專利名稱：一種對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，具體涉及一種光刻工藝方法，尤其涉及一種對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法。
背景技術(shù)：
目前，在一些特殊工藝(例如BCS13G)存在跨越地形(gate poly)臺階差d> 2700 埃的飛線(runner poly)，同時(shí)根據(jù)器件性能要求該層的線寬很小(0. 13um(微米))，如圖1 和圖2A所示。如圖2A所示的結(jié)構(gòu)按以下工藝步驟形成在硅襯底1上沉積多晶硅，刻蝕多晶硅形成多晶硅柵極(gate poly)，即地形2，在地形2上沉積300埃氧化硅3，在氧化硅3 上沉積1500埃多晶硅，形成飛線4 (runner poly)。在工藝實(shí)施過程中，直接做光刻工藝，旋涂BARC(Bottom Anti-Reflective Coating，底部抗反射材料)和光刻膠，因巨大的臺階差不能實(shí)現(xiàn)平坦化，飛線(rurmerpoly)的光刻膠走線在顯影后會倒塌，如圖2B。簡單的增加 BARC厚度相應(yīng)增加后續(xù)刻蝕工藝難度，而光刻膠厚度的增加將直接影響整個光刻工藝的窗口及關(guān)鍵尺寸的控制能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，該方法能改善巨大的臺階差工藝中光刻工藝的窗口及關(guān)鍵尺寸的控制能力。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，包括如下步驟(1)采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行負(fù)性光刻膠的旋涂，烘烤；(2)利用負(fù)性光刻膠酸離子對能量反應(yīng)的曲線進(jìn)行非充分曝光顯影，去掉部分負(fù)性光刻膠，使其剛好露出地形(gate poly)，實(shí)現(xiàn)平坦化；(3)底部抗反射材料BARC的旋涂，烘烤；(4)光刻膠的旋涂，烘烤，曝光，顯影。在步驟(1)中，所述采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結(jié)構(gòu)，該臺階差d > 1500 埃。在步驟(1)中，所述采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結(jié)構(gòu)，該方法包括如下步驟首先，在硅襯底上沉積多晶硅，刻蝕多晶硅形成多晶硅柵極，即地形；然后，在地形上沉積氧化硅，在氧化硅上沉積多晶硅，形成飛線。在步驟(1)中，所述負(fù)性光刻膠作為填充材料，是G-line，I-line, KrF, ArF或更短波長的光刻膠。在步驟⑵中，如負(fù)性光刻膠是KrF膠，該步驟曝光所用光刻機(jī)可用紫外線處理設(shè)備代替，具體方法是用紫外線照射晶圓，代替光刻機(jī)對晶圓整面曝光。在步驟( 中，所述底部抗反射材料BARC的類型應(yīng)滿足步驟(4)中所述光刻膠的匹配要求。在步驟中，所述光刻膠可以是正性光刻膠，也可以是負(fù)性光刻膠。步驟(3)中的底部抗反射材料BARC和步驟(4)中的光刻膠的厚度隨線寬的關(guān)鍵尺寸變化而定。如飛線的關(guān)鍵尺寸為0. 13微米，則步驟(3)中的底部抗反射材料BARC為DUV44 類型，其厚度為760埃，步驟中的光刻膠為SEPR602類型，其厚度為4700埃。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果采用本發(fā)明方法可以改善巨大的臺階差工藝中光刻工藝的窗口及關(guān)鍵尺寸的控制能力，并減少其對后續(xù)刻蝕工藝的影響，降低后續(xù)刻蝕工藝的難度。


圖1是在現(xiàn)有的特殊工藝(例如BCS13G)中存在跨越地形(gate poly)臺階差d > 2700埃的飛線(runner poly)的示意圖；圖2A是圖1的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B是按圖1和圖2的結(jié)構(gòu)，因巨大的臺階差不能實(shí)現(xiàn)平坦化，導(dǎo)致飛線(runner poly)的光刻膠走線在顯影后倒塌的示意圖；圖3A和圖;3B是本發(fā)明方法步驟(1)完成后的示意圖；圖4A和圖4B是本發(fā)明方法步驟⑵完成后的示意圖；圖4C是本發(fā)明在步驟⑵ 中選擇在b點(diǎn)的能量曝光示意圖；圖5是本發(fā)明方法步驟(3)完成后的示意圖；圖6是本發(fā)明方法步驟完成后的示意圖；其中，1是硅襯底，2是地形(gate poly)，3是氧化硅(Si02)，4是飛線(runner poly)，5是負(fù)性光刻膠，6是底部抗反射材料BARC，7是光刻膠。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明一種對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法適用于影響了光刻工藝的窗口及關(guān)鍵尺寸，有巨大臺階差(d> 1500埃)的地形平坦化。對這種地形有巨大落差的光刻工藝應(yīng)首先對下地進(jìn)行平坦化處理，本方法利用負(fù)性光刻膠作為填充材料(取代了傳統(tǒng)所用的填充材料或BARC)先對下地進(jìn)行平坦化，利用光刻膠酸離子對能量反應(yīng)的曲線進(jìn)行非充分曝光顯影(如圖3B)，去掉部分負(fù)性光刻膠(取代了傳統(tǒng)所用的蝕刻)，再通過旋涂的 BARC(底部抗反射材料)進(jìn)一步平坦化和改善底部雜亂散射光對關(guān)鍵尺寸的影響，最后光刻膠的旋涂，烘烤，曝光，顯影。本發(fā)明的一種對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，具體實(shí)施方法包括如下步驟(1)采用現(xiàn)有的方法形成圖2A所示的結(jié)構(gòu)(例如，在硅襯底1上沉積多晶硅，刻蝕多晶硅形成多晶硅柵極(gate poly)，即地形2，在地形2上沉積300埃氧化硅3，在氧化硅3上沉積1500埃多晶硅，形成飛線4(runner poly))，在圖2A所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上(即在飛線4上)進(jìn)行負(fù)性光刻膠5的旋涂，烘烤(如圖3A和圖3B)。負(fù)性光刻膠5作為填充材料，可以是G-line，I-line,KrF,ArF甚至適用于更短波長的光刻膠，其厚度不限。
