CN103258795A - 防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 - Google Patents
防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103258795A CN103258795A CN2013100845200A CN201310084520A CN103258795A CN 103258795 A CN103258795 A CN 103258795A CN 2013100845200 A CN2013100845200 A CN 2013100845200A CN 201310084520 A CN201310084520 A CN 201310084520A CN 103258795 A CN103258795 A CN 103258795A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photoresist
- silicon oxide
- wet etching
- region
- defective
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Materials For Photolithography (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
本发明提供了一种防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,包括:在已经形成浅隔绝沟道并且沉积了氧化硅薄膜的硅片上涂布光刻胶;完成对光刻胶的曝光和显影,以暴露出氧化硅薄膜的将要湿法刻蚀的第一氧化硅区域和受到光刻胶保护的第二氧化硅区域;在曝光和显影之后,在执行显影的同一显影机台内,在光刻胶图形上涂布化学微缩材料,并且加热使化学微缩材料与光刻胶表面反应形成高分子交联的保护膜,从而固化光刻胶图形,随后去除多余的化学微缩材料;执行湿法刻蚀以部分去除第一氧化硅区域上的氧化硅薄膜;去除剩余光刻胶后可再次沉积氧化硅薄膜,从而在第一氧化硅区域和第二氧化硅区域形成不同厚度的氧化硅薄膜双栅氧。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域,更具体地说,本发明涉及一种防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法。
背景技术
先进的集成电路芯片通常会集成多种功能器件。多种功能器件一般需要对应不同的场效应晶体管(FETs)。多栅氧(multiple gate oxide)工艺是在同一芯片内制作不同的场效应晶体管的常用方法。有多种方法可以实现多栅氧。
例如,图1-图5展示了双栅氧(dual gate oxide)的制作工艺流程。在已经形成浅隔绝沟道2并且沉积了氧化硅薄膜3的硅片1上涂布光刻胶4(图1)。曝光和显影后暴露出将要湿法刻蚀的区域5和受到光刻胶4保护的区域6(图2)。湿法刻蚀减薄或完全去除区域5的氧化硅薄膜3(图3-图4)。去除剩余光刻胶4后可再次沉积氧化硅薄膜3,在区域5和区域6形成不同厚度的氧化硅薄膜3—即所谓的双栅氧(图5)。在区域5和区域6上可以制作出不同的场效应晶体管。
湿法刻蚀氧化硅薄膜3是将沉积了氧化硅薄膜3的硅片1置于酸性溶液中。常用的酸性溶液比如氢氟酸(HF)。酸性溶液在刻蚀氧化硅薄膜3时也会对光刻胶4产生作用,形成缺陷。主要的缺陷包括光刻胶残留和碳化硅(SiC)沉积。形成光刻胶残留缺陷的机理是酸性溶液浸蚀光刻胶薄膜,将光刻胶薄膜中的部分高分子化合物从光刻胶薄膜中剥离出来,在硅片表面形成缺陷。碳化硅沉积缺陷的形成机理是氢氟酸与氧化硅反应生成六氟化硅(SiF6),六氟化硅与光刻胶薄膜中的高分子化合物进一步反应生成碳化硅微粒,然后在硅片上形成沉积。
现有的防止湿法刻蚀过程中产生光刻胶缺陷的方法包括:1)在光刻曝光和显影后对光刻胶薄膜进一步烘培,形成更加致密的光刻胶薄膜,使得湿法刻蚀的酸性溶液难以从光刻胶高分子化合物之间的缝隙浸入,与光刻胶高分子化合物作用生成缺陷;2)在光刻曝光和显影后对光刻胶薄膜进行紫外光(UV)或等离子固化处理,在光刻胶表面形成高分子化合物的交联。交联的高分子表面可以有效地提高光刻胶的抗酸性溶液浸蚀能力。美国专利US6498106B1报道了采用低能量等离子固化处理防止湿法刻蚀过程中产生光刻胶缺陷的案例。
现有的防止湿法刻蚀过程中产生光刻胶缺陷的方法仍然存在一些需要解决的问题。在方法1)中,烘培温度不宜太高,烘培时间不宜太长。否则会导致光刻胶图形变形,而且会对生产吞吐量(throughput)产生不利影响。由于受到烘培温度和烘培时间的限制,烘培后光刻胶薄膜的致密性可能还不能满足抗酸性溶液浸蚀的要求。方法2)需要在光刻工艺之后加入紫外光(UV)或等离子固化工艺。紫外光(UV)或等离子固化工艺需要在另外的机台上实现,不但增加了设备成本,而且延长了生产时间,降低了生产吞吐量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷,提供一种能够既能满足抗酸性溶液浸蚀的要求,也可以保证生产吞吐量的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法。
为了实现上述技术目的,根据本发明的第一方面,提供了一种防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其包括:在已经形成浅隔绝沟道并且沉积了氧化硅薄膜的硅片上涂布光刻胶;完成对光刻胶的曝光和显影,以暴露出氧化硅薄膜的将要湿法刻蚀的第一氧化硅区域和受到光刻胶保护的第二氧化硅区域;在曝光和显影之后,在执行显影的同一显影机台内,在光刻胶图形上涂布化学微缩材料,并且加热使化学微缩材料与光刻胶表面反应形成高分子交联的保护膜,从而固化光刻胶图形,随后去除多余的化学微缩材料;执行湿法刻蚀 以部分去除第一氧化硅区域上的氧化硅薄膜;去除剩余光刻胶后可再次沉积氧化硅薄膜,从而在第一氧化硅区域和第二氧化硅区域形成不同厚度的氧化硅薄膜双栅氧。
根据本发明的第二方面,提供了一种防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其包括:在已经形成浅隔绝沟道并且沉积了氧化硅薄膜的硅片上涂布光刻胶;完成对光刻胶的曝光和显影,以暴露出氧化硅薄膜的将要湿法刻蚀的第一氧化硅区域和受到光刻胶保护的第二氧化硅区域;在同一显影机台内,在光刻胶图形上涂布化学微缩材料,加热使化学微缩材料与光刻胶表面反应形成高分子交联的保护膜,从而固化光刻胶图形,随后去除多余的化学微缩材料;执行湿法刻蚀以完全去除第一氧化硅区域上的氧化硅薄膜;去除剩余光刻胶后再次沉积氧化硅薄膜,从而在第一氧化硅区域和第二氧化硅区域形成不同厚度的氧化硅薄膜双栅氧。
