专利名称：图形转移方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造工艺，尤其涉及图形转移方法。
背景技术：
为了提高集成度，降低制造成本，半导体器件的关键尺寸不断变小，芯 片单位面积内的半导体器件数量不断增加。在半导体器件关键尺寸减小的同 时，半导体器件图形也不断地细微化。然而，细微图形和细微节距的形成越 发困难起来，为了形成细微图形，引入了在膜层上将光掩膜版上图形进行双 重曝光工艺。
《半导体制造》2007年8月刊文章"叠加图形浸没式光刻技术应用于32nm 半节距的前景展望"公开了现有用双重曝光工艺制作半导体器件的方法。参 考图1至图5，在图l中，在包含驱动电路等结构的半导体基底101上形成第一 掩膜层102,其中，第一掩膜层102的材料可以为多晶硅或氮氧化硅等，作用 为在后续刻蚀过程中保护半导体基底101免受刻蚀气体的影响；形成第一掩膜 层102的方法为化学气相沉积法或物理气相沉积法等。然后，在第一掩膜层102 上用化学气相沉积法或物理气相沉积法等方法形成第二掩膜层103，第二掩膜 层103的材料可以是氮化硅等，作用为用以后续刻蚀过程中保护第 一掩膜层 102的完整。在第二掩膜层103上形成第一抗反射层104,用以后续曝光工艺中 保护下面的膜层免受光的影响，形成第一抗反射层104的方法可以是旋涂法。 并在第 一抗反射层104上旋涂第 一光刻胶层105 。
如图2所示，将光掩模版10及带有各膜层的半导体基底100放入光刻装置 中，将光掩模版10上的掩模版图形12通过光刻技术转移至第一光刻胶层105 上，形成图形与半导体器件图形12相对应的图形化第一光刻胶层105a。以图形化第 一光刻胶层105a为掩膜，用湿法刻蚀第 一抗反射层104和第二掩膜层 103至露出第一掩膜层102,形成与图形化第一光刻胶层105a相对应的图形化 第二掩膜层103a及图形化第 一抗反射层104a。
如图3所示，用灰化法去除图形化第一光刻胶层105a;在图形化第一抗反 射层104a和第 一掩膜层102上形成第二抗反射层107,所述形成方法包括旋涂 法；用旋涂法在第二抗反射层107上形成第二光刻胶层(图未示)，且将第二 光刻胶层填充满图形化第二掩膜层103a上的开口106,经过甩干后，第二光刻 胶层表面平整；将带有各膜层的半导体基底100相对于光掩模版10进行移动， 移动的距离为使图形化第二掩膜层103a上的第一半导体器件图形与后续在第 一掩膜层102上形成的第二半导体器件图形之间的节距为目标节距所需的尺 寸；将光掩模版10上的掩模版图形12通过光刻技术转移至第二光刻胶层上， 形成具有第二半导体器件图形的第二光刻胶层108a。
如图4所示，以具有第二半导体器件图形的第二光刻胶层108a为掩膜，用 湿法刻蚀法，刻蚀第二抗反射层107至露出第一掩膜层102和具有第一半导体 器件图形的第 一抗反射层104a,形成目标半导体器件图形。
以具有第二半导体器件图形的第二光刻胶层108a和具有第一半导体器件 图形的第 一抗反射层104a为掩膜，用湿法刻蚀第 一掩膜102层至露出半导体基 底IOI，形成具有目标半导体器件图形的第一掩膜层102a,并去除具有第二半 导体器件图形的第二光刻胶层108a和具有第 一半导体器件图形的第 一抗反射 层104a,刻蚀后的半导体基底101和具有目标半导体器件图形的第一掩膜层 102a的截面结构如图5所示。
上述现有技术在具有第 一半导体器件图形的第 一抗反射层104a和第 一掩 膜层102上旋涂形成第二抗反射层107时，由于具有第一半导体器件图形的第 一抗反射层104a覆盖有具有第 一半导体器件图形的第二掩膜层103a,导致在涂
