CN116088274A - 半导体结构及其制造方法 - Google Patents

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李伟峰
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Abstract

本发明提供的一种半导体结构及其制造方法中，由于在具有缺陷结构的衬底的顶表面上依次形成第一光刻胶材料层和图案化的第二光刻胶层，并使第一光刻胶材料层覆盖所述缺陷结构，且第二光刻胶层和第一光刻胶材料层的正负性不同。如此第一光刻胶材料层不仅能够平整化衬底顶表面，使形成在第一光刻胶材料层上的第二光刻胶层更具平整化，改善光刻工艺环境。如此可以第二光刻胶层为掩膜，通过简单便捷的第二光刻工艺在第一光刻胶材料层以去除多余的第一光刻胶材料层，以将第二光刻胶层的图案复制至第一光刻胶层，层叠的第一光刻胶层和第二光刻胶层构成光刻胶图案层，如此提升了制造半导体结构的效率。

Description

半导体结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体结构及其制造方法。
背景技术
光刻工艺是半导体结构制造工艺中的一个重要步骤，光刻技术是采用紫外光作为曝光光线，以掩模版(mask)为中间媒介实现图形的变换、转移和处理，最终把图像信息复制到晶圆(主要指硅片)或介质层上的一种技术。
光刻工艺中，涂胶技术是指在晶圆上均匀涂抹光刻胶的技术。在执行光刻工艺前需对晶圆进行平坦化处理，使晶圆衬底表面保持平整平坦，以便均匀涂胶，以使晶圆顶表面各个部位均具有相同的曝光水平，有效保证光刻工艺的准确性和稳定性。
但是当晶圆衬底的表面具有缺陷结构，即晶圆衬底凹凸不平时，将不能保持晶圆表面光刻胶涂抹的均匀性，如此使得最终形成的光刻胶表面，在台阶高的区域光刻胶薄，台阶低的区域光刻胶厚，即最终得到的光刻胶层凹凸不平。而导致在执行光刻工艺时不能做到相同的曝光水平，不能保证光刻工艺的准确性和稳定性。
而现有技术中，为解决上述问题会在晶圆衬底上先涂抹一层抗反射层或者非感光填充材料，之后再涂抹光刻胶，如此得到均匀涂抹光刻胶的效果；但后期需要特别的刻蚀处理或者去除填充材料的工艺，如此则导致半导体结构制备工艺复杂，效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体结构及其制造方法，以解决现有半导体结构制备工艺复杂，效率低下的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体结构的制造方法，包括：
提供衬底，其中，所述衬底的顶表面具有缺陷结构；
在所述衬底上依次形成第一光刻胶材料层和第二光刻胶层，所述第一光刻胶材料层覆盖所述缺陷结构；
以所述第二光刻胶层为掩膜执行第一光刻工艺，去除部分所述第一光刻胶材料层以形成第一光刻胶层，所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层构成光刻胶图案层；
其中，所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层的正负性不同。
可选的，所述第一光刻胶层包括正性光刻胶。
可选的，所述第二光刻胶层包括负性光刻胶。
可选的，所述缺陷结构包括凸起缺陷结构和/或凹陷缺陷结构。
可选的，形成所述第二光刻胶层的方法包括：
在所述第一光刻胶材料层上形成第二光刻胶材料层；
提供掩膜版，以所述掩膜版为掩膜对所述第二光刻胶材料层执行第二光刻工艺以形成所述第二光刻胶层。
可选的，所述第一光刻工艺和所述第二光刻工艺在同一设备中执行。
为解决上述问题，本发明还提供一种半导体结构，包括：
衬底，所述衬底的顶表面具有缺陷结构；
光刻胶图案层，所述光刻胶图案层包括依次形成在所述衬底的顶表面上的第一光刻胶层和第二光刻胶层，其中，所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层的正负性不同。
可选的，所述第一光刻胶层包括正性光刻胶。
可选的，所述第二光刻胶层包括负性光刻胶。
可选的，所述缺陷结构包括凸起缺陷结构和/或凹陷缺陷结构。
本发明的一种半导体结构及其制造方法中，由于在具有缺陷结构的衬底的顶表面上依次形成第一光刻胶材料层和图案化的第二光刻胶层，并使第一光刻胶材料层覆盖所述缺陷结构，且第二光刻胶层和第一光刻胶材料层的正负性不同。如此第一光刻胶材料层不仅能够平整化衬底顶表面，使形成在第一光刻胶材料层上的第二光刻胶层更具平整化，改善光刻工艺环境。如此可以第二光刻胶层为掩膜，通过简单便捷的第二光刻工艺在第一光刻胶材料层以去除多余的第一光刻胶材料层，以将第二光刻胶层的图案复制至第一光刻胶层，层叠的第一光刻胶层和第二光刻胶层构成光刻胶图案层，如此提升了制造半导体结构的效率。
附图说明
图1是本发明一实施例中的半导体结构的制造方法的流程图；
图2～6是本发明一实施例中的半导体结构的制方法的过程示意图；
其中，附图标记如下：
1-衬底；                          11-缺陷结构；
20-第一光刻胶材料层；             21-第一光刻胶层；
30-第二光刻胶材料层；             31-第二光刻胶层；
4-光刻胶图案层。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种半导体结构及其制造方法作进一步详细说明。根据下面说明，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。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
