[發(fā)明專利]重新形成光刻膠圖形的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010503721.6
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102445838A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹曉明;孫武;韓寶東;符雅麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;H01L21/027
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 王一斌;王琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元器件的制造技術(shù)，尤其是指一種重新形成光刻膠圖形的方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體元器件的制造過程中，經(jīng)常需要在晶圓襯底上制作出極細(xì)微尺寸的電路結(jié)構(gòu)圖形(pattern)，以形成各種類型的復(fù)雜的半導(dǎo)體元器件，完成相應(yīng)的電子功能。隨著芯片的集成度的迅速提高，半導(dǎo)體元器件的尺寸也越來越小，制造工業(yè)也越來越精細(xì)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)半導(dǎo)體工藝進(jìn)入65nm之后，為了在晶片上形成精細(xì)的圖形，通常會(huì)通過使用三層掩膜技術(shù)(Tri-layer?scheme)在晶圓表面形成硬掩膜層并配合光刻膠形成掩膜圖形。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中使用三層技術(shù)形成光刻膠圖形的方法流程圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中使用三層掩膜技術(shù)形成光刻膠圖形的示意圖。如圖1所示并結(jié)合圖2，現(xiàn)有技術(shù)中使用三層掩膜技術(shù)形成光刻膠圖形的方法包括如下所述的步驟：

步驟101，在基底材料上形成介質(zhì)層。

如圖2所示，在本步驟中，可通過多種方法，例如，化學(xué)氣相沉積(CVD，Chemical?Vapor?Deposition)等方法進(jìn)行沉積，從而在基底材料200上形成待蝕刻的介質(zhì)層201。

步驟102，在介質(zhì)層上形成底部抗反射涂層(BARC)。

如圖2所示，在本步驟中，將在介質(zhì)層201上通過常用的沉積等方法形成BARC層202。

步驟103，在BARC層上形成硬掩膜(HM，hard?mask)層。

如圖所示，在本步驟中，將在BARC層202上通過常用的沉積等方法形成HM層203。其中，所述HM層通常是利用CVD方法在低溫下形成的低溫氧化物(LTO，Low?Temperture?Oxide)層。

步驟104，在HM層上形成光刻膠(PR)層，并對PR層依次執(zhí)行曝光、顯影(Development)、清洗工序，形成光刻膠圖形。

如圖2所示，在本步驟中，首先可以通過旋涂等方法在HM層203上覆蓋上一層PR層204；然后，依次通過曝光、顯影、清洗等工序，在PR層上形成相應(yīng)的掩膜圖形，該掩膜圖形可稱為光刻膠圖形或光掩膜。

然而，在現(xiàn)有技術(shù)中的印刷(Litho)工藝中，由于各種客觀條件(例如，環(huán)境條件的變化等)或主觀條件(例如，操作失誤等)的影響，上述步驟104在執(zhí)行過程中有可能會(huì)出現(xiàn)一些異常情況，導(dǎo)致在PR層上形成一些不需要的或非正常的光刻膠圖形，從而對后續(xù)的操作容易造成不良的影響。因此，在現(xiàn)有的三層掩膜技術(shù)中，在上述光刻膠圖形形成之后，如果在PR層上所形成的光刻膠圖形出現(xiàn)異常，則需要通過如下所述的重新形成光刻膠圖形的方法，重新生成新的光刻膠圖形。

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中重新形成光刻膠圖形的方法流程圖。圖4(a)～圖4(c)為現(xiàn)有技術(shù)中重新形成光刻膠圖形的示意圖。如圖3所示并結(jié)合圖4(a)～圖4(c)，現(xiàn)有技術(shù)中重新形成光刻膠圖形的方法包括如下所述的步驟：

步驟301，執(zhí)行光刻膠層重做(PR?re-work)工序。

本步驟中的PR?re-work工序是針對上述Litho工藝中所出現(xiàn)的異常情況而采取的光刻膠層返工工序，目的是將不正常的光刻膠圖形去掉。通常情況下，在進(jìn)行PR?re-work工序時(shí)，將使用含氧的氣體(例如，O₂、CO₂或CO等)對PR層進(jìn)行等離子體刻蝕，從而去除上述HM層上的光刻膠圖形，如圖4(a)所示，其中，虛線部分表示被去除的光刻膠圖形。因此，該工序與現(xiàn)有技術(shù)中常用的灰化(Ashing)工序比較類似。

步驟302，執(zhí)行光刻膠層重新涂覆(PR?re-coating)工序。

在完成上述的PR?re-work工序后，將執(zhí)行PR?re-coating工序，從而在去除PR層之后的HM層203上重新涂覆PR層204，如圖4(b)所示。

步驟303，對PR層依次執(zhí)行曝光、顯影、清洗工序，重新形成新的光刻膠圖形。

在本步驟中，可通過常用的光刻技術(shù)(例如，包括曝光、顯影、清洗等工序)對PR層進(jìn)行圖案化處理，將已曝光的光刻膠去除，并留下未曝光的光刻膠，從而在PR層內(nèi)重新形成所需的光刻膠圖形，如圖4(c)所示。

通過上述步驟101～104以及步驟301～303所形成的光刻膠圖形均可作為光掩膜進(jìn)行后續(xù)的操作。例如，可根據(jù)該光掩膜對HM層和BARC層進(jìn)行刻蝕，然后去除暴露在外的HM層和BARC層；接著再以所述光掩膜、HM層和BARC層為掩膜，對介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕以去除暴露在外的介質(zhì)層，從而形成所需的微結(jié)構(gòu)或半導(dǎo)體元器件。