[發明專利]提高套刻精度的刻蝕方法

有效

• 申請號: 201810894929.1
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN110824847B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤

本發明公開一種提高套刻精度的刻蝕方法，該方法為提供一組合掩膜版，該組合掩膜版包括第一子掩膜版和第二子掩膜版，第一子掩膜版上形成有第一光掩膜圖形，第二子掩膜版上形成有第二光掩膜圖形；對應于該組合掩膜版的下方放置有基底且基底和組合掩膜版彼此不接觸，在基底上形成待圖案化的材料層，材料層從下到上依次包括底掩膜層、中間掩膜層、頂掩膜層及第一光刻膠層，將第一光掩膜圖形曝光顯影至第一光刻膠層并轉印，將第二光掩膜圖形經曝光顯影并轉印，最后刻蝕底掩膜層。本發明將復雜的掩膜圖形在一個刻蝕制程中轉印至基底上，簡化刻蝕工藝并提高了套刻精度。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及半導體集成電路領域，尤其涉及一種提高套刻精度的刻蝕方法。

背景技術

目前，半導體制造的集成電路(IC)制作工藝，主要是在硅襯底的晶片(wafer)器件面上同時制作成千上萬個具有相同半導體器件結構的芯片(chip)，眾所周知，根據所要制作的半導體器件結構需要，在晶片器件面上分別沉積介質層，在不同介質層中分別制作半導體器件結構的各個組成部分，對每層介質層來說，大部分都要經過光刻和刻蝕步驟以形成特定的半導體器件結構，例如柵極、通孔等。具體說來，首先在具有前層的晶片器件面的上沉積一介質層作為當前層，所謂前層就是已經制作了半導體器件結構的介質層，然后執行光刻步驟在當前層上方形成光刻圖案，最后以光刻圖案為掩膜通過刻蝕步驟在當前層上形成特定的半導體器件結構。光刻步驟就是將掩膜板圖形轉移到當前層表面涂覆的光刻膠，并形成光刻圖案的過程，套刻精度(overlay)就是指當前層的光刻圖案與前層中制作的半導體器件之間的疊對精度。

光刻在光刻機臺中進行，套刻精度是光刻機臺的重要性能指標之一，也是光刻技術需要考慮的一個重要部分。隨著光刻技術不斷提高，半導體器件結構的特征尺寸也不斷的縮小，對套刻精度有了更高的要求。現今普遍采用步進掃描投影光刻機作為光刻機臺，所謂步進掃描投影光刻機，就是每次僅針對晶片器件面上的一個芯片進行曝光，通過掩膜板與晶片相對位置的移動，依次分步曝光晶片器件面上的所有芯片。如果光刻的套刻精度超過當前層和前層之間的誤差容忍度，則在兩層之間設計的電路可能會因為位移產生斷路或短路，從而影響半導體制造的產品良率和性能。

中國專利(公告號：CN101661224A)公開了一種提高光刻套刻精度的方法，包括如下步驟：第1步，在已有被對準層圖形的硅片上，以光刻工藝形成當前層圖形；第2步，在硅片上旋涂折射率大于1的填充層，所述填充層至少將被對準層的圖形完全覆蓋；第3步，測量并計算當前層與被對準層之間的套刻精度；第4步，曝光和/或顯影，去除填充層。該發明通過在硅片上旋涂一填充層，增大了圖形環境的折射率n，增強了圖形強度，從而保證硅片多層光刻時層與層之間的套刻精度，該方法涉及復雜的計算及測量過程，操作復雜。

中國專利(公告號：CN103019042A)公開了一種改善高透光率掩膜板套刻精度穩定性的方法，該方法對高透光率正性光刻膠掩膜板透光區域進行反轉，得到透光區域與所述正性光刻膠掩膜板透光區域相反的低透光率掩膜板，并以所述反轉后得到的低透光率掩膜板為曝光掩膜板，采用負性光刻膠對晶圓片進行曝光顯影。從而有效地減少了曝光過程中透鏡受熱的能量，降低了在連續曝光晶圓片之后透鏡受熱膨脹的程度，因而使得套刻精度保持穩定，提高了晶圓片的良品率以及工藝生產效率。該方法對曝光掩膜板的要求太高，不利于推廣。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能提高套刻精度的刻蝕方法，將復雜掩膜圖案通過一次刻蝕制程轉印至基底上，簡化刻蝕工藝并提高了套刻精度。為實現上述技術目的，本發明采取的具體的技術方案為：

一種提高刻蝕精度的刻蝕方法，包括如下步驟：