[發明專利]圖形化刻蝕工藝中降低光刻膠損耗的方法

在審

• 申請號: 202211207761.5
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115799048A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 徐衡
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/3213
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發明公開了一種圖形化刻蝕工藝中降低光刻膠損耗的方法，包括：步驟一、在晶圓表面上形成第一材料層。步驟二、進行光刻工藝形成光刻膠圖形。步驟三、進行預處理，預處理采用等離子體轟擊作用使光刻膠圖形的表面產生碳化和固化并形成富碳掩蓋層。步驟四、進行第一次刻蝕工藝以形成第一材料層圖形，富碳掩蓋層用于減少光刻膠圖形的損耗量且在第一次刻蝕工藝完成后保證在晶圓的各區域的第一材料層圖形的頂部表面都保留有光刻膠圖形。步驟五、去除光刻膠圖形。本發明能在材料層的刻蝕過程中降低光刻膠的損耗且保證在刻蝕工藝完成后在材料層的圖形的頂部表面依然有光刻膠保留，從而能避免材料層產生損耗如產生削角。

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種圖形化刻蝕工藝中降低光刻膠損耗的方法。

背景技術

如圖1A至圖1B所示，是現有金屬層103a的圖形化刻蝕工藝方法的各步驟中的 器件結構示意圖；現有金屬層103a的圖形化刻蝕工藝方法，包括如下步驟：

步驟一、如圖1A所示，在由半導體襯底101組成的晶圓(Wafer)表面上形成金 屬層103a。

所述半導體襯底101包括硅襯底。

后續形成的金屬層圖形103包括金屬線(Metal Line)。

所述金屬層103a的材料包括Al。

通常在所述金屬層103a的底部還形成有介質層102。所述介質層102通常采用氧化層并作為層間膜，所述層間膜實現不同的所述金屬層103a之間的隔離。

步驟二、如圖1A所示，進行光刻工藝形成光刻膠(PR)圖形104，所述光刻膠圖 形104定義出所述金屬層103a的圖形。

步驟三、如圖1B所示，進行金屬層刻蝕工藝，所述金屬層刻蝕工藝以所述光刻 膠圖形104為掩膜對所述金屬層103a進行刻蝕以形成金屬層圖形103。

實際工藝中，所述金屬層刻蝕工藝同時會對所述光刻膠圖形104產生損耗(Loss)，損耗后的所述光刻膠圖形單獨采用標記104a表示。

隨著所述金屬層圖形103如金屬線的線寬的不斷縮小，由于Wafer邊緣刻蝕速率較快，會導致PR Loss過多，會在如虛線圈105所示的Metal Line頂部處產生削角， 這會影響器件特性。

如圖2所示，是現有金屬層的圖形化刻蝕工藝方法形成的金屬線的照片；圖2中，虛線圈106處為所述金屬線的頂部區域，可以看出，會產生削角缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種圖形化刻蝕工藝中降低光刻膠損耗的方法，能在材料層的刻蝕過程中降低光刻膠的損耗且保證在刻蝕工藝完成后在材料層的 圖形的頂部表面依然有光刻膠保留，從而能避免材料層產生損耗如產生削角。

為解決上述技術問題，本發明提供的圖形化刻蝕工藝中降低光刻膠損耗的方法包括如下步驟：

步驟一、在由半導體襯底組成的晶圓表面上形成需要圖形化的第一材料層。

步驟二、進行光刻工藝形成光刻膠圖形，所述光刻膠圖形定義出所述第一材料層的圖形。

步驟三、對所述光刻膠圖形的表面進行預處理，所述預處理采用等離子體轟擊作用使所述光刻膠圖形的表面產生碳化和固化，從而形成富碳掩蓋層。

步驟四、進行第一次刻蝕工藝，所述第一次刻蝕工藝以所述光刻膠圖形為掩膜對所述第一材料層進行刻蝕以形成第一材料層圖形，所述第一次刻蝕工藝同時會對所述 光刻膠圖形產生損耗，所述富碳掩蓋層用于在所述第一次刻蝕工藝中減少所述光刻膠 圖形的損耗量，且在所述第一次刻蝕工藝完成后保證在所述晶圓的各區域的所述第一 材料層圖形的頂部表面都保留有所述光刻膠圖形，從而消除所述第一材料層圖形的削 角缺陷。