專利名稱：濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種濕法刻蝕中避免 發(fā)生側(cè)向4曼蝕的方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路制造工藝的不斷進(jìn)步，光刻技術(shù)中線寬的不斷縮小，半導(dǎo) 體器件的面積正變得越來越小，半導(dǎo)體的布局已經(jīng)從普通的單一功能分離器
件，演變成整合高密度多功能的集成電路。由最初的IC (集成電路)到LSI (大規(guī)模集成電路)和VLSI (超大規(guī)模集成電路)，直至今天的ULSI (特大 規(guī)模集成電路)，器件的面積進(jìn)一步縮小，功能越來越強(qiáng)大。在工藝研發(fā)的復(fù) 雜性、長期性以及高昂的成本等不利因素的制約條件下，如何在現(xiàn)有技術(shù)水 平的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高器件的集成密度、縮小芯片的面積以及在同一襯底上 盡可能多的得到有效的芯片數(shù)，將成為芯片設(shè)計(jì)者和制造商越來越重視的問 題。
濕法刻蝕在半導(dǎo)體工藝中得到廣泛引用。/人硅^l定切成的半導(dǎo)體硅片開始， 化學(xué)腐蝕劑就被用來研磨和拋光，以獲得光學(xué)級(jí)的平整和無損的表面。在熱 氧化和外延生長之前，要對(duì)半導(dǎo)體硅片進(jìn)行化學(xué)清洗以除去操作和儲(chǔ)存過程 帶來的污染。濕法刻蝕特別適用于多晶硅、氧化物、氮化物和金屬等的表面 刻蝕。
濕法刻蝕的機(jī)理涉及三個(gè)基本階段反應(yīng)物通過擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)椒磻?yīng)表面， 化學(xué)反應(yīng)在此表面發(fā)生，然后通過擴(kuò)散將反應(yīng)生成物從表面移除。腐蝕液的 攪拌和溫度將影響腐蝕速率。在集成電路工藝中，大多數(shù)濕法刻蝕是將硅片 浸入化學(xué)溶劑或向硅片上噴灑刻蝕溶劑。對(duì)于浸入式刻蝕，是將硅片浸入化 學(xué)溶劑，通常需要攪拌來保證刻蝕過程以一致和恒定的速率進(jìn)行。噴灑式刻蝕i經(jīng)逐漸取代了浸入式刻蝕，因?yàn)樗ㄟ^不斷向硅片表面提供新的刻蝕劑 而極大增加了刻蝕速率和一致性。
在刻蝕過程中，將光刻工藝所確定的光刻膠抗蝕劑圖形作為光刻膠抗蝕 劑下面各層的掩模，光刻膠下面各層的材料大多數(shù)是非晶的或多晶薄膜。如 果用濕法刻蝕，腐蝕速率一般是各向同性的，即橫向和縱向的腐蝕速率相同， 這就有可能因側(cè)向侵蝕去除了不該被刻蝕的部分，導(dǎo)致刻蝕后圖形的分辨率 下降。因此，如何避免濕法刻蝕中的側(cè)向侵蝕就成為業(yè)界必須考慮的問題， 以往的方法是降低光刻膠的厚度便于濕法刻蝕、使用快酸縮短濕法處理時(shí)間、 采用六曱基二硅胺提高底部粘附力等，但是這些方法對(duì)于防止?jié)穹涛g中側(cè) 向侵蝕的效果并不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是避免濕法刻蝕中發(fā)生側(cè)向侵蝕，從而提高濕法刻蝕 的質(zhì)量。
本發(fā)明提供了一種濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，包括以下步驟 一種濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，包括以下步驟對(duì)襯底進(jìn)行六曱 基二硅胺疏水處理；在所述襯底上涂布一層抗反射材料；在所述抗反射材料 上面涂布一層光刻膠；進(jìn)行光刻處理，去除部分所述光刻膠；進(jìn)行濕法刻蝕 處理，去除未被光刻膠覆蓋的所述抗反射材料，形成襯底刻蝕窗口；在所述 襯底刻蝕窗口側(cè)壁上涂布顯影材料。
可選的，所述六曱基二硅胺疏水處理包括向襯底表面噴灑六曱基二硅胺 和烘烤。
可選的，所述噴灑六曱基二硅胺的時(shí)間范圍為0. 1秒至100秒。
可選的，所述烘烤的溫度范圍為30度至150度。
可選的，所述烘烤的時(shí)間范圍為1秒至1000秒。
可選的，所述顯影材料由親顯影液基團(tuán)和親光刻膠粘附基團(tuán)組成。
可選的，所述顯影材料的厚度范圍為1納米至10000納米。