5布第二抗反射层107时，第二抗反射层107在具有第一半导体器件图形的第二 掩膜层103a的沟槽106内不能均匀平整地涂布，所以，在对第二光刻胶层进行 曝光时，由于第二抗反射层107的不均勾导致光刻胶接受的光能量不一致，容 易使光刻胶形成的图形结构不稳定，发生坍塌。
另外，第二抗反射层107容易在曝光时产生驻波效应，使得曝光后形成的 光刻胶图形结构侧壁陵度较差，不利于刻蚀的进行。
此外，现有技术使用湿法刻蚀，由于第一掩膜层102和第二掩膜层103的 各向异性，湿法刻蚀导致在第一掩膜层和第二掩膜层上形成的线条截面出现T 形、倒T形、三角形、倒三角形、梯形、倒梯形、半圓顶或无顶的现象，或是 形成的线条侧壁与半导体基底表面不垂直。湿法刻蚀也容易导致在第一掩膜 层和第二掩膜层上形成的线条出现坍塌。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种图形转移方法，不需要在被刻蚀的掩 膜层表面涂覆抗反射层，避免现有技术中抗反射层涂布不平整、不均匀，进 而导致光刻胶接受的光能量不一致，从而使光刻胶层形成的图形线条结构不 稳定，容易发生坍塌。
为解决上述问题，本发明提供一种图形转移方法，包括步骤提供具有 至少一个掩膜层的半导体基底，离半导体基底最远且未被图形化的掩膜层上 具有光刻胶层，所述光刻胶层含有感光成酸剂和对烷基苯氧基曱酸树酯；通 过曝光形成图形化光刻胶层，且图形化光刻胶层上的图形深度小于光刻胶层 厚度；使用硅烷化剂对图形化光刻胶层表面进行硅烷化处理，使图形化光刻 胶层上被曝光部分转变为图形化抗等离子刻蚀层；以图形化抗等离子刻蚀层 为掩膜，对图形化光刻胶层进行等离子刻蚀至暴露掩膜层；以图形化抗等离 子刻蚀层或图形化光刻胶层为掩膜，刻蚀掩膜层。可选地，所述曝光的强度是20mj/cm2至50mj/cm2。
可选地，所述图形化光刻胶层上的图形深度为光刻胶层厚度的5%至 10%。
可选地，所述通过曝光形成图形化光刻胶层的步骤之前，还可以包括对 光刻胶层进行预烘培的步骤。
可选地，所述预烘培的温度是IO(TC至120°C。
可选地，所述预烘培的时间是50秒至70秒。
可选地，所述硅烷化处理后，还可以包括对光刻胶层进行烘烤的步骤， 使抗等离子刻蚀层产生交联。
可选地，所述对烷基苯氧基曱酸树酯为对-仲丁基-苯氧基曱酸叔丁酯、对 -仲丁基-苯氧基曱酸仲丁酯、对-仲丁基-苯氧基曱酸异丙酯、对-异丙基-苯氧 基曱S吏一又丁酯、对-异丙基-苯氧基甲酸仲丁酯或者对-异丙基-苯氧基甲酸异丙酯。
可选地，所述感光成酸剂包括石克鑰离子六氟锑酸盐或石克鐵离子六氟石粦酸
盐
可选地，所述硫鎗离子六氟锑酸盐包括三苯基硫鐵六氟锑酸盐、(4-苯硫 基-苯基)二苯基硫鐯六氟锑酸盐或双—[(4-二苯硫鑰)苯基]硫醚-双-六氟锑酸盐。
可选地，所述硫鑰离子六氟磷酸盐包括三苯基硫鑰六氟磷酸盐、(4-苯硫 基-苯基)二苯基硫鑰六氟磷酸盐或双-[(4-二苯硫鎗)苯基]硫醚-双-六氟磷酸盐。
可选地，所述硅烷化剂包括六曱基二硅氮烷、四曱基二硅氮烷、双(二 曱氨基)曱基硅烷、双(二曱氨基)二曱基硅烷、二曱硅基二曱胺、二甲硅 基二乙胺、三曱硅基二曱胺、三甲硅基二乙胺或(二曱氨基)五甲基乙硅烷。
可选地，进行等离子刻蚀气体包括02、 Ar、 CF4、 CH2F2或C4F8。与现有技术相比，上述技术方案在图形化光刻胶层上形成图形化抗等离 子刻蚀层，即在图形化光刻胶层上原位形成一层用于刻蚀光刻胶的掩膜层， 并以此来刻蚀图形化光刻胶层，因而不需要在被刻蚀的掩膜层表面涂覆抗反 射层，避免抗反射层涂布不平整不均匀，进而防止光刻胶接受的光能量不一 致，从而避免光刻胶层形成的图形线条结构不稳定，并减少了制作半导体器 件的工艺步骤。