优选地,用去离子水或含表面活性剂的去离子水溶液去除多余的化学微缩材料。
优选地,化学微缩材料RELACS为含烷基氨基的水溶性高分子材料。
优选地,化学微缩材料RELACS含烷基氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯高分子材料。
优选地,化学微缩材料RELACS含烷基氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯高分子材料。
优选地,固化加热温度的范围为80℃至180℃。
优选地,固化加热温度的范围为90℃至170℃。
优选地,固化加热时间的范围为15秒至300秒;优选的,30秒至120秒。
优选地,选用用于I线光刻工艺、248纳米光刻工艺、193纳米光刻工艺、EUV光刻工艺的光刻胶。
附图说明
结合附图,并通过参考下面的详细描述,将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征,其中:
图1至图5示意性地示出了根据现有技术的双栅氧的制作工艺流程。
图6至图8示意性地示出了根据本发明的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法的部分步骤。
需要说明的是,附图用于说明本发明,而非限制本发明。注意,表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且,附图中,相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂,下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
<第一实施例>
根据本发明第一实施例的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法包括:
在已经形成浅隔绝沟道2并且沉积了氧化硅薄膜3的硅片1上涂布光刻胶4(图1)。例如,可选用适合I线光刻工艺、248纳米光刻工艺、193纳米光刻工艺、EUV光刻工艺的光刻胶。
完成对光刻胶4的曝光和显影,以暴露出氧化硅薄膜3的将要湿法刻蚀的第一氧化硅区域5和受到光刻胶4保护的第二氧化硅区域6(图2)。
在曝光和显影之后,在执行显影的同一显影机台内,在光刻胶4图形上涂布化学微缩材料(RELACS,Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink),并且加热使化学微缩材料RELACS材料与光刻胶4表面反应形成高分子交联的保护膜7,从而固化光刻胶4图形,随后去除多余的化学微缩材料RELACS。例如,多余的化学微缩材料RELACS可用去离子水或含表面活性剂的去离子水溶液去除(图6)。优选地,化学微缩材料RELACS为含烷基氨基的水 溶性高分子材料。优选的,化学微缩材料RELACS含烷基氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯高分子材料。优选的,化学微缩材料RELACS含烷基氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯高分子材料。而且,优选地,固化加热温度,其范围为80℃至180℃。优选的,90℃至170℃。而且,优选地,固化加热时间的范围为15秒至300秒。优选的,30秒至120秒。
执行湿法刻蚀以部分去除第一氧化硅区域5上的氧化硅薄膜3(图7)。
去除剩余光刻胶4后可再次沉积氧化硅薄膜3,从而在第一氧化硅区域5和第二氧化硅区域6形成不同厚度的氧化硅薄膜3双栅氧(图5)。
随后可以完成后续工艺,在第一氧化硅区域5和第二氧化硅区域6上制作出不同的场效应晶体管。
<第二实施例>
根据本发明第二实施例的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法包括:
在已经形成浅隔绝沟道2并且沉积了氧化硅薄膜3的硅片1上涂布光刻胶4(图1)。例如,可选用适合I线光刻工艺、248纳米光刻工艺、193纳米光刻工艺、EUV光刻工艺的光刻胶。
完成对光刻胶4的曝光和显影,以暴露出氧化硅薄膜3的将要湿法刻蚀的第一氧化硅区域5和受到光刻胶4保护的第二氧化硅区域6(图2)。
在同一显影机台内,在光刻胶4图形上涂布化学微缩材料(RELACS,Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink),加热使化学微缩材料RELACS材料与光刻胶4表面反应形成高分子交联的保护膜7,从而固化光刻胶4图形,随后去除多余的化学微缩材料RELACS。例如,多余的化学微缩材料RELACS材料可用去离子水或含表面活性剂的去离子水溶液去除(图6)。优选地,化学微缩材料RELACS为含烷基氨基的水溶性高分子材料。优选的,化学微缩材料RELACS含烷基氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯高分子材料。而且,优选地,固化加热温度,其范围为80℃至180℃。优选的,90℃至170℃。 而且,优选地,固化加热时间的范围为15秒至300秒。优选的,30秒至120秒。
执行湿法刻蚀以完全去除第一氧化硅区域5上的氧化硅薄膜3(图8)。
去除剩余光刻胶4后再次沉积氧化硅薄膜3,从而在第一氧化硅区域5和第二氧化硅区域6形成不同厚度的氧化硅薄膜3双栅氧(图5)。
随后可以完成后续工艺,在第一氧化硅区域5和第二氧化硅区域6上制作出不同的场效应晶体管。
根据上述实施例,可以有效地提高光刻胶4表层的致密性,提高光刻胶4抗酸性溶液浸蚀能力,降低光刻胶4在湿法刻蚀过程中产生缺陷的几率,并且不需要额外的机台,减少了工艺步骤和制作成本,提高了产能。
由此,本发明针对现有技术中的问题,提出了采用化学微缩材料RELACS在显影机台内对显影后光刻胶图形化学固化处理的方法在光刻胶4表面形成高分子交联的保护膜7,既能满足抗酸性溶液浸蚀的要求,也可以保证生产吞吐量。化学微缩材料(RELACS)是AZ电子材料公司(AZ Electronic Materials USA Corp.)为缩小沟槽或孔图形尺寸开发的商用材料(具体可参见美国专利US7745077B2,美国专利US7923200B2)。
此外,需要说明的是,除非特别说明或者指出,否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其特征在于包括:
在已经形成浅隔绝沟道并且沉积了氧化硅薄膜的硅片上涂布光刻胶;
完成对光刻胶的曝光和显影,以暴露出氧化硅薄膜的将要湿法刻蚀的第一氧化硅区域和受到光刻胶保护的第二氧化硅区域;
