附于晶片的表面，然后通過曝光顯影將掩膜板上圖案轉移到晶片上，并且在此過程中，需要經歷一系列的烘烤例如軟烤、曝光后烘烤(Post?exposure?bake)等過程來增加光刻膠與晶片基底的粘附性，以此來增加抗刻蝕能力。光刻過程中常常由于各種各樣的問題例而產生光刻膠殘留，光刻膠殘留生成在本欲去除光刻膠而生成開口的地方或形成的圖案的旁邊。由于該殘留的阻擋，影響刻蝕過程或離子注入過程，進而影響器件的電性。例如在銅作為互連線的鑲嵌工藝中，在定義溝槽或連接孔的過程中光刻膠常常由于下層介質層中釋放的氮氣或氨氣而生成難以除去的殘留，該殘留會影響形成的溝槽和連接孔，進而影響形成的金屬線或上下層連接導線，從而會影響器件的電性。專利申請號為02106882.8公開了一種銅鑲嵌工藝的制造方法。圖1～圖8為該專利公開的鑲嵌工藝的制造方法。

如圖1所示，首先提供一半導體基底100，在所述半導體基底100中形成有器件層。在所述半導體基底100上依次沉積刻蝕停止層102、介質層104，并在所述介質層104上旋涂抗反射層106。所述刻蝕停止層102可以106是氮化硅，氧化硅，含碳的氮化硅中的一種；所述介質層104可以是氟硅玻璃(FSG)，磷硅玻璃，硼磷硅玻璃中的一種或其它低介電常數材料。

如圖2所示，在所述抗反射層106上旋涂光刻膠108并通過曝光顯影形成連接孔圖案110。

如圖3所示，通過刻蝕將所述連接孔圖案110轉移到介質層104上形成連接孔110a。如圖4所示，去除所述光刻膠108和抗反射層106

如圖5所示，在所述連接孔110a中及介質層104上形成犧牲層112，所述犧牲層112可以是抗反射材料。

如圖6所示，在所述犧牲層112上旋涂光刻膠114并通過曝光顯影形成溝槽圖案116。

如圖7所示，通過刻蝕將所述溝槽圖案116轉移到介質層104上形成溝槽116a。如圖8所示，去除所述光刻膠114和犧牲層112，刻蝕去除連接孔110a底部的刻蝕停止層102。及形成溝槽116a和連接孔110a，在所述連接孔110a和溝槽116a中填充金屬層例如銅及形成金屬互連。

上述方法存在如下缺陷：

在形成溝槽和連接孔光刻膠圖案時，刻蝕停止層材料中的氮氣或氨氣會由于光刻中熱處理工藝而擴散到光刻膠中而形成難以被顯影液去除的殘留物，從而影響了形成的溝槽和連接孔的輪廓。如圖9所示，光刻形成溝槽圖案116后，在溝槽圖案116側壁形成殘留物118，該殘留物難以被顯影液去除，刻蝕后形成的溝槽116b的線寬由于受殘留物118的影響而變小，如圖10所示，導致形成的金屬線變細，影響器件電性。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種形成光刻膠圖案的方法，以解決現有介質層或刻蝕停止層中的氮氣或氨氣與光刻膠作用產生光刻膠殘留的問題。

為達到上述目的，本發明提供的一種形成光刻膠圖案的方法，包括：

提供一半導體基底，在所述半導體基底上形成有第一介質層及第二介質層；在所述第二介質層及第一介質層中形成連接孔；對所述形成有連接孔的半導體基底進行烘烤；在所述連接孔中及第二介質層上形成犧牲層；在所述犧牲層上旋涂光刻膠并形成溝槽圖案。

所述第一介質層為碳化硅、氧化硅、氮化硅、碳氮氧化合物、摻氮碳化硅中的一種或其組合。所述第二介質層為黑鉆石、氟硅玻璃、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃、氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一種或其組合。

所述形成連接孔的步驟包括：在所述第二介質層上旋涂抗反射層；在所述抗反射層上旋涂光刻膠；通過曝光顯影在所述光刻膠上形成連接孔圖案；通過刻蝕將所述連接孔圖案轉移到第二介質層上；刻蝕所述連接孔底部的第一介質層至基底表面露出；移除所述光刻膠及抗反射層。

所述烘烤的溫度為200～300℃。所述烘烤的時間為120s～500s。

該方法進一步包括：在進行烘烤的過程中通過排氣裝置將所述烘烤產生的揮發物抽出。

所述犧牲層為DUO或有機抗反射材料中的一種。

該方法還進一步包括：刻蝕將所述溝槽圖案轉移到所述第二介質層上。

該方法進一步包括在所述烘烤之后和形成犧牲層之前的降溫過程。

所述光刻膠為化學放大光刻膠。