[发明专利]光刻方法

说明书

本发明提供了一种光刻方法，能够利用简单的工艺过程，解决光刻胶与介质层酸碱不平衡时的底部站脚问题，该方法具体包括以下步骤：提供衬底；在衬底之上形成介质层，介质层表面具有碱性基团；进行对介质层的紫外固化，以至少部分去除碱性基团；在进行对介质层的紫外固化之后，在介质层上涂敷光刻胶。利用紫外固化工艺对介质层进行处理，能够有效降低介质层表面的碱性基团浓度，解决光刻胶与介质层酸碱不平衡的问题，此外，紫外固化工艺简单方便，无需增加额外的沉积刻蚀步骤，大大降低了制造工艺的复杂程度和成本；再者，紫外固化工艺在调节介质层表面特性的同时，还能够降低介质层杂质含量，提高介质材料的纯度，提升器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，更详细地说，本发明涉及一种光刻方法。

背景技术

在集成电路制造中，关键尺寸(Critical Dimension,CD)的大小主要取决于光刻工艺。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刻胶。在248nm和193nm光刻工艺中，当将光刻胶覆于如氮化硅、氮氧化硅等介质层材料表面时，曝光区域的光刻胶常常不能完全反应，显影后形成底部站脚(footing)结构，影响关键尺寸。

底部站脚一般由于光刻胶与介质层的酸碱不平衡所致，当前解决该问题的方法是在介质层上先制备一层有机底部抗反射层BARC(Bottom Anti Reflective Coating)或增粘剂HMDS(Hexamethyldisilazane)，在提高抗反射效果或增加光刻胶的黏附性的同时避免光刻胶与介质层直接接触。但该方法不仅会增加一道旋涂工艺，而且曝光后还需要通过刻蚀将BARC或HMDS除去，工艺复杂。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种光刻方法，能够利用简单的工艺过程，解决光刻胶与介质层酸碱不平衡时的底部站脚问题。

该光刻方法包括以下步骤：提供衬底；在所述衬底之上形成介质层，所述介质层表面具有碱性基团；进行对所述介质层的紫外固化，以至少部分去除所述碱性基团；在进行对所述介质层的紫外固化之后，在所述介质层上涂敷光刻胶。

利用紫外固化工艺对介质层进行处理，能够有效降低介质层表面的碱性基团的浓度，解决光刻胶与介质层酸碱不平衡的问题，此外，紫外固化工艺简单方便，无需增加额外的沉积刻蚀步骤，大大降低了制造工艺的复杂程度和成本；再者，紫外固化工艺在调节介质层表面特性的同时，还能够降低介质层杂质含量，提高介质材料的纯度，提升器件性能。

在本发明的较优技术方案中，所述介质层的材料为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅或碳氮化硅。

进一步地，在本发明的较优技术方案中，所述介质层为层间介质层或金属间介质层，其厚度大于当介质层为层间介质层或金属间介质层时，可控制介质层厚度或优化紫外固化条件，以防止紫外固化工艺同时在介质层中产生不必要的应力，影响器件可靠性。

进一步地，在本发明的较优技术方案中，所述介质层为接触刻蚀停止层(ContactEtch Stop layer，CESL)，其厚度为当介质层为接触刻蚀停止层，在刻蚀接触刻蚀停止层，形成接触孔时，该紫外固化工艺还能够有效提高CESL对器件结构所施加的应力效果，提高逻辑器件的载流子迁移速率。

进一步地，在本发明的较优技术方案中，所述介质层为抗反射介质层。该工艺可广泛适用于常见的设置抗反射介质层的光刻工艺，解决底部站脚问题。

在本发明的较优技术方案中，所述光刻胶为包括光致产酸剂的正性光刻胶。

在本发明的较优技术方案中，在进行对所述介质层的紫外固化步骤中，所述紫外固化过程在50-500℃的温度下进行。