在曝光和显影之后,在执行显影的同一显影机台内,在光刻胶图形上涂布化学微缩材料,并且加热使化学微缩材料与光刻胶表面反应形成高分子交联的保护膜,从而固化光刻胶图形,随后去除多余的化学微缩材料;
执行湿法刻蚀以部分去除第一氧化硅区域上的氧化硅薄膜;
去除剩余光刻胶后可再次沉积氧化硅薄膜,从而在第一氧化硅区域和第二氧化硅区域形成不同厚度的氧化硅薄膜双栅氧。
2.一种防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其特征在于包括:
在已经形成浅隔绝沟道并且沉积了氧化硅薄膜的硅片上涂布光刻胶;
完成对光刻胶的曝光和显影,以暴露出氧化硅薄膜的将要湿法刻蚀的第一氧化硅区域和受到光刻胶保护的第二氧化硅区域;
在同一显影机台内,在光刻胶图形上涂布化学微缩材料,加热使化学微缩材料与光刻胶表面反应形成高分子交联的保护膜,从而固化光刻胶图形,随后去除多余的化学微缩材料;
执行湿法刻蚀以完全去除第一氧化硅区域上的氧化硅薄膜;
去除剩余光刻胶后再次沉积氧化硅薄膜,从而在第一氧化硅区域和第二氧化硅区域形成不同厚度的氧化硅薄膜双栅氧。
3.根据权利要求1或2所述的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其特征在于,用去离子水或含表面活性剂的去离子水溶液去除多余的化学微缩材料。
4.根据权利要求1或2所述的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其特征在于,化学微缩材料RELACS为含烷基氨基的水溶性高分子材料。
5.根据权利要求1或2所述的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其特征在于,化学微缩材料RELACS含烷基氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯高分子材料。
6.根据权利要求1或2所述的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其特征在于,化学微缩材料RELACS含烷基氨基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯高分子材料。
7.根据权利要求6所述的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其特征在于,固化加热温度的范围为80℃至180℃。
8.根据权利要求6或7所述的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其特征在于,固化加热温度的范围为90℃至170℃。
9.根据权利要求6或7所述的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其特征在于,固化加热时间的范围为15秒至300秒;优选的,30秒至120秒。
10.根据权利要求6或7所述的防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法,其特征在于,选用用于I线光刻工艺、248纳米光刻工艺、193纳米光刻工艺、EUV光刻工艺的光刻胶。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013100845200A CN103258795A (zh) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013100845200A CN103258795A (zh) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103258795A true CN103258795A (zh) | 2013-08-21 |
Family
ID=48962619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2013100845200A Pending CN103258795A (zh) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103258795A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105448804A (zh) * | 2014-08-21 | 2016-03-30 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 在凹槽中形成光阻图形的方法、沟槽隔离结构及其制作方法 |
CN106486346A (zh) * | 2015-08-27 | 2017-03-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻胶图形的形成方法 |
CN111474833A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-07-31 | 常州时创新材料有限公司 | 光刻润湿液及其应用 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080199814A1 (en) * | 2006-12-06 | 2008-08-21 | Fujifilm Electronic Materials, U.S.A., Inc. | Device manufacturing process utilizing a double patterning process |
CN101796631A (zh) * | 2007-09-07 | 2010-08-04 | 飞思卡尔半导体公司 | 双栅氧化物器件集成 |
US20100311244A1 (en) * | 2009-06-09 | 2010-12-09 | Shanghai Ic R&D Center Co., Ltd. | Double-exposure method |
CN102841499A (zh) * | 2012-09-19 | 2012-12-26 | 上海华力微电子有限公司 | 相移光掩模制作方法 |
-
2013
- 2013-03-15 CN CN2013100845200A patent/CN103258795A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080199814A1 (en) * | 2006-12-06 | 2008-08-21 | Fujifilm Electronic Materials, U.S.A., Inc. | Device manufacturing process utilizing a double patterning process |
