CN102117764A - 针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，包括如下步骤：(1)在深孔衬底上涂布填充材料；(2)回刻去除深孔外填充材料；(3)涂布光刻胶，曝光显影去除离子注入区域的光刻胶及深孔中的填充材料；(4)在离子注入区域进行离子注入；(5)光刻胶剥离；(6)用显影液和去离子水清洗去除非离子注入区域深孔中的填充材料。该方法可以确保离子注入区域深孔被显影干净并同时在剥胶过程中非离子注入区域深孔中光刻胶被剥离干净。

Description

针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法
技术领域
本发明属于半导体集成电路制造领域，涉及一种光刻工艺，尤其涉及一种针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法。
背景技术
在一些特殊工艺(例如BCS13G)中存在超深接触孔工艺(deep CT)，即需要在深孔衬底上进行光刻工艺，同时根据器件性能要求，需要通过深孔对下地进行注入工艺，见图1。在工艺实施过程中，需要保证两个方面的工艺效果：一是离子注入区域的光刻胶必须去除干净，尤其是深孔底部不能存在光刻胶残留，这样可以保证离子注入效果；二是离子注入结束后必须确保非注入区域深孔中的光刻胶去除干净。目前的光刻工艺包括正胶光刻和负胶光刻，采用现有的正胶光刻和负胶光刻工艺，深孔中的光刻胶在显影过程中和后续的去胶过程中很难被去除干净。对于正胶工艺，光束能量无法有效到达深孔底部，光刻胶反应不完全导致无法显影干净。正胶和负胶工艺存在一个共同的问题，就是剥胶过程中非注入区域深孔中光刻胶的去除是一个难点。这种现象随着孔的尺寸缩小和深度变大而变得更为严重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，该方法可以确保离子注入区域深孔被显影干净并同时在剥胶过程中非离子注入区域深孔中光刻胶被剥离干净。
为解决上述技术问题，本发明提供一种针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，包括如下步骤：
(1)在深孔衬底上涂布填充材料；
(2)回刻去除深孔外填充材料；
(3)涂布光刻胶，曝光显影去除离子注入区域的光刻胶及深孔中的填充材料；
(4)在离子注入区域进行离子注入；
(5)光刻胶剥离；
(6)用显影液和去离子水清洗去除非离子注入区域深孔中的填充材料。
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明可以有效解决在深孔衬底上进行光刻工艺所存在的工艺难题。即通过在深孔衬底上先用填充材料填充深孔，而后进行正常光刻工艺，可以确保离子注入区域深孔被显影干净，并同时在剥胶过程中非离子注入区域深孔中光刻胶被剥离干净。
附图说明
图1是现有超深接触孔工艺中的深孔衬底的示意图(该深孔衬底的深度D大于等于10000埃)；
图2-图8是本发明的工艺流程示意图；
其中，1是硅衬底，2是STI(浅沟槽隔离)，3是PSG氧化硅层(磷硅玻璃SiO2层)，4是填充材料，5是光刻胶，6是离子注入区域。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供了一种可以确保离子注入区域深孔被显影干净并同时在剥胶过程中非离子注入区域深孔中光刻胶被剥离干净的针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，该深孔衬底的结构见图1，其采用常规的制造工艺，例如，该工艺方法可包括如下步骤：在硅衬底1上进行STI(浅沟槽隔离)2刻蚀，深度大于5000埃；然后，淀积氧化硅层约400埃，再淀积PSG(磷硅玻璃)层，形成PSG氧化硅层3，PSG氧化硅层3的厚度大于6000埃；接着进行深孔刻蚀，其深度D大于等于10000埃。
本发明针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，其具体实施步骤如下：
1.如图2所示，在深孔的硅衬底1上涂布填充材料4，该填充材料4填满整个深孔，该填充材料4可采用例如显影BARC(Bottom Anti-Reflective Coating，底部抗反射涂层)DSK101材料，而后进行正常光刻工艺，该填充材料4在后续光刻工艺中不会产生反应，在显影过程中可以被去除干净，由此可以确保离子注入区域深孔被显影干净并同时在剥胶过程中非离子注入区域深孔中光刻胶被剥离干净；
2.回刻去除深孔外填充材料4，刻蚀到深孔中剩下的填充材料4深度D＝7000-8000埃(见图3)；
3.涂布光刻胶5(见图4)，该光刻胶可以采用正性光刻胶或负性光刻胶，例如可采用光刻胶UV1102，然后，曝光(Krf机台)显影(显影液采用2.38％TMAH(四甲基氢氧化铵)，显影60s～80s)去除离子注入区域的光刻胶5及深孔中的填充材料4(见图5)；
4.在离子注入区域6进行离子注入(注入条件：硼或磷离子，注入剂量为5E14～15ev)，见图6；
5.光刻胶5剥离(见图7)；
6.用显影液(显影液采用2.38％TMAH(四甲基氢氧化铵))和去离子水清洗去除非离子注入区域深孔中的填充材料4(见图8)。

Claims (9)

1.一种针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在深孔衬底上涂布填充材料；
(2)回刻去除深孔外填充材料；
(3)涂布光刻胶，曝光显影去除离子注入区域的光刻胶及深孔中的填充材料；
(4)在离子注入区域进行离子注入；
(5)光刻胶剥离；
(6)用显影液和去离子水清洗去除非离子注入区域深孔中的填充材料。
2.如权利要求1所述的针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述深孔衬底由如下方法制造：在硅衬底上进行浅沟槽隔离刻蚀，深度大于5000埃；然后，淀积氧化硅层，再淀积磷硅玻璃层，形成磷硅玻璃氧化硅层，该磷硅玻璃氧化硅层的厚度大于6000埃；接着进行深孔刻蚀，形成深孔衬底的深度大于等于10000埃。
3.如权利要求1或2所述的针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述填充材料在后续光刻工艺中不会产生反应，在显影过程中可以被去除干净。
4.如权利要求3所述的针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，其特征在于，所述填充材料采用显影BARC DSK101。
5.如权利要求1所述的针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述回刻步骤刻蚀到深孔中剩下的填充材料深度为7000-8000埃。
6.如权利要求1所述的针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述该光刻胶为正性光刻胶或负性光刻胶。
7.如权利要求1或6所述的针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述曝光显影步骤采用2.38％四甲基氢氧化铵显影液，显影60～80秒。
8.如权利要求1所述的针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述离子注入采用硼或磷离子，注入剂量为5E14～15ev。
9.如权利要求1所述的针对深孔衬底上进行光刻工艺的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述显影液采用2.38％四甲基氢氧化铵。
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