CN102169292B - 光刻胶的涂布方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光刻胶的涂布方法，包括：提供半导体晶片；在所述半导体晶片的正面喷洒TMAH溶液；在所述半导体晶片的正面涂布光刻胶层。通过本发明提供的光刻胶的涂布方法，能中和半导体晶片正面的酸性，从而避免后续进行光刻胶的曝光显影等工艺后，光刻胶出现底部切角的问题，进一步地，提高了半导体晶片的工艺精度。

Description

光刻胶的涂布方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造工艺领域，特别涉及一种光刻胶的涂布方法。

背景技术

随着集成电路制造工艺的不断进步，线宽的不断减小，半导体器件的面积正变得越来越小，而半导体的布局也已经从普通的单一功能分离器件，演变成整合高密度多功能的集成电路。由最初的集成电路(IC)随后到大规模集成电路(LSI)，超大规模集成电路(VLSI)，直至今天的特大规模集成电路(ULSI)，器件的面积进一步减小，功能更为全面、强大。考虑到工艺研发的复杂性、长期性和高昂的成本等等不利因素的制约，如何在现有技术水平的基础上进一步提高器件的集成密度、缩小芯片的面积、在同一枚硅片上尽可能多的得到有效的芯片数，从而提高整体利益，将越来越受到芯片设计者、制造商的重视。

在各种半导体技术中，光刻技术无疑是其中最关键的一环。光刻只是在半导体上刻出晶体管器件的结构，以及晶体管之间连接的通路。要真正地实现电路，则还需要掺杂、沉积、封装等系列芯片工艺手段。但光刻是第一步，整个芯片工艺所能达到的最小尺寸是由光刻工艺决定的。

现有的光刻工艺首先在半导体晶片上形成光刻胶层；将该光刻胶层进行烘烤(Bake)后置于曝光设备中，通过曝光工艺对所述光刻胶层进行曝光，将掩模板上的图案转移到光刻胶层中；接着对曝光后的光刻胶层进行曝光后烘烤(Post Exposure Bake，PEB)，并通过显影工艺进行显影，从而在光刻胶层中形成光刻图案。

现有工艺中，所述半导体晶片的正面(即需要形成光刻胶层的一面)往往呈酸性，而光刻胶的形貌对于半导体晶片的酸碱度有很强的依赖相关性，主要表现在：当半导体晶片的正面呈酸性时，光刻胶在经过曝光显影后会出现底部切角的问题。请参考图1，其为现有的经过曝光显影后的光刻胶的示意图。如图1所示，在半导体晶片10上形成有经过曝光显影后的光刻胶11，所述光刻胶11呈现出上部较下部宽的底部切角的问题。当利用所述的光刻胶11进行后续的刻蚀工艺时，该底部切角的问题将由光刻胶11转移到半导体晶片10上，从而造成半导体晶片的线宽尺寸不符合工艺要求等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光刻胶的涂布方法，以解决现有的光刻胶在经过曝光显影后会出现底部切角的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光刻胶的涂布方法，包括：提供半导体晶片；在所述半导体晶片的正面喷洒TMAH溶液；在所述半导体晶片的正面涂布光刻胶层。

可选的，在所述的光刻胶的涂布方法中，所述TMAH溶液的质量百分比浓度为2％～7％。

可选的，在所述的光刻胶的涂布方法中，所述喷洒TMAH溶液的喷洒速率为1ml/s～1000ml/s。

可选的，在所述的光刻胶的涂布方法中，所述喷洒TMAH溶液的喷洒时间为0.1s～100s。

可选的，在所述的光刻胶的涂布方法中，在所述半导体晶片的正面喷洒TMAH溶液后，对所述TMAH溶液进行去水处理。

可选的，在所述的光刻胶的涂布方法中，对所述TMAH溶液进行去水处理的工艺为烘烤所述TMAH溶液。

可选的，在所述的光刻胶的涂布方法中，烘烤所述TMAH溶液的温度为50℃～100℃。

可选的，在所述的光刻胶的涂布方法中，烘烤所述TMAH溶液的时间为1s～100s。

可选的，在所述的光刻胶的涂布方法中，所述光刻胶层为正性光刻胶层。

在本发明提供的光刻胶的涂布方法中，在半导体晶片的正面涂布光刻胶前，先在所述半导体晶片的正面喷洒TMAH溶液。所述TMAH溶液是一种呈弱碱性的溶液，因此，其能中和半导体晶片正面的酸性，从而避免后续进行光刻胶的曝光显影等工艺后，光刻胶出现底部切角的问题，进一步地，提高了半导体晶片的工艺精度，特别是线宽尺寸的工艺精度。此外，由于TMAH溶液是光刻工艺中后续进行显影的常用试剂，因此，其也不会引入任何杂质离子，即提高了工艺的可靠性。

