[发明专利]一种光刻方法

说明书

本发明技术方案公开了一种光刻方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有介质层，所述介质层的表面附有碱性基团和/或负电荷；对所述半导体衬底上的介质层进行表面处理工艺，所述表面处理工艺采用的反应源适于产生酸性基团和/或正电荷；在所述表面处理工艺后，在所述介质层上涂布光阻材料，进行光刻工艺。本发明技术方案可以改善光刻效果，并且降低工艺复杂度。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺领域，尤其涉及一种光刻方法。

背景技术

在集成电路半导体制造工艺中，关键尺寸(CD，Critical Dimension)的大小可通过光刻工艺来实现。随着器件尺寸的缩小，光刻需要波长更短的紫外光及与之相兼容的光阻(PR，Photoresist)。在例如248nm或193nm光刻工艺中，PR经曝光后会产生氢离子(H⁺)，促进反应的进行，但介质层中若存在碱性基团，如氮氧化硅(SiON)层、氮化硅(SiN)层中存在氨基(-NH₂)，就会与H⁺中和阻碍反应的进行，使曝光区域的PR不能完全反应，显影后形成光阻底膜残留(footing)的缺陷(defect)，影响CD。另一方面，如果介质层(如SiN层，二氧化硅(SiO₂)层)表面带有负电荷，过多的负电荷会吸附环境中的水分子，使得介质层表面变为亲水性，不利于PR的涂覆，也会导致光阻形貌(profile)缺陷产生。

当前的工艺是在介质层上先制备一层底部抗反射涂层(BARC，Bottom Anti-Reflective Coating)来提高抗反射效果或涂布一层增黏剂(六甲基二硅氮烷HMDS，Hexamethyldisilazane)来增加PR的黏附性。但该方法不仅会增加一道涂布工艺，而且曝光后也需要通过刻蚀将BARC或HMDS除去，增加了工艺的复杂度。因此，发展一种简单的方法来改善介质表面性质，有利于提高光刻效果。

发明内容

本发明技术方案要解决的技术问题是如何改善光刻效果，且降低工艺复杂度。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种光刻方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有介质层，所述介质层的表面附有碱性基团和/或负电荷；对所述半导体衬底上的介质层进行表面处理工艺，所述表面处理工艺采用的反应源适于产生酸性基团和/或正电荷；在所述表面处理工艺后，在所述介质层上涂布光阻材料，进行光刻工艺。

可选的，所述介质层由含氮反应源制备形成。

可选的，所述表面处理工艺为等离子体表面处理工艺或酸性化学反应源表面处理工艺。

可选的，所述等离子体表面处理工艺的反应源包括：氢气、烷烃、烯烃、炔烃、氯化氢，氟化氢或含氢的物质。

可选的，所述光刻方法还包括：控制反应源流量和/或调整射频功率，以使等离子体密度与所述碱性基团数量和/或负电荷数量相适应。

可选的，所述等离子体表面处理工艺在表面处理装置的腔体中进行，所述反应源在腔体外或腔体内解离成等离子体。

可选的，所述光刻方法还包括：通过电磁过滤装置过滤掉等离子体中的负离子。

可选的，所述酸性化学反应源表面处理工艺的反应源包括：氮氧化物、氯化氢，氟化氢或二氧化碳。

可选的，所述光刻方法还包括：控制反应源流量，以使反应源的通入量与所述碱性基团数量和/或负电荷数量相适应。

可选的，所述光刻方法还包括：在表面处理反应过程中，对形成有介质层的所述半导体衬底进行加热。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：