[發明專利]光刻圖形的形成方法

有效

• 申請號: 201510378617.1
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN106324998B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 王輝
• 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: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F7/30
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

一種光刻圖形的形成方法，包括：提供基底，所述基底上形成有負光刻膠層；對部分所述負光刻膠層進行曝光，形成曝光區，所述負光刻膠層未曝光的區域為非曝光區；采用水基顯影液進行第一顯影，去除部分厚度的曝光區，暴露出非曝光區的頂部和部分側壁表面；第一顯影后，采用有機顯影液進行第二顯影，去除非曝光區，形成光刻圖形。本發明的方法提高了形成的光刻圖形的尺寸均勻性并使光刻圖形保持良好側壁形貌。

技術領域

本發明涉及半導體制作領域，特別涉及一種光刻圖形的形成方法。

背景技術

半導體集成電路制造中，光刻工藝和刻蝕工藝常反復進行以在待處理基底上形成半導體圖形。通常的光刻是這樣進行的：首先在硅片上旋轉涂覆光刻膠，即光阻層(PR)；然后將涂布有光刻膠的硅片曝露于某種光源下，如紫外光、電子束或者X-射線，對光阻層(PR)進行選擇性曝光；接著經過顯影工藝，仍保留在硅片上光阻層(PR)就形成了光刻圖形，保護著其所覆蓋的區域。

由于正光刻膠很難通過一次曝光解析出尺寸較小的孔洞圖形，負光刻膠被開始被光刻制成采用，負光刻膠層的特性與正光刻膠層是不一樣的，在進行曝光時，負光刻膠層被曝光的區域會發生光固化反應或交聯反應，對應形成曝光區(未被曝光的區域對應為非曝光區)，曝光區在進行顯影時不溶于顯影液。

隨著集成電路工藝中的關鍵尺寸的縮小，采用負光刻膠形成的光刻圖形在形貌和尺寸上容易產生缺陷。

發明內容

本發明解決的問題是如何防止負光刻膠層中形成的光刻圖形產生形貌缺陷。

為解決上述問題，本發明提供一種光刻圖形的形成方法，包括：

提供基底，所述基底上形成有負光刻膠層；

對部分所述負光刻膠層進行曝光，形成曝光區，所述負光刻膠層未曝光的區域為非曝光區；

采用水基顯影液進行第一顯影，去除部分厚度的曝光區，，暴露出非曝光區的頂部和部分側壁表面；

第一顯影后，采用有機顯影液進行第二顯影，去除非曝光區，形成光刻圖形。

可選的，所述水基顯影液為TMAH的水溶液。

可選的，所述TMAH水溶液的體積百分比濃度為0.1％～3％。

可選的，所述第一顯影的時間為1～100秒，TMAH的水溶液的溫度為22～23攝氏度。

可選的，所述負光刻膠層的厚度為40-1000nm。。

可選的，所述曝光區的被去除厚度為20～150埃。

可選的，所述有機顯影液為正丁醇溶液。

可選的，正丁醇溶液的體積百分比濃度為0.5-10％。

可選的，還包括：在進行曝光后，進行曝光后熱處理。

可選的，曝光后熱處理的溫度為100～250攝氏度，時間為50～120秒。

可選的，還包括：曝光后熱處理后進行冷卻處理。

可選的，還包括：所述冷卻處理的溫度為22～24攝氏度，時間為30～150秒。

可選的，在進行第一顯影后，進行第二顯影前，進行第一沖洗。

可選的，進行第二顯影后，進行第二沖洗。

可選的，進行第二沖洗后，進行顯影后熱處理。

可選的，所述光刻圖形為通孔或凹槽。

可選的，所述基底和負光刻膠層之間還形成有抗反射涂層。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：