[发明专利]图形化刻蚀工艺中降低光刻胶损耗的方法

说明书

本发明公开了一种图形化刻蚀工艺中降低光刻胶损耗的方法，包括：步骤一、在晶圆表面上形成第一材料层。步骤二、进行光刻工艺形成光刻胶图形。步骤三、进行预处理，预处理采用等离子体轰击作用使光刻胶图形的表面产生碳化和固化并形成富碳掩盖层。步骤四、进行第一次刻蚀工艺以形成第一材料层图形，富碳掩盖层用于减少光刻胶图形的损耗量且在第一次刻蚀工艺完成后保证在晶圆的各区域的第一材料层图形的顶部表面都保留有光刻胶图形。步骤五、去除光刻胶图形。本发明能在材料层的刻蚀过程中降低光刻胶的损耗且保证在刻蚀工艺完成后在材料层的图形的顶部表面依然有光刻胶保留，从而能避免材料层产生损耗如产生削角。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种图形化刻蚀工艺中降低光刻胶损耗的方法。

背景技术

如图1A至图1B所示，是现有金属层103a的图形化刻蚀工艺方法的各步骤中的 器件结构示意图；现有金属层103a的图形化刻蚀工艺方法，包括如下步骤：

步骤一、如图1A所示，在由半导体衬底101组成的晶圆(Wafer)表面上形成金 属层103a。

所述半导体衬底101包括硅衬底。

后续形成的金属层图形103包括金属线(Metal Line)。

所述金属层103a的材料包括Al。

通常在所述金属层103a的底部还形成有介质层102。所述介质层102通常采用氧化层并作为层间膜，所述层间膜实现不同的所述金属层103a之间的隔离。

步骤二、如图1A所示，进行光刻工艺形成光刻胶(PR)图形104，所述光刻胶图 形104定义出所述金属层103a的图形。

步骤三、如图1B所示，进行金属层刻蚀工艺，所述金属层刻蚀工艺以所述光刻 胶图形104为掩膜对所述金属层103a进行刻蚀以形成金属层图形103。

实际工艺中，所述金属层刻蚀工艺同时会对所述光刻胶图形104产生损耗(Loss)，损耗后的所述光刻胶图形单独采用标记104a表示。

随着所述金属层图形103如金属线的线宽的不断缩小，由于Wafer边缘刻蚀速率较快，会导致PR Loss过多，会在如虚线圈105所示的Metal Line顶部处产生削角， 这会影响器件特性。

如图2所示，是现有金属层的图形化刻蚀工艺方法形成的金属线的照片；图2中，虚线圈106处为所述金属线的顶部区域，可以看出，会产生削角缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种图形化刻蚀工艺中降低光刻胶损耗的方法，能在材料层的刻蚀过程中降低光刻胶的损耗且保证在刻蚀工艺完成后在材料层的 图形的顶部表面依然有光刻胶保留，从而能避免材料层产生损耗如产生削角。

为解决上述技术问题，本发明提供的图形化刻蚀工艺中降低光刻胶损耗的方法包括如下步骤：

步骤一、在由半导体衬底组成的晶圆表面上形成需要图形化的第一材料层。

步骤二、进行光刻工艺形成光刻胶图形，所述光刻胶图形定义出所述第一材料层的图形。

步骤三、对所述光刻胶图形的表面进行预处理，所述预处理采用等离子体轰击作用使所述光刻胶图形的表面产生碳化和固化，从而形成富碳掩盖层。

步骤四、进行第一次刻蚀工艺，所述第一次刻蚀工艺以所述光刻胶图形为掩膜对所述第一材料层进行刻蚀以形成第一材料层图形，所述第一次刻蚀工艺同时会对所述 光刻胶图形产生损耗，所述富碳掩盖层用于在所述第一次刻蚀工艺中减少所述光刻胶 图形的损耗量，且在所述第一次刻蚀工艺完成后保证在所述晶圆的各区域的所述第一 材料层图形的顶部表面都保留有所述光刻胶图形，从而消除所述第一材料层图形的削 角缺陷。