[發明專利]光刻方法

無效

• 申請號: 201010567658.2
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102478763A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 孫武;張海洋;鮑宇;安輝
• 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: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/09;G03F7/11;H01L21/027
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造工藝，尤其涉及一種光刻方法。

背景技術

光刻技術是半導體制造工藝中的基本制程，廣泛應用于刻蝕以及圖形化工序。基本目的在于將掩模版上的光刻圖形轉移至掩模層，通常包括如下步驟：在半導體晶片上形成光刻膠層，對所述光刻膠層進行選擇性曝光，并通過顯影步驟使得曝光后的光刻膠層進一步形成光刻膠圖案；以所述圖案化后的光刻膠層為掩模，對所述半導體晶片進行刻蝕，從而將掩模版上的圖形轉移至半導體晶片上。

隨著芯片的特征尺寸的日益縮小，光刻膠層與其下覆層之間由于光學性質的差別所產生的曝光反射問題日益嚴重，成為影響光刻性能的重要因素。所以為了滿足小尺寸光刻工藝的發展需求，現有技術中一般采用在光刻膠層之下增加底部抗反射涂層(Bottom?Anti-Reflective?Coating，BARC)來解決上述曝光反射問題。形成BARC的材料種類有很多，例如用有機材料所制造的富含C的有機BARC，或者富含Si的Si-BARC，以及其他無機材料，例如SiON所形成的BARC等。關于BARC的背景技術介紹，在中國專利申請第200810205382.6號所公開的內容內還可以找到更多。

圖1至圖5介紹了一種現有采用包括BARC的光刻掩模進行刻蝕的方法。

如圖1所示，提供待刻蝕的半導體結構，包括：刻蝕停止層11，位于所述刻蝕停止層11表面待刻蝕的介質層12。

如圖2所示，在所述介質層12的表面依次形成覆蓋層13、底部抗反射層14以及硬掩模層15。

如圖3所示，在所述硬掩模層15的表面涂覆光刻膠，并進行曝光顯影，形成光刻膠掩模16。

如圖4所示，以所述光刻膠掩模16為掩模，依次刻蝕硬掩模層15、底部抗反射層14、覆蓋層13、介質層12直至刻蝕停止層11，形成所需的通孔或溝槽。通常為節省工序，可以根據所需刻蝕的介質層深度，設置介質層12、光刻膠掩模16以及硬掩模層15的厚度比，使得完成所述刻蝕步驟后，光刻膠掩模16以及硬掩模層15同時被消耗完畢，而在介質層12表面僅剩余底部抗反射層14。

如圖5所示，刻蝕去除所述底部抗反射層14。

現有的光刻方法存在如下問題：現有的底部抗反射層14通常采用等離子刻蝕工藝去除，在去除所述底部抗反射層時，整個半導體結構曝露在等離子體環境下。因此，如圖5箭頭處所示，介質層12中通孔或溝槽的側壁也容易受到刻蝕而損失一定厚度，容易形成口小里大的形狀。此外，如果介質層12的材質為低介電常數材料黑鉆石BD，其主要成分Si-CH_3(x)容易與等離子體中的氧離子發生反應而形成Si-OH_(x)，而在通孔或溝槽的側壁形成一層高介電常數的Si-OH_(x)薄膜，將嚴重影響半導體器件的電性能。

發明內容

本發明目的在于提供一種光刻方法，已解決在刻蝕后去除底部抗反射層時，容易對刻蝕形成的通孔或溝槽內的介質造成不良影響的問題。

本發明所述的光刻方法，包括：

提供待刻蝕層；

在所述待刻蝕層表面依次形成DBARC層、硬掩模層以及光刻膠掩模；

以所述光刻膠掩模為掩模依次刻蝕硬掩模層、DBARC層以及待刻蝕層，且所述刻蝕還同時去除光刻膠掩模以及硬掩模層；

使用顯影液去除所述DBARC層。

可選的，所述待刻蝕層包括刻蝕停止層以及位于其上的介質層，所述介質層的材質為黑鉆石，介電常數2.2～3.0。

可選的，在形成DBARC層之前，還包括在所述待刻蝕層的表面形成覆蓋層。所述覆蓋層的材質為正硅酸乙酯、氮氧化硅或其組合，通過化學氣相沉積形成，厚度范圍為

可選的，所述DBARC層采用旋涂工藝形成，厚度范圍為

可選的，所述硬掩模層為低溫氧化硅層、含硅抗反射層或低溫氮氧化硅層，通過化學氣相沉積形成，厚度范圍為沉積溫度范圍為170℃～250℃。

可選的，所述光刻膠掩模通過旋涂光刻膠并曝光顯影形成，厚度范圍為

本發明所述的光刻掩模采用可溶于顯影液的DBARC材質作為底部抗反射層，并在刻蝕后直接通過顯影液清洗去除，從而避免了對通孔或溝槽內壁的介質產生損傷。

附圖說明

通過附圖中所示的本發明的優選實施例的更具體說明，本發明的上述及其他目的、特征和優勢將更加清晰。附圖中與現有技術相同的部件使用了相同的附圖標記。附圖并未按比例繪制，重點在于示出本發明的主旨。在附圖中為清楚起見，放大了層和區域的尺寸。