[发明专利]蚀刻光刻基片的改进的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2005年12月16日提交、名称为“Improved Method  for Etching Photolithographic Substrates”、系列号为60/751,349的共同 拥有的美国临时专利申请的优先权，并涉及该美国临时专利申请，在 此将该临时专利申请引入以作参考。

技术领域

本发明通常涉及半导体工艺，尤其是涉及一种用于蚀刻光刻基片 的改进的方法。

背景技术

为了改善器件性能，半导体器件的电路密度不断增加。电路密度 的增加是通过减小特征尺寸(feature size)来实现的。当前技术的目标 特征尺寸为0.15微米和0.13微米，期望在不久的将来特征尺寸进一步 减小。

器件内各特征确切的尺寸是通过制造工艺中所有的步骤来控制 的。垂直尺寸(vertical dimension)由掺杂和成层工艺控制，而水平尺 寸主要由光刻工艺决定。常常将构成电路图案的线和间距的水平宽度 称为关健尺寸(CD)。

光刻术是一种在基片表面形成精细电路图案的技术。这些图案通 过随后的蚀刻或者沉积工艺被转移到晶片结构中。理想地，光刻步骤 在所设计的位置处，产生与设计尺寸(正确的CD)精确匹配的图案(称 为对准或者配准)。

光刻术是一种多步骤处理，其中首先在光掩模(或者制版片 (reticle))上形成所希望的图案。该图案通过光掩蔽操作而转移到基 片上，在该操作中，辐射(例如UV光)透过该图案化的光掩模，使基 片上的辐射敏感涂层暴露。该涂层(光致抗蚀剂)在曝光于辐射后产 生化学变化，导致暴露区域或多或少地可溶于随后的显影化学。光刻 技术属于现有技术。对这些技术的综述可以从Thompson等人的 “Introduction to Microlithography”版本中获悉。

由于光掩模对于在大量的基片上产生电路图案起到主导作用，因 此在光掩模制造期间带入的任何缺陷都将被复制到所有的用该光掩模 成像的晶片上。因而，制造一个忠实地反映所设计的图案的高质量的 光掩模对建立高产量器件制造工艺至关重要。

在现有技术中众所周知，有两种主要类型的光掩模：吸收型和相 移型。吸收型光掩模通常由涂有不透明膜(例如Cr)的光透过基片(例 如熔融石英，CaF₂等)组成。该不透明膜可以由单层或者多种材料(例 如在下层的铬层之上的抗反射层(AR铬))组成。对于二元铬光掩模 来说，常用的不透明膜(以商品名列出)的实例包括但不限于AR8、 NTAR7、NTAR5、TF11、TF21。在制造光掩模的期间，将不透明膜沉 积在透明基片上。然后，将光致抗蚀剂层沉积在该不透明层之上并且 将其图案化(例如曝光于激光或者电子束)。在曝光之后，将该光致 抗蚀剂层显影，使要被除去的下层的不透明膜区域暴露。随后的蚀刻 操作将暴露着的膜除去，从而形成吸收型光掩模。

在现有技术中众所周知，相移掩模有两个子类：交替型和嵌入式 衰减掩模。交替型相移掩模通常由涂有不透明膜(例如Cr和抗反射性 Cr)的光透过基片(例如熔融石英、CaF₂等)组成。在制造光掩模期 间，将不透明膜沉积在透明基片上。然后将光致抗蚀剂层沉积在该不 透明层之上并且使用激光或者电子束将其图案化。在曝光之后，将该 光致抗蚀剂层显影，使要被除去的下层的不透明膜区域暴露。蚀刻处 理将暴露着的不透明膜除去，这样暴露出下层的基片。使用第二处理 将下层的基片蚀刻出精确的深度。如现有技术一样，在第二蚀刻处理 之前，可使该基片可选地经受第二光致抗蚀剂涂覆和显影处理。