另外，采用等离子刻蚀可以使光刻胶层上形成的线条侧壁与下一掩膜层
或半导体基底表面垂直或接近垂直，可以避免所述线条截面出现T形、倒T 形、三角形、倒三角形、梯形、倒梯形、半圓顶或无顶的现象，还可以防止 所述线条出现坍塌。
图1至图5是现有技术半导体基底截面示意图； 图6是本发明图形转移方法实施例1刻蚀第二掩膜层的流程图； 图7是本发明图形转移方法实施例1刻蚀第一掩膜层的流程图； 图8至图13是实施例1中半导体基底截面示意图； 图14是本发明图形转移方法实施例2流程图； 图15是本发明图形转移方法实施例3流程图。
具体实施例方式
具体实施方式
中，提供一种图形转移方法，在图形化光刻胶层上形成图 形化抗等离子刻蚀层，即在图形化光刻胶层上原位形成一层掩膜层，并以此 掩膜层来刻蚀图形化光刻胶层。
为此，提供提供一种图形转移方法，包括步骤提供具有至少一个掩膜 层的半导体基底，离半导体基底最远且未被图形化的掩膜层上具有光刻胶层，所述光刻胶层含有感光成酸剂和对烷基苯氧基曱酸树酯；通过曝光形成图形 化光刻胶层，且图形化光刻胶层上的图形深度小于光刻胶层厚度；使用硅烷 化剂对图形化光刻胶层表面进行硅烷化处理，使图形化光刻胶层上被曝光部 分转变为图形化抗等离子刻蚀层；以图形化抗等离子刻蚀层为掩膜，对图形 化光刻胶层进行等离子刻蚀至暴露掩膜层；以图形化抗等离子刻蚀层或图形 化光刻胶层为掩膜，刻蚀掩膜层。可选地，所述曝光的强度是20mj/cm2至 50mj/cm2。可选地，所述图形化光刻胶层上的图形深度为光刻胶层厚度的5% 至10%。可选地，所述通过曝光形成图形化光刻胶层的步骤之前，还可以包 括对光刻胶层进行预烘培的步骤。可选地，所述预烘培的温度是10(TC至120 'C。可选地，所述预烘培的时间是50秒至70秒。可选地，所述硅烷化处理 后，还可以包括对光刻胶层进行烘烤的步骤，使抗等离子刻蚀层产生交联。 可选地，所述对烷基苯氧基曱酸树酯为对-仲丁基-苯氧基曱酸叔丁酯、对-仲 丁基-苯氧基曱酸仲丁酯、对-仲丁基-苯氧基曱酸异丙酯、对-异丙基-苯氧基曱 酸叔丁酯、对-异丙基-苯氧基曱酸仲丁酯或者对-异丙基-苯氧基曱酸异丙酯。 可选地，所述感光成酸剂包括硫錄离子六氟锑酸盐或硫鐵离子六氟磷酸盐。 可选地，所述硫鐵离子六氟锑酸盐包括三苯基硫鎗六氟锑酸盐、(4-苯硫基-苯 基)二苯基硫鑰六氟锑酸盐或双-[(4-二苯石克鎗)苯基]辟u醚-双-六氟锑酸盐。可选 地，所述硫鐵离子六氟磷酸盐包括三苯基硫鐵六氟磷酸盐、(4-苯硫基-苯基) 二苯基硫鎿六氟磷酸盐或双-[(4-二苯硫鎗)苯基]硫醚-双-六氟磷酸盐。可选地， 所述硅烷化剂包括六甲基二硅氮烷、四曱基二硅氮烷、双(二曱氨基)甲基 硅烷、双(二曱氨基)二曱基硅烷、二曱硅基二曱胺、二甲硅基二乙胺、三 甲硅基二甲胺、三甲硅基二乙胺或(二曱氨基)五甲基乙硅烷。可选地，进 行等离子刻蚀气体包括02、 Ar、 CF4、 CH2F2或C4F8。
下面结合附图通过实施例进行具体说明。
实施例1本实施例不需要在被刻蚀的掩膜层表面涂覆抗反射层，避免现有技术中 抗反射层涂布不平整不均匀，进而导致光刻胶接受的光能量不一致，从而使 光刻胶层形成的图形线条结构不稳定，容易发生坍塌。下面结合附图对本发 明的具体实施方式
做详细的说明。
如图6所示，本实施例光刻方法包括