图1是本发明一实施例中的半导体结构的制造方法的流程图；图2～6是本发明一实施例中的半导体结构的制方法的过程示意图。下面结合图1至图5详细说明本实施例中的半导体结构的制造方法。
在步骤S10中，如图2所示，提供衬底1，在本实施例中，所述衬底1上具有缺陷结构11。
其中，在本实施例中，所述衬底可以包括半导体材料、绝缘材料、导体材料或者它们的任意组合，可以为单层结构，也可以包括多层结构。因此，衬底可以是诸如Si、SiGe、SiGeC、SiC、GaAs、InAs、InP和其它的III/V或II/VI化合物半导体的半导体材料。也可以包括诸如，例如Si/SiGe、Si/SiC、绝缘体上硅(SOI)或绝缘体上硅锗的层状衬底。在其它实施例中，所述衬底1也可以是非导体类的玻璃或是蓝宝石基板等材料。
其中，在本实施例中，所述缺陷结构11形成在所述衬底1的顶表面上，如图2所示，缺陷结构11包括凸起缺陷和/或凹陷缺陷。在本实施例中，由于衬底1的顶表面上具有凸起和/或凹陷结构，如此则在衬底1的顶表面上涂抹光刻胶层时导致光刻胶层的顶表面出现凹凸不平的问题，则导致后续光刻工艺不稳定。此外，在本实施例中，所述缺陷结构形成在所述衬底1的制备过程、运输过程等。
在步骤S20中，如图5所示，在所述衬底1上依次形成第一光刻胶材料层20和第二光刻胶层31，所述第一光刻胶材料层20覆盖所述缺陷结构11。
参图3至图5所示，在本实施例中，形成所述第二光刻胶层31的方法包括如下步骤一和步骤二。
在步骤一中，如图3和图4所示，在所述第一光刻胶材料层20上形成第二光刻胶材料层30。在本实施例中，通过涂胶工艺以形成所述第一光刻胶材料层20和所述第二光刻胶材料层30。
在步骤二中，参图4并结合图5所示，提供掩膜版，以所述掩膜版为掩膜对所述第二光刻胶材料层30执行第二光刻工艺以形成所述第二光刻胶层31。在本实施例中，在所述掩膜版中形成有掩膜图案，通过执行第二光刻工艺能够将所述掩膜版上的所述掩膜图案复制至所述第二光刻胶材料层30，以使最终形成的所述第二光刻胶层31具有的第一图案与所述掩膜图案相同。
参图6并结合图5所示，在步骤S30中，以所述第二光刻胶层31为掩膜执行第一光刻工艺，去除部分所述第一光刻胶材料层20以形成第一光刻胶层21，所述第一光刻胶层21和所述第二光刻胶层31构成光刻胶图案层4。
在本实施例中，在执行所述第一光刻工艺之后，将所述第一图案复制至所述第二光刻胶层31，即最终形成的所述光刻胶图案层4的图案与所述第一图案和所述第二图案相同。此外，在本实施例中，所述第一光刻胶层21和所述第二光刻胶层31的正负性不同。
在本实施例中，由于在具有缺陷结构11的所述衬底1的顶表面上依次形成所述第一光刻胶材料层20和图案化的所述第二光刻胶层31，并使所述第一光刻胶材料层20覆盖所述缺陷结构11，且所述第二光刻胶层31和所述第一光刻胶材料层20的正负性不同。如此所述第一光刻胶材料层20不仅能够平整化所述衬底1顶表面，使形成在所述第一光刻胶材料层20上的第二光刻胶层31更具平整化，改善光刻工艺环境。如此可以所述第二光刻胶层31为掩膜，通过简单便捷的所述第二光刻工艺在所述第一光刻胶材料层20以去除多余的所述第一光刻胶材料层20，以将所述第二光刻胶层31的图案复制至所述第一光刻胶层21，层叠的所述第一光刻胶层21和所述第二光刻胶层31构成光刻胶图案层，如此提升了制造半导体结构的效率。
其中，在本实施例中，所述第一光刻胶层21为正性光刻胶，所述第二光刻胶层31为负性光刻胶。
此外，在本实施例中，所述第一光刻工艺和所述第二光刻工艺均可在同一设备中执行，如此以进一步的提升制造半导体结构的效率。具体的，所述第一光刻工艺和所述第二光刻工艺均可分别包括：曝光工艺、烘烤工艺及显影工艺。
进一步的，在可选的实施例中，所述第一光刻胶材料层20包括至少两层第一子光刻胶材料层，可选的，所述第一子光刻胶材料层为两层。以及，在本实施例中，在以所述第二光刻胶层31为掩膜执行所述第二光刻工艺刻蚀所述第一光刻胶材料层20的过程中，依次刻蚀所述第一子光刻胶材料层。在本实施例中，由于第一光刻胶材料层20包括至少两层第一子光刻胶材料层，如此能够进一步的平整化衬底1的顶表面。以进一步的提升最终形成的所述半导体结构的性能。
进一步的，在本实施例中，还提供一种半导体结构，所述半导体结构根据上述任意一项所述的半导体结构的制造方法制备而成。
具体的，如图6所示，本实施例的一种半导体结构，包括：
衬底1，所述衬底1的顶表面具有缺陷结构11。其中，在本实施例中，所述缺陷结构11包括凸起缺陷结构和/或凹陷缺陷结构。所述缺陷结构形成在所述衬底1的制备过程、运输过程等。
光刻胶图案层4，所述光刻胶图案层4包括依次形成在所述衬底1的顶表面上的第一光刻胶层21和第二光刻胶层31，其中，所述第一光刻胶层21和所述第二光刻胶层31的正负性不同。
其中，在本实施例中，所述第一光刻胶层21为正性光刻胶，所述第二光刻胶层31为负性光刻胶。
进一步的，在可选的实施例中，所述第一光刻胶层21包括至少两层第一子光刻胶层，可选的，所述第一子光刻胶层为两层。在本实施例中，由于第一光刻胶层20包括至少两层第一子光刻胶层，如此能够进一步的平整化衬底1的顶表面。以进一步的提升最终形成的所述半导体结构的性能。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。
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 (10)