可選的，使用紫外線對(duì)所述顯影材料進(jìn)行烘烤。可選的，所述烘烤的溫度范圍為30度至200度。 可選的，所述烘烤的時(shí)間范圍為1秒至1000秒。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)在襯底刻蝕窗口的側(cè)壁涂布顯 影材料，縮小了襯底刻蝕窗口，提高了側(cè)向抗侵蝕能力，進(jìn)而在濕法刻蝕中 防止了側(cè)向侵蝕問題的發(fā)生；對(duì)襯底做六曱基二硅胺疏水處理，增強(qiáng)了抗反 射材料和襯底的粘附力；在襯底上涂布抗反射材料，增強(qiáng)了其上的光刻膠的 均勻性。


圖1為本發(fā)明濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法的流程圖。
圖2至圖4為本發(fā)明濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法的一實(shí)施例操 作示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
本發(fā)明提供了一種濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，首先，請(qǐng)參考 圖1,圖1為本發(fā)明濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法的流程圖，包括以下 步驟步驟21:對(duì)襯底進(jìn)行HMDS疏水處理，HMDS的英文全名叫 Hexamethyldisilazane,化學(xué)名稱叫六曱基二硅氮曱烷，把它涂到襯底表面 后，通過加溫烘烤可反應(yīng)生成以硅氧烷為主體的化合物，這實(shí)際上是一種表 面活性劑，它成功地將襯底表面由親水變?yōu)槭杷?，其疏水基可很好地與光刻 膠結(jié)合，起到耦合的作用，操作時(shí)，用液態(tài)的HMDS直接噴灑到襯底上，然后 借著襯底的高速旋轉(zhuǎn)在襯底表面形成一層六甲基二硅胺膜，這樣就階段性的 解決了晶片和光刻膠之間的結(jié)合問題，實(shí)際上本實(shí)施例中在襯底和光刻膠之 間，還涂布了一層抗反射層，因此是光刻膠通過抗反射層和襯底相結(jié)合的。 所述六曱基二硅胺疏水處理中的六曱基二硅胺噴灑時(shí)間范圍為0.1秒至100
5秒，所述六甲基二硅胺疏水處理中的烘烤溫度范圍為30度至"0度，所述六 曱基二硅胺疏水處理中的烘烤時(shí)間范圍為1秒至1000秒，本實(shí)施例中采用優(yōu) 選的方式六甲基二硅胺噴灑時(shí)間20秒，烘烤溫度125度，烘烤時(shí)間30秒； 步驟22:在所述襯底上涂布抗反射材料，所述抗反射材料可用于改進(jìn)涂布的 光刻膠的均勻性；步驟23:在所述抗反射材料上涂布一層光刻膠，光刻膠是 一種對(duì)輻照敏感的化合物，根據(jù)其對(duì)輻照的響應(yīng)特性將其分為正性和負(fù)性， 本實(shí)施例中采用的是正性的光刻膠；步驟24:進(jìn)行光刻處理，去除部分所述 光刻膠，在曝光前，光刻膠是不溶于顯影液的，曝光后，曝光區(qū)內(nèi)的光刻膠 由于吸收了光照能量而導(dǎo)致其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在顯影液中變得可以被溶 解，顯影后，曝光區(qū)內(nèi)的光刻膠被去掉；步驟24:進(jìn)行濕法刻蝕處理，去除 未被光刻膠覆蓋的所述抗反射材料，形成襯底刻蝕窗口，這里的濕法刻蝕是 刻蝕未被光刻膠覆蓋的抗反射材料，不會(huì)刻蝕襯底；步驟25:在所述刻蝕窗 口側(cè)壁上涂布顯影材料，具體過程如下先在所述光刻膠表面、刻蝕窗口內(nèi) 所露出的襯底上以及刻蝕窗口的側(cè)壁上均涂布顯影材料，接著顯影去除刻蝕 窗口內(nèi)所露出的襯底上的顯影材料(保留刻蝕窗口側(cè)壁的顯影材料)，使得待 濕法刻蝕的襯底再次暴露在外，此時(shí)，刻蝕窗口兩側(cè)壁上的顯影材料依舊存 在，沒有被去除，相當(dāng)于縮小了刻蝕窗口，當(dāng)發(fā)生側(cè)向侵蝕時(shí)，先侵蝕刻蝕 窗口側(cè)壁的顯影材料下方的襯底，而不會(huì)刻蝕抗反射材料下方的襯底。待刻 蝕完成后，可以去除掉顯影材料，從而完成刻蝕工藝。至于光刻膠上方的顯 影材料，可以在去除襯底刻蝕窗口內(nèi)襯底上的顯影材料的時(shí)候去除，也可以 等到最后和襯底刻蝕窗口側(cè)壁的顯影材料一起去除。所述顯影材料由親顯影 液基團(tuán)和親光刻膠粘附基團(tuán)組成，所述顯影材料的厚度范圍為1納米至10000 納米，優(yōu)選的，顯影材料的厚度為100納米，涂布顯影材料后使用紫外線烘 烤，所述紫外線烘烤的溫度范圍為30度至200度，所述紫外線烘烤的時(shí)間范 圍為1秒至1000秒，優(yōu)選的，紫外線烘烤的溫度為120度，時(shí)間為60秒。