步骤Slll,提供可有两层叠加掩膜层的半导体基底，远离半导体基底的 第 一掩膜层被刻蚀形成图形化第 一掩膜层，并暴露出图形化第 一掩膜层下的 第二掩膜层；
步骤S112，在第二掩膜层和图形化第一掩膜层上形成含有感光成酸剂和 对烷基苯氧基曱酸树酯的第二光刻胶层；
步骤S113，利用浅层曝光(ShallowExposure)将光掩模版图形转移至第 二光刻胶层上，形成图形化第二光刻胶层，其图形对应于第二掩膜层被图形 化第 一掩膜层暴露的位置，且第二光刻胶层上图形的深度小于第二光刻胶层 的厚度；
步骤S114,对图形化第二光刻胶层表面被浅层曝光的部分进行硅烷化处 理(Silylation),在图形化第二光刻胶层上形成图形化抗等离子刻蚀层；
步骤S115，以图形化抗等离子刻蚀层为掩膜，对第二光刻胶层进行等离 子刻蚀至暴露图形化第 一掩膜层和第二掩膜层；
步骤S116,以图形化抗等离子刻蚀层为掩膜，刻蚀第二掩膜层至暴露半 导体基底，形成图形化第二掩膜层，再去除图形化第一掩膜层、图形化抗等 离子刻蚀层和图形化第二光刻胶层。
在步骤S116中，可以先行除去图形化抗等离子刻蚀层，再以图形化第一 掩膜层和图形化第二光刻胶层为掩膜，刻蚀第二掩膜层至暴露半导体基底， 再去除图形化第 一掩膜层和图形化第二光刻胶层。上述方法中，形成步骤Slll所述的半导体基底的方法可以是本领域技术
人员惯常使用的光刻方法，如图7所示，具体步骤可以包括
步骤S101,提供半导体基底，所述半导体基底上依次具有第二掩膜层、 第一掩膜层、抗反射层和第一光刻胶层；
步骤S102,将第一光掩模版上的第一半导体器件图形转移至第一光刻胶 层上，形成图形化第一光刻胶层；
步骤S103，以图形化第一光刻胶层为掩膜，蚀刻抗反射层和第一掩膜层 至暴露第二掩膜层，形成图形化第一掩膜层；
步骤S104,除去图形化第一光刻胶层和抗反射层。
将步骤Slll至步骤S116结合在步骤S101至步骤S104之后，形成了完 整的刻蚀具有两层掩膜层的半导体基底的方法。图8至图13为该方法的示意图。
如图8所示，提供半导体基底201，所述半导体基底201上依次具有第二 掩膜层202、第一掩膜层203、抗反射层204和第一光刻胶层205。
第二掩膜层202和第一掩膜层203的材料可以根据半导体基底的材料来 确定，使得第二掩膜层202和第一掩膜层203达到一定的蚀刻比要求。当半 导体基底是常见的单晶硅时，第二掩膜层202的材料可以是氧化硅、氮化硅 或多晶硅，第二掩膜层202的厚度可以是10nm至200nm，具体可以是10nm、 20nm、 30nm、 40nm、 50nm、 60nm、 70腿、80nm、 90腦、IOO腦、150謹 或者200nm，当使用多晶硅时，第二掩膜层202的厚度为50nm。第一掩膜层 203的材料可以是氧化硅、氮化硅或多晶硅，第二掩膜层202的厚度可以是 10nm至200nm，具体可以是10nm、 20nm、 30nm、 40nm、 50nm、 60nm、 70nm、 80nm、 90nm、 100nm、 150nm或者200nm,当使用多晶硅时，第一掩膜层203 的厚度为50nm。
11抗放射层204的厚度可以是30nm至150nm,具体可以是30nm、 40nm、 50nm、 60nm、 70nm、 80nm、 90nm、 100nm、 110nm、 120nm、 130nm、 140nm 或150nm。