CN101796631A (zh) * | 2007-09-07 | 2010-08-04 | 飞思卡尔半导体公司 | 双栅氧化物器件集成 |
US20100311244A1 (en) * | 2009-06-09 | 2010-12-09 | Shanghai Ic R&D Center Co., Ltd. | Double-exposure method |
CN102841499A (zh) * | 2012-09-19 | 2012-12-26 | 上海华力微电子有限公司 | 相移光掩模制作方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105448804A (zh) * | 2014-08-21 | 2016-03-30 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 在凹槽中形成光阻图形的方法、沟槽隔离结构及其制作方法 |
CN105448804B (zh) * | 2014-08-21 | 2019-01-29 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 在凹槽中形成光阻图形的方法、沟槽隔离结构及其制作方法 |
CN106486346A (zh) * | 2015-08-27 | 2017-03-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻胶图形的形成方法 |
CN106486346B (zh) * | 2015-08-27 | 2019-04-26 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻胶图形的形成方法 |
CN111474833A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-07-31 | 常州时创新材料有限公司 | 光刻润湿液及其应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11502402B2 (en) | Integrated patch antenna having insulating substrate with antenna cavity and high-K dielectric | |
US9087875B2 (en) | Pattern formation method for manufacturing semiconductor device using phase-separating self-assembling material | |
CN107168010B (zh) | 光刻掩膜版的制造方法 | |
CN103035492B (zh) | 半导体器件中双层保护层的制作工艺方法 | |
CN103258795A (zh) | 防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 | |
US20130034962A1 (en) | Method for Reducing a Minimum Line Width in a Spacer-Defined Double Patterning Process | |
US8962494B2 (en) | Method of manufacturing dual gate oxide devices | |
US20150357196A1 (en) | Reducing Defects in Patterning Processes | |
CN103165533A (zh) | 防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 | |
US20190196340A1 (en) | Patterning material film stack with hard mask layer configured to support selective deposition on patterned resist layer | |
CN103199016A (zh) | 防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 | |
US20220368012A1 (en) | Integrated patch antenna having an insulating substrate with an antenna cavity and a high-k dielectric | |
CN103258733A (zh) | 防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 | |
CN103197513A (zh) | 防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 | |
US20070298333A1 (en) | Manufacturing process of an organic mask for microelectronic industry | |
CN104157553A (zh) | 双重图形化形成方法 | |
CN110858541A (zh) | 半导体结构及其形成方法 | |
US20120301833A1 (en) | Method of reducing microloading effect | |
CN103258794A (zh) | 防止光刻胶在湿法刻蚀中产生缺陷的工艺方法 | |
CN103279015A (zh) | 光刻胶的处理方法以及半导体器件的制备方法 | |
CN103309151B (zh) | 光刻胶的处理方法以及半导体器件的制备方法 | |
US20100105207A1 (en) | Method for forming fine pattern of semiconductor device | |
CN104407503B (zh) | 曝光方法和半导体器件的制造方法 | |
KR20100079576A (ko) | 반도체 소자의 제조방법 | |
US8771534B2 (en) | Manufacturing techniques for workpieces with varying topographies |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130821 |