[发明专利]光刻胶层的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，尤其涉及光刻胶层的形成方法。

背景技术

光刻工艺是芯片制造技术中用得最频繁、最关键的技术之一，凡是半导体器件、光电器件等，都需要用光刻工艺将所需器件的基本组成单元和线路的光掩模图形转移到半导体衬底表面的光刻胶图形上。通常光刻的基本工艺包括涂胶、曝光和显影等三大步骤；具体以正光刻胶为例，先于晶圆上涂覆光刻胶层；然后，对光刻胶层进行曝光，将曝光后的光刻胶高温烘烤，以使曝光部分的高分子为主的物质产生裂解；接着将裂解的高分子光刻胶移到显影槽，因曝光的高分子可溶于显影液，所以可借此去除曝光的高分子物质；如此，可在晶圆的顶层表面得到图案化的光刻胶层。在申请号01122126.7的中国专利申请文献中提供了一种对光刻胶进行处理形成器件图形工艺。

目前的光刻技术的主流为紫外线光源的曝光技术，而采用的光刻胶有紫外线光刻胶、i-line(i线)光刻胶。

现有光刻胶层在经过烘烤及固胶后，由于温度的影响，导致光刻胶边缘产生收缩(如图1所示)。尤其在厚胶工艺中，所采用的光刻胶相对黏度系数均大于普通的光刻胶，且厚胶的张力大；对于大面积的厚光刻胶溶剂挥发的均匀性较差，导致厚光刻胶两边和中间的线宽会有较大差异，缩胶的现象越明显。缩胶现象的产生造成显影后图形失真，得到的器件关键尺寸(CD)与目标尺寸发生差异，使半导体器件尺寸无法满足要求。

发明内容

本发明解决的问题是一种改善光刻胶层缩胶的方法，防止光刻胶层发生缩胶现象。

为解决上述问题，本发明提供一种光刻胶层的形成方法，包括下列步骤：在晶圆上涂覆光刻胶层；对光刻胶层进行软烘烤，优化软烘烤温度和时间；对光刻胶层进行固胶处理，优化固胶温度和时间，使软烘烤及固胶后光刻胶层的缩胶量最小。

优选的，所述优化后的烘烤温度为118℃～122℃，烘烤时间为85s～95s。

优选的，所述优化后的烘烤温度为120℃，烘烤时间为90s。

优选的，所述固胶分为第一阶段和第二阶段，优化固胶第二阶段的温度和时间。

优选的，所述优化后固胶第二阶段的温度是135℃～145℃，烘烤时间为65s～75s。

优选的，所述优化后固胶第二阶段的温度是140℃，烘烤时间为70s。

优选的，所述固胶第一阶段的温度是100℃～110℃，烘烤时间为25s～35s。

优选的，所述固胶第一阶段的温度是105℃，烘烤时间为30s。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：对光刻胶层的软烘烤及固胶的参数进行调节，分别找出最佳的参数进行光刻胶层制作，两个步骤结合优化，使缩胶量达到最小，进而使后续形成的半导体器件关键尺寸与目标尺寸接近一致，防止了降低半导体器件可靠性及电性能的缺陷。另外，无需增加额外的成本，不会使生产效率降低，而结果是最大化的满足了工艺要求。

进一步，当软烘烤温度为118℃～122℃，烘烤时间为85s～95s时，光刻胶层收缩无明显的改变，经过显影后光刻胶的收缩量同样也没有明显的改变。当固胶第二阶段的温度135℃～145℃，烘烤时间为65s～75s时，光刻胶的收缩量最小，使后续形成的半导体器件关键尺寸与目标尺寸接近一致，防止了降低半导体器件可靠性及电性能的缺陷。

附图说明

图1是现有技术形成光刻胶层时产生缩胶的效果图；

图2是本发明形成光刻胶层的具体实施方式流程图；

图3是本发明形成光刻胶层时软烘烤参数的设置与缩胶量的关系图；

图4是本发明形成光刻胶层时在不同曝光条件下软烘烤参数与缩胶量的关系图；

图5是本发明形成光刻胶层时固胶第一阶段凝固参数与缩胶量的关系图；

图6是本发明形成光刻胶层时固胶第二阶段凝固参数与缩胶量的关系图；

图7是采用现有软烘烤和固胶参数与本发明软烘烤和固胶的优化参数形成不同厚度光刻胶层的缩胶量比较图。

具体实施方式