第一光刻胶层205的厚度可以是150nm至400nm,具体可以是150nm、 160nm、 170nm、 180nm、湧nm、 200nm、 210腦、220nm、 230nm、 240腦、 250nm、 260nm、 270nm、 280nm、 290固、300nm、 310nm、 320nm、 330亂 340nm、 350nm、 360nm、 370nm、 380歸、390nm或400腦。
如图9所示。通过执行步骤S102，将第一光掩模版20上的第一半导体器 件图形22转移至第一光刻胶层上，形成图形化第一光刻胶层205a。
再执行步骤S103，以图形化第一光刻胶层205a为掩膜，刻蚀抗反射层 204和第一掩膜层203至暴露第二掩膜层202，形成如图10所示的图形化第 一掩膜层203a和图形化抗反射层204a。
执行步骤S104,除去图形化第一光刻胶层205a和图形化抗反射层204a。 在执行完步骤S104之后，形成了这样一种具有两层掩膜层的半导体基底，即 远离半导体基底的第 一掩膜层被刻蚀出沟槽，沟槽底部暴露出第二掩膜层， 也即形成了步骤Slll所要提供的半导体基底。
如图ll所示，再执行步骤S112,在第二掩膜层202和图形化第一掩膜层 203a上涂布含有感光成酸剂(又称为光敏产酸物，Photoacid Generator)和对 烷基苯氧基曱酸树酯的第二光刻胶层206。光刻胶可以是JSR公司生产的牌号 为JSR1532的光刻胶。第二光刻胶层206的涂布厚度为150nrn至250nm,具 体例3d 150nm、 160nm、 170nm、 180nm、 190nm、 200nm、 210nm、 220腦、 230nm、 240nm或250nm。所述感光成酸剂可以是硫鐵离子六氟锑酸盐或硫鐵 离子六氟磷酸盐，具体例如三苯基硫錄六氟锑酸盐、三苯基硫鎗六氟磷酸盐、 (4-苯硫基-苯基)二苯基硫鐘六氟锑酸盐、(4-苯硫基-苯基)二苯基硫鎿六氟磷酸盐、双-[(4-二苯硫総)苯基]硫醚-双-六氟锑酸盐或者双-[(4-二苯硫鑰)苯 基]硫醚-双-六氟磷酸盐。第二光刻胶层206中还含有的对烷基苯氧基曱酸树 酯，具体例如对-仲丁基-苯氧基曱酸叔丁酯、对-仲丁基-苯氧基曱酸仲丁酯、 对-仲丁基-苯氧基曱酸异丙酯、对-异丙基-笨氧基甲酸叔丁酯、对-异丙基-苯 氧基甲酸仲丁酯或者对-异丙基-苯氧基曱酸异丙酯。
再执行步骤S113,将第二光掩模版21上的第二半导体器件图形23相对 于图形化第一掩膜层203a上形成的第一半导体器件图形进行移动，使第二半 导体器件图形23在第二掩膜层202上的投影位于图形化第一掩膜层203a的 沟槽内。再以第二光掩模版21为掩膜对第二光刻胶层206进行浅层曝光，将 第二光掩模版21上的第二半导体器件图形23转移至第二光刻胶层206上， 使得第二光刻胶层206上的图形207的深度占第二光刻胶层206厚度的5%至 10%。浅层曝光的光源可以是KrF、 ArF、 F2或极紫外光(Extreme ultraviolet, EUV)光源。而曝光强度为20mj/cm2至50mj/cm2,具体例如20mj/cm2、 25 mj/cm2 、 30 mj/cm2 、 35 mj/cm2 、 40 mj/cm2 、 45 mj/cm2或50 mj/cm2。 第二光 掩模版21可以是二进制明暗度掩模版(Binary Intensity Mask)、相移式掩模版 (Phase Shift Mask)或者单元投影式掩模版(Cell Projection Mask)。第二光掩才莫版 21与第一光掩模版20上的半导体器件图形可以相同也可以不同，即可以用第 一光掩模版20替代第二光掩模版21 。
