[發明專利]一種改善光刻膠線條邊緣粗糙度的方法

有效

• 申請號: 201710702042.3
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107527797B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 許開東
• 申請（專利權）人: 江蘇魯汶儀器有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/67
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明公開一種改善光刻膠線條邊緣粗糙度的方法，包括以下步驟：沉積步驟，在圖形化后的光刻膠結構的表面均勻沉積一定厚度的有機薄膜；刻蝕步驟，對所述有機薄膜進行各向同性刻蝕；以及判斷步驟，判斷所述光刻膠的線條邊緣粗糙度是否達到預設值，如果判斷為否，則返回沉積步驟，如果判斷為是，則結束。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種改善光刻膠線條邊緣粗糙度的方法。

背景技術

光刻技術是集成電路的關鍵技術之一，它是將設計在掩膜版的圖形轉移到光刻膠上的過程，后續的刻蝕工藝或者注入工藝等工藝以光刻圖形化后的光刻膠作為掩膜而進行加工。因此，光刻工藝后的圖形質量對工藝起到至關重要的影響。

隨著集成電路的關鍵尺寸的不斷微縮，光刻后光刻膠線條邊緣粗糙度(Line Edgeroughness，LER)對器件的影響越來越大，因為粗糙起伏的尺寸占整個特征尺寸的比例增大。在納米尺度的特征尺寸的器件制造中，在光刻膠線條邊緣粗糙度較大的情況下，將影響晶體管的性能，無法按照預設的程序進行晶體管的開與關控制。因此，如何改善光刻膠線條邊緣粗糙度成為一個提高器件性能的重要命題。

現有改善光刻膠線條邊緣粗糙度的技術主要有四類：

1)通過提高光刻膠的抗刻蝕性

在專利文獻1和專利文獻2中記載了通過改善光刻膠的抗蝕劑成份，提高光刻膠的抗蝕性來改善邊緣粗糙度的方法。在專利文獻3中，通過對光刻膠進行離子注入，從而提高光刻膠的抗蝕性來改善邊緣粗糙度。

2)通過增加掩膜層的方式

在專利文獻4中記載了通過增加非晶硅硬掩膜的方式來改善邊緣粗糙度。在專利文獻5中記載了通過在光刻膠和被刻蝕材料間增加輻射敏感層(radiation sensitivemask layer)來改善邊緣粗糙度方法。輻射敏感層的圖形通過光刻實現，然后用CF基等離子對輻射敏感層進行平滑，最后將圖形轉移到被刻蝕材料上。

3)通過沉積薄膜與增加硬掩膜的方式

在專利文獻6中記載了通過沉積薄膜來改善邊緣粗糙度的方法，首先在光刻膠下與被刻蝕膜層間沉積薄膜作為硬掩膜層，通過刻蝕將圖形轉移到硬掩膜層上，然后修整(trim)硬掩膜層來減少關鍵尺寸的偏差。

4)通過沉積薄膜和各向異性刻蝕的方式

在專利文獻7中記載了通過各向同性沉積薄膜，沉積的膜層為TEOS，SiO₂等，然后各向異性刻蝕掉薄膜僅留下側壁上的薄膜結構的方法。

上述方法中，第一類方法通過提高光刻膠的抗蝕性改善邊緣粗糙度，但是改善光刻工藝所產生的邊緣粗糙度效果有限。第二、三類方法需要增加額外的硬掩膜層來改善邊緣粗糙度，增加了工序，進一步增加了生產成本。第四類方法因為薄膜材質及各向異性刻蝕的特點，決定了其改善粗糙度的效果受限制，并且需要增加專門的修整步驟(trim)來彌補各向異性刻蝕留下側壁所導致的關鍵尺寸偏差。

專利文獻1CN102681338B；

專利文獻2CN102540710A；

專利文獻3CN102136415A；

專利文獻4CN103777466A；

專利文獻5US7846645B2；

專利文獻6US7459363；

專利文獻7US7273815。

發明內容