1.一种半导体结构的制造方法，其特征在于，包括：
提供衬底，其中，所述衬底的顶表面具有缺陷结构；
在所述衬底上依次形成第一光刻胶材料层和第二光刻胶层，所述第一光刻胶材料层覆盖所述缺陷结构；
以所述第二光刻胶层为掩膜执行第一光刻工艺，去除部分所述第一光刻胶材料层以形成第一光刻胶层，所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层构成光刻胶图案层；
其中，所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层的正负性不同。
2.如权利要求1所述的一种半导体结构的制造方法，其特征在于，所述第一光刻胶层包括正性光刻胶。
3.如权利要求1所述的一种半导体结构的制造方法，其特征在于，所述第二光刻胶层包括负性光刻胶。
4.如权利要求1所述的一种半导体结构的制造方法，其特征在于，所述缺陷结构包括凸起缺陷结构和/或凹陷缺陷结构。
5.如权利要求1所述的一种半导体结构的制造方法，其特征在于，形成所述第二光刻胶层的方法包括：
在所述第一光刻胶材料层上形成第二光刻胶材料层；
提供掩膜版，以所述掩膜版为掩膜对所述第二光刻胶材料层执行第二光刻工艺以形成所述第二光刻胶层。
6.如权利要求1所述的一种半导体结构的制造方法，其特征在于，所述第一光刻工艺和所述第二光刻工艺在同一设备中执行。
7.一种半导体结构，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底的顶表面具有缺陷结构；
光刻胶图案层，所述光刻胶图案层包括依次形成在所述衬底的顶表面上的第一光刻胶层和第二光刻胶层，其中，所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层的正负性不同。
8.如权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述第一光刻胶层包括正性光刻胶。
9.如权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述第二光刻胶层包括负性光刻胶。
10.如权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述缺陷结构包括凸起缺陷结构和/或凹陷缺陷结构。
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