浅层曝光前还可以包括对第二光刻胶层进行预洪培的步骤，预烘培的温 度为IO(TC至120°C，具体例如100。C、 105°C、 ll(TC、 115。C或120。C，预烘 培的时间为50秒至70秒，具体例如50秒、55秒、60秒、65秒或70秒。
再执行步骤S114，对第二光刻胶层206的表面被浅层曝光的图形207进 行硅烷化处理，在第二光刻胶层206上形成图形化抗等离子刻蚀层207a。用 于进行硅烷化处理的硅烷化剂可以是含氮的硅烷，具体例如六曱基二硅氮烷 (hexamethyldisilazane, C6H19NSi2 )、四曱基二石圭氮烷(tetramethyldisilazane,C4H15NSi2)、双(二曱氨基)曱基硅烷(bis(dimethylamino)methylsilane, C5H16N2Si)、双(二甲氨基)二甲基珪烷(bis(dimethylamino)dimethylsilane, C6H18N2Si)、 二甲石圭基二曱胺(dimethylsilyldimethylamine, C4H13NSi)、 二 曱硅基二乙胺(dimethylsilyldiethylamine, C6H17NSi )、三曱珪基二曱胺 (trimethylsilyldimethylamine, C5H15NSi)、 三甲石圭基二 乙胺 (trimethylsilyldiethylamine, C7H19NSi )或(二甲氨基)五曱基乙珪烷 (dimethylaminopentamethyldisilane, C7H21NSi2 )。硅烷化处理的过程是在低 压氮气、氦气、氩气、氖气、氧气或空气等不参与反应的气体保护下，提供 硅烷化剂流过第二光刻胶层206的表面，使硅烷化剂与经过曝光的图形207 发生反应，生成非交联的抗等离子刻蚀层。反应的温度介于90。C和150。C之 间，具体例如卯。C、 95°C、 IO(TC、 105°C、 ll(TC、 115°C、 120°C、 125°C、 130°C、 135°C、 140°C、 145°C、 150°C。反应的压力介于10"5腿Hg和10"麵Hg 之间，具体例如10" 5mmHg、 10" 4mmHg、 10" 3mmHg、 10" 2mmHg、 10"〃mmHg、 10"mmHg。珪烷化剂流过第二光刻胶层206表面的时间介于80秒和200秒之 间，具体例如80秒、卯秒、100秒、110秒、120秒、130秒、140秒、150 秒、160秒、170秒、180秒、190秒、200秒。
硅烷化剂在第二光刻胶层206表面反应结束后，还可以对涂布有第二光 刻胶层206的半导体基底200进行烘烤，使非交联的抗等离子刻蚀层产生交 联，生成抗等离子刻蚀能力更强的交联的图形化抗等离子刻蚀层207a。
步骤S113和S114中主要的化学反应过程包括四个反应感光成酸剂经 过光照后释放出氢粒子(反应1)，使被浅层曝光的第二光刻胶层处于酸性环 境中；第二光刻胶层中的对烷基苯氧基曱酸树酯在酸性条件下会生成对烷基 苯酚(反应2 );对烷基苯酚与含氮硅烷反应生成对烷基苯氧基硅烷(反应3 ); 对烷基苯氧基硅烷在加热至60。C和80。C之间的条件下生成交联的对烷基苯氧 基硅烷(反应4 )。SbF6
光照
H SbF6-+ A，
H
加热
0v、
o
R，
FR5 Si—M FR6
OH
加热
O-Si
反应1
R2 OH
C02 + R4
R2
O-Si R
反应2
反应4