(2)利用負(fù)性光刻膠酸離子對能量反應(yīng)的曲線進(jìn)行非充分曝光顯影，如圖4C所示選擇在a區(qū)域的能量非充分曝光，去掉部分負(fù)性光刻膠5，使其剛好露出地形2 (gate poly)，實(shí)現(xiàn)平坦化(如圖4A和圖4B)，取代了傳統(tǒng)方法所采用的蝕刻。如負(fù)性光刻膠是KrF 膠，該步驟曝光所用光刻機(jī)可用紫外線處理設(shè)備代替，從而降低成本。具體方法是用紫外線 (波長范圍220-320nm)照射晶圓，代替光刻機(jī)對晶圓整面曝光，如日本USHIO公司的紫外線處理設(shè)備UMA-1002。(3)底部抗反射材料BARC 6的旋涂，烘烤(如圖幻。底部抗反射材料BARC 6的類型應(yīng)滿足后續(xù)光刻膠7 (見圖6)匹配要求。底部抗反射材料BARC 6和光刻膠7的厚度隨線寬CD (關(guān)鍵尺寸)變化而定，如飛線4 (runner poly) CD :0. 13um(微米)，則DUV44 (底部抗反射材料BARC 6的一種類型)的厚度為760埃，SEPR602 (光刻膠7的一種類型)的厚度為4700埃，后續(xù)光刻膠7可以是正性光刻膠，也可以是負(fù)性光刻膠。(4)光刻膠7的旋涂，烘烤，曝光，顯影(如圖6)。該步驟采用的光刻膠7可以是正性光刻膠，也可以是負(fù)性光刻膠。
權(quán)利要求
1.一種對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，其特征是包括如下步驟(1)采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行負(fù)性光刻膠的旋涂，烘烤；(2)利用負(fù)性光刻膠酸離子對能量反應(yīng)的曲線進(jìn)行非充分曝光顯影，去掉部分負(fù)性光刻膠，使其剛好露出地形，實(shí)現(xiàn)平坦化；(3)底部抗反射材料BARC的旋涂，烘烤；(4)光刻膠的旋涂，烘烤，曝光，顯影。
2.如權(quán)利要求1所述的對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(1)中， 所述采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結(jié)構(gòu)，該臺階差d> 1500埃。
3.如權(quán)利要求1或2所述的對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(1) 中，所述采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結(jié)構(gòu)，該方法包括如下步驟首先，在硅襯底上沉積多晶硅，刻蝕多晶硅形成多晶硅柵極，即地形；然后，在地形上沉積氧化硅，在氧化硅上沉積多晶硅，形成飛線。
4.如權(quán)利要求1所述的對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(1)中， 所述負(fù)性光刻膠作為填充材料，是G-line，I-line, KrF, ArF或更短波長的光刻膠。
5.如權(quán)利要求1所述的對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(2)中， 如負(fù)性光刻膠是KrF膠，該步驟曝光所用光刻機(jī)可用紫外線處理設(shè)備代替，具體方法是用紫外線照射晶圓，代替光刻機(jī)對晶圓整面曝光。
6.如權(quán)利要求1所述的對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(3)中， 所述底部抗反射材料BARC的類型應(yīng)滿足步驟中所述光刻膠的匹配要求。
7.如權(quán)利要求1所述的對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(4)中， 所述光刻膠可以是正性光刻膠，也可以是負(fù)性光刻膠。
8.如權(quán)利要求1所述的對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，其特征是步驟(3)中的底部抗反射材料BARC和步驟中的光刻膠的厚度隨線寬的關(guān)鍵尺寸變化而定。
9.如權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，其特征是如飛線的關(guān)鍵尺寸為0. 13微米，則步驟(3)中的底部抗反射材料BARC為DUV44類型，其厚度為 760埃，步驟(4)中的光刻膠為SEPR602類型，其厚度為4700埃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對地形進(jìn)行平坦化光刻工藝的方法，包括如下步驟(1)采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行負(fù)性光刻膠的旋涂，烘烤；(2)利用負(fù)性光刻膠酸離子對能量反應(yīng)的曲線進(jìn)行非充分曝光顯影，去掉部分負(fù)性光刻膠，使其剛好露出地形(gate poly)，實(shí)現(xiàn)平坦化；(3)底部抗反射材料BARC的旋涂，烘烤；(4)光刻膠的旋涂，烘烤，曝光，顯影。該方法能改善巨大的臺階差工藝中光刻工藝的窗口及關(guān)鍵尺寸的控制能力。
文檔編號H01L21/027GK102314077SQ20101022157
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者何偉明, 朱治國, 蘇波 申請人:上海華虹Nec電子有限公司