附图说明

图1是现有的经过曝光显影后的光刻胶的示意图；

图2是本发明实施例的光刻胶的涂布方法的流程图；

图3a～3d是本发明实施例的光刻胶的涂布方法的示意图；

图4是本发明实施例的经过曝光显影后的光刻胶的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的光刻胶的涂布方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于，提供一种光刻胶的涂布方法，在半导体晶片的正面涂布光刻胶前，先在所述半导体晶片的正面喷洒TMAH溶液。所述TMAH溶液是一种呈弱碱性的溶液，因此，其能中和半导体晶片正面的酸性，从而避免后续进行光刻胶的曝光显影等工艺后，光刻胶出现底部切角的问题，进一步地，提高了半导体晶片的工艺精度，特别是线宽尺寸的工艺精度。此外，由于TMAH溶液是光刻工艺中后续进行显影的常用试剂，因此，其也不会引入任何杂质离子，即提高了工艺的可靠性。

请参考图2和图3a～3d，其中，图2为本发明实施例的光刻胶的涂布方法的流程图；图3a～3d为本发明实施例的光刻胶的涂布方法的示意图。

如图3a所示，首先，执行步骤S20，提供半导体晶片20。所述半导体晶片20可以是只有硅衬底，也可以是在硅衬底上沉积有一层或者多层半导体薄膜，本发明对此并不作任何限制。

如图3b所示，接着，执行步骤S21，在所述半导体晶片20的正面喷洒TMAH溶液21。可通过半导体工艺中常用的喷嘴(Nozzle)来对所述半导体晶片20的正面喷洒TMAH溶液21，由此，也减少了器件的复杂度。

在本实施例中，所述TMAH溶液21的质量百分比浓度为2％～7％。在本发明的其他实施例中，所述TMAH溶液21的质量百分比浓度也可以更高或者更低。由于在进行光刻胶的显影工艺时，常选择质量百分比浓度为2％～7％的TMAH溶液21，因此，为了提高工艺的兼容性以及便于TMAH溶液21的获得，优选的，所述TMAH溶液21的质量百分比浓度为2％～7％。

在本实施例中，所述喷洒TMAH溶液21的喷洒速率为1ml/s～1000ml/s；所述喷洒TMAH溶液21的喷洒时间为0.1s～100s。TMAH溶液21的喷洒速率的快慢与所述半导体晶片20正面的TMAH溶液21的均匀度呈现一定的负相关，即TMAH溶液21的喷洒速率越快，则半导体晶片20正面的TMAH溶液21的均匀度就越差。当然，若TMAH溶液21的喷洒速率越慢，则所需的工艺时间则越长，即生产成本越高。考虑各种因素，优选的，所述喷洒TMAH溶液21的喷洒速率为1ml/s～1000ml/s；而所述喷洒TMAH溶液21的喷洒时间为0.1s～100s。

进一步的，如图3c所示，在所述半导体晶片20的正面喷洒TMAH溶液21后，对所述TMAH溶液21进行去水处理。在本实施例中，对所述TMAH溶液21进行去水处理的工艺为烘烤所述TMAH溶液21。在本发明的其他实施例中，对所述TMAH溶液21进行去水处理的工艺也可以为挥发等。通过烘烤所述TMAH溶液21可加快对所述TMAH溶液21的去水处理，减少工艺时间。此外，也加快了TMAH溶液21对半导体晶片20正面的酸性的中和。

在本实施例中，烘烤所述TMAH溶液的温度为50℃～100℃；烘烤所述TMAH溶液的时间为1s～100s。当烘烤所述TMAH溶液的温度为50℃～100℃时，可最快地使得TMAH溶液21与半导体晶片20正面的酸性中和。

如图3d所示，最后，执行步骤S22，在所述半导体晶片20的正面涂布光刻胶层22。在本实施例中，所述光刻胶层22为正性光刻胶层。所述正性光刻胶层通常由树脂、溶剂和感光剂三种成分组成。经过上述各步骤后，此时，所述半导体晶片20的正面已不再显酸性了，从而避免后续进行光刻胶层22的曝光显影等工艺后，光刻胶出现底部切角的问题，进一步地，提高了半导体晶片的工艺精度，特别是线宽尺寸的工艺精度。

请参考图4，其为本发明实施例的经过曝光显影后的光刻胶的示意图。如图4所示，经过本发明实施例提供的各步骤后，经过曝光显影工艺后，光刻胶23不再出现底部切角的问题了。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (5)

1.一种光刻胶的涂布方法，其特征在于，包括：

提供半导体晶片；

在所述半导体晶片的正面喷洒TMAH溶液；所述TMAH溶液的质量百分比浓度为2％～7％；所述喷洒TMAH溶液的喷洒速率为1ml/s～1000ml/s；所述喷洒TMAH溶液的喷洒时间为0.1s～100s；

在所述半导体晶片的正面喷洒TMAH溶液后，对所述TMAH溶液进行去水处理；

在所述半导体晶片的正面涂布光刻胶层。

2.如权利要求1所述的光刻胶的涂布方法，其特征在于，对所述TMAH溶液进行去水处理的工艺为烘烤所述TMAH溶液。

3.如权利要求2所述的光刻胶的涂布方法，其特征在于，烘烤所述TMAH溶液的温度为50℃～100℃。

4.如权利要求2所述的光刻胶的涂布方法，其特征在于，烘烤所述TMAH溶液的时间为1s～100s。

5.如权利要求1所述的光刻胶的涂布方法，其特征在于，所述光刻胶层为正性光刻胶层。