[发明专利]图形化光刻胶的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种图形化光刻胶的形成方法。

背景技术

光刻工艺是芯片制作技术中用的最频繁、最关键的工艺之一。半导体器件、光电器件等都需要用光刻工艺将所需的基本组成单元和线路的光掩膜图形转移到半导体衬底表面的光刻胶上，形成图形化光刻胶，然后以图形化光刻胶为掩膜，对半导体衬底进行刻蚀和离子注入。

当对芯片进行重掺杂的离子注入时，就需要在芯片表面形成厚度大于等于1微米的厚光刻胶。现有技术中，厚光刻胶图形的形成方法具体如下：

首先，在芯片上涂覆光刻胶层，所述光刻胶层的厚度大于等于1微米。将芯片温度提高到90摄氏度至120摄氏度进行软烘30秒～90秒，然后降温，以去除光刻胶层中的溶剂，使光刻胶变成固态。对软烘后的光刻胶层进行曝光，将曝光后的芯片放在真空吸盘上，然后对曝光后的光刻胶表面喷洒去离子水。喷洒去离子水的参数为：将真空吸盘的转速设置为20转/分钟，喷洒去离子水的时间为10秒。然后，对喷洒去离子水的光刻胶进行显影处理。其中，显影处理的参数为：将真空吸盘的转速设置为30转/分钟，喷洒显影液的时间为1秒。如此，可使显影液完全覆盖硅片表面并在随后的显影步骤中在光刻胶上形成图形。最后坚膜烘焙图形化光刻胶，以进一步挥发掉残余的光刻胶溶剂，提高光刻胶对晶圆表面的粘附性。最后对图形化光刻胶层进行检查，找出有问题的图形化光刻胶。

采用现有技术的方法形成的厚图形化光刻胶的图形失真，得到的器件的关键尺寸（CD）与目标尺寸发生差异，使得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采用现有技术的方法形成的厚图形化光刻胶的图形失真，得到的器件的关键尺寸（CD）与目标尺寸发生差异，使得半导体器件尺寸无法满足要求。

为解决上述问题，本发明提供一种图形化光刻胶的形成方法：包括

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成光刻胶层，所述光刻胶层的厚度大于等于1微米；

对所述光刻胶层依次进行软烘和曝光；

在所述曝光后的光刻胶层表面喷洒润湿剂，优化所述喷洒参数，在所述曝光后的光刻胶层表面形成润湿层；

对形成润湿层的光刻胶层进行显影处理，形成图案化的光刻胶层。

可选的，所述润湿剂为去离子水。

可选的，在所述曝光后的光刻胶层表面喷洒润湿剂的方法包括：

将所述半导体衬底放置在真空吸盘上，所述真空吸盘上方设置有第一喷嘴组，所述真空吸盘相对于所述第一喷嘴组水平旋转；

所述喷洒润湿剂参数为：所述真空吸盘在第一喷嘴组喷洒去离子水时的转速为1000～2000转/分钟，所述第一喷嘴组向所述光刻胶层表面喷洒去离子水的时间为1～3秒。

可选的，对形成润湿层的光刻胶层进行显影处理前，还包括对形成润湿层的光刻胶层进行甩干。

可选的，所述甩干的方法包括：

将所述真空吸盘在甩干时的转速设置为1200～1800转/分钟，所述甩干的时间为2～4秒。

可选的，所述显影处理的方法包括：

将所述半导体衬底设置在真空吸盘上，所述半导体衬底为圆形，所述真空吸盘上方预定距离设有第二喷嘴组，所述第二喷嘴组中的喷嘴沿所述半导体衬底直径方向排列，所述排列长度大于等于所述半导体直径，所述真空吸盘相对于所述第二喷嘴组水平旋转；

所述真空吸盘在第二喷嘴组喷洒显影液时的转速为30～60转/分钟，所述第二喷嘴组喷洒在所述光刻胶层表面的显影液的时间为1～2秒。

可选的，所述预定距离为大于等于1毫米且小于等于3毫米。

可选的，所述第二喷嘴组中的各喷嘴的尺寸相同且所述喷嘴之间的距离相等。

可选的，所述软烘的时间大于等于60s且小于等于90s。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

优化所述喷洒参数，润湿所述曝光后的厚光刻胶层表面。但不让润湿剂浸入到厚光刻胶层的内部，在所述厚光刻胶的表面形成润湿层，从而避免厚光刻胶层内部发生局部膨胀和产生泡状缺陷，同时使得显影液能均匀及充分地覆盖光刻胶表面，这样显影液能够更容易的且更均匀和光刻胶层进行反应，从而在避免泡状缺陷的同时，提高了显影均匀性，改善器件的关键尺寸（CD）的均匀性。

另外，本发明的技术方案并没有增加软烘时间，甚至比现有技术中形成图案化的光刻胶的时间还短。因此，正是在不影响生产效率的前提下解决厚光刻胶层内部发生局部膨胀和产生泡状缺陷问题，达到“鱼与熊掌兼得”的效果。

附图说明