接著，請(qǐng)參考圖2至圖4，圖2至圖4為本發(fā)明濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向 侵蝕的方法的一實(shí)施例操作示意圖，圖2中，對(duì)襯底進(jìn)行六曱基二硅胺疏水 處理后，在襯底13上涂布一層抗反射材料12，然后在抗反射材料12上涂布一層光刻膠ll;圖3中，進(jìn)行光刻處理，去除部分所述光刻膠ll，進(jìn)行濕法 刻蝕處理，去除未被光刻膠覆蓋的所述抗反射材料12，形成襯底刻蝕窗口； 圖4中，在所述襯底刻蝕窗口側(cè)壁上涂布顯影材料14。具體的參數(shù)、更加詳 細(xì)的步驟以及技術(shù)效杲可參考上一段所述。
雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，包括以下步驟S1對(duì)襯底進(jìn)行六甲基二硅胺疏水處理；S2在所述襯底上涂布一層抗反射材料；S3在所述抗反射材料上面涂布一層光刻膠；S4進(jìn)行光刻處理，去除部分所述光刻膠；S5進(jìn)行濕法刻蝕處理，去除未被光刻膠覆蓋的所述抗反射材料，形成襯底刻蝕窗口；其特征在于步驟S5之后還包括步驟S6在所述襯底刻蝕窗口側(cè)壁上涂布顯影材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，其特征 在于所述六曱基二硅胺疏水處理包括向襯底表面噴灑六甲基二硅胺和烘烤。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，其特征 在于所述噴灑六甲基二硅胺的時(shí)間范圍為0. 1秒至100秒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，其特征 在于所述烘烤的溫度范圍為30度至150度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，其特征 在于所述烘烤的時(shí)間范圍為1秒至1000秒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，其特征 在于所述顯影材料由親顯影液基團(tuán)和親光刻膠粘附基團(tuán)組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，其特征 在于所述顯影材料的厚度范圍為1納米至10000納米。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，其特征 在于步驟S6之后還包括步驟S7:使用紫外線對(duì)所述顯影材料進(jìn)行烘烤。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，其特征 在于所述烘烤的溫度范圍為30度至200度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，其特征 在于所述烘烤的時(shí)間范圍為1秒至1000秒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種濕法刻蝕中避免發(fā)生側(cè)向侵蝕的方法，包括以下步驟對(duì)襯底進(jìn)行六甲基二硅胺疏水處理；在所述襯底上涂布一層抗反射材料；在所述抗反射材料上面涂布一層光刻膠；進(jìn)行光刻處理，去除部分所述光刻膠；進(jìn)行濕法刻蝕處理，去除未被光刻膠覆蓋的所述抗反射材料，形成襯底刻蝕窗口；在所述襯底刻蝕窗口內(nèi)側(cè)涂布顯影材料。本發(fā)明避免了在濕法刻蝕中側(cè)向侵蝕的情況發(fā)生，保證了濕法刻蝕的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101630630SQ20091005589
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者駿 朱 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司