[發明專利]半導體工藝中制作細長型孤立線條圖形的方法

無效

• 申請號: 201110374967.2
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN103137441A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 郭曉波
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/02
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 王函

技術領域

本發明屬于半導體集成電路制造領域，具體涉及一種半導體工藝中制作細長型孤立線條圖形的方法。

背景技術

在半導體器件制造工藝中，孤立線條一般用來制作器件的柵極或金屬連線，對于一般的孤立線條，通常的做法都是先通過光刻工藝形成孤立的光刻膠線條圖形，然后再以此光刻膠線條圖形為掩蔽膜，經過刻蝕去膠以后形成最終所需的孤立線條。但對于某些特殊的半導體器件，需要制作一些細長型的孤立線條，其線條的長寬比通常都大于30，尤其對于線寬＜0.6微米的細長型的孤立線條，因為其相對較大的長寬比和較小的線寬，在光刻膠的顯影過程以及以光刻膠為掩蔽膜的刻蝕過程中，沿著光刻膠孤立線條的長度方向會經受相對較大的側向沖擊力，這種側向沖擊力經常會導致光刻膠發生圖形倒塌(Patten?Collapse)的問題，而不能形成所需要的細長型孤立線條。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種半導體工藝中制作細長型孤立線條圖形的方法，以解決用傳統光刻和刻蝕方法制作長寬比＞30，尤其是線寬為0.5微米，長度為20微米的細長型孤立線條時容易發生的圖形倒塌問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種半導體工藝中制作細長型孤立線條圖形的方法，采用光刻膠剝離工藝且在該工藝中引入可顯影底部抗反射材料(BARC)來獲得所需的細長型孤立線條，該方法包括如下步驟：

(1)提供一需要制作細長型孤立線條圖形的基片；

(2)在所述基片上進行可顯影底部抗反射材料的旋涂和烘烤；

(3)進行光刻膠的旋涂和烘烤；

(4)曝光及顯影，去除曝光部分光刻膠和可顯影底部抗反射材料，形成類T字形上寬下窄的光刻膠和可顯影底部抗反射材料的組合圖形；

(5)使用低溫淀積或低溫濺射的方法在基片及光刻膠圖形上生長一層相互斷開的薄膜層；

(6)使用光刻膠剝離液去除光刻膠和可顯影底部抗反射材料，同時去除光刻膠上面的薄膜層，而保留基片上的薄膜層，形成細長型孤立線條。

在步驟(1)中，所述的細長型孤立線條的線寬為0.3-10微米，長度大于9微米，長寬比大于30。優選地，所述的細長型孤立線條的線寬為0.5微米，長度為20微米。

在步驟(2)中，所述的可顯影底部抗反射材料不能溶于步驟(3)所述的光刻膠所使用的溶劑，但可以溶于常用的四甲基氫氧化銨(TMAH)顯影液和常用的光刻膠剝離液。所述的可顯影底部抗反射材料是指能夠減少波長365納米的I-line，波長248納米的KrF和波長193納米的ArF中任意一種光的反射的材料。所述的可顯影底部抗反射材料旋涂和烘烤后的厚度為0.2-30微米。

在步驟(3)中，所述的光刻膠為正性或負性光刻膠，其曝光波長為436納米的G-line或365納米的I-line或248納米的KrF或193納米的ArF。

在步驟(5)中，所述的薄膜層是指可以使用低溫淀積或低溫濺射的方法在光刻膠表面上生長的材料，所述的低溫是指低于250℃的溫度。所述的薄膜層是指以下介質膜：二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅；或者所述的薄膜層是指以下金屬膜：鋁、銅、金、鈦、鎳、銀、鉑、鉻或其組合。所述的薄膜層的材料就是形成所述的細長型孤立線條圖形的材料。所述的薄膜層的厚度為0.1-30微米，且所述的薄膜層的厚度要小于步驟(2)所述的可顯影底部抗反射材料的厚度。

在步驟(6)中，所述的光刻膠剝離液既能剝離步驟(2)所述的可顯影底部抗反射材料，又可以剝離步驟(3)所述的光刻膠。優選地，在步驟(6)中，所述的光刻膠剝離液是指N-甲基吡咯烷酮(NMP)和/或γ-丁內酯(GBL)和/或乳酸乙酯(EL)。

和現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明的特征一是采用光刻膠剝離(Lift-off)工藝來獲得所需的細長型孤立線條，在工藝過程中避開了細長型的孤立的光刻膠線條(Line)圖形的形成，取而代之的是細長型的孤立的光刻膠開槽(Space)圖形和大面積的光刻膠圖形，因此就可以解決傳統光刻和刻蝕方法中容易發生的圖形倒塌問題，可以獲得長寬比＞30的細長型孤立線條。特征二是在上述光刻膠剝離工藝中引入可顯影底部抗反射材料，利用其可溶于顯影液的特性，來獲得光刻膠剝離工藝所需的上寬下窄的光刻膠和可顯影底部抗反射材料的組合圖形，而利用其抗反射的特性，又可以提高光刻膠開槽的分辨率，減小光刻膠開槽的尺寸，從而可以獲得線寬＜0.6微米的細長型孤立線條。

附圖說明

圖1是光刻膠Lift-off(剝離)工藝中上寬下窄的光刻膠形貌示意圖。