如图12所示，执行步骤S115，以图形化抗等离子刻蚀层207a为掩膜， 对第二光刻胶层(图未示)进行等离子干法刻蚀至暴露图形化第一掩膜层203a 和第二掩膜层202，形成图形化第二光刻胶层206a。所采用的等离子刻蚀气 体为02、 Ar、 CF4、 CH2F2或C4F8，优选的等离子刻蚀气体为02。采用等离 子干法刻蚀可以使第二光刻胶层206a上形成的线条侧壁与半导体基底表面垂 直或接近垂直，可以避免所述线条截面出现T形、倒T形、三角形、倒三角
15形、梯形、倒梯形、半圓顶或无顶的现象。等离子干法刻蚀还可以防止所述 线条出现坍塌。
以图形化第一掩膜层203a和图形化抗等离子刻蚀层207a为掩膜，刻蚀第 二掩膜层202至暴露半导体基底，再除去图形化第一掩膜层203a、图形化抗 等离子刻蚀层207a和图形化第二光刻胶层206a,形成如图13所示的结构。 当然，也可以先去除图形化抗等离子刻蚀层207a，再以图形化第一掩膜层203a 和图形化第二光刻胶层206a为掩膜，刻蚀第二掩膜层202至暴露半导体基底， 再除去图形化第一掩膜层203a和图形化第二光刻胶层206a。
实施例2
实施例1是在远离半导体基底的第一掩膜层已经用常规方法刻蚀之后， 在第二掩膜层上形成具有第二半导体器件图形的第二光刻胶层时，采用浅层 曝光-硅烷化-等离子刻蚀联合的方法，但本发明不限于此，在第一掩膜层上形 成具有第 一半导体器件图形的第一光刻胶层时也可以采用浅层曝光-硅烷化-
等离子刻蚀联合的方法，如图14所示，本方法包括
步骤S201，提供具有两层掩膜层的半导体基底，其中第二掩膜层位于第 一掩膜层和半导体基底之间；
步骤S202，在第一掩膜层上形成含有感光成酸剂和对烷基苯氧基曱酸树 酯的第一光刻胶层；
步骤S203，用浅层曝光形成图形化第一光刻胶层，且图形化第一光刻胶 层上的图形深度小于图形化第 一光刻胶层的厚度；
步骤S204，对图形化第一光刻胶层表面被浅层曝光的部分进行硅烷化处 理，在图形化第 一光刻胶层上形成图形化抗等离子刻蚀层；
步骤S205,以图形化抗等离子刻蚀层为掩膜，对第一光刻胶层进行等离 子干法刻蚀至暴露第 一掩膜层，形成图形化第 一光刻胶层；步骤S206，以图形化抗等离子刻蚀层为掩膜，刻蚀第一掩膜层至暴露第 二掩膜层，并去除图形化第一光刻胶层和图形化抗等离子刻蚀层；
步骤S207，刻蚀第二掩膜层。
在步骤S206中，也可以先去除抗等离子刻蚀层，以图形化第一光刻胶层 为掩膜，刻蚀第一掩膜层至暴露第二掩膜层，并去除第一光刻胶层。
刻蚀第二掩膜层的步骤S207可以是本领域技术人员所知道的刻蚀方法， 也可以是实施例1中步骤Slll至步骤S116所述的方法。
本实施例中步骤S202至步骤S206与实施例1中步骤S112至S116相同， 具体工艺可以参照实施例1中所述的工艺条件。
由于本实施例所述方法用于刻蚀远离半导体基底的第一掩膜层，而实施 例1所述方法是用于在刻蚀第一掩膜层之后刻蚀第二掩膜层，这两者的差别 即本实施例中步骤S201与实施例1中步骤Slll的差别，即实施例1中步骤 Slll所提供的具有两层掩膜层半导体基底上，远离半导体基底的第一掩膜层 上已经被刻蚀出具有半导体器件图形的沟槽，且第二掩膜层未被刻蚀，而本 实施例中步骤S201所提供的具有两层掩膜层半导体基底上，第一掩膜层还未 被刻蚀。
实施例3
当半导体基底上只具有一层掩膜层时，在掩膜层上形成半导体器件图形 时也可以采用浅层曝光-硅烷化-等离子刻蚀联合的方法。如图15所示，本方 法包括
步骤S301，提供具有一层掩膜层的半导体基底；
步骤S302,在掩膜层上形成含有感光成酸剂和对烷基苯氧基曱酸树酯的 光刻胶层；
17步骤S303,用浅层曝光形成图形化光刻胶层，且光刻胶层上图形的深度 小于第一光刻胶层的厚度；
步骤S304,对光刻胶层表面被浅层曝光的部分进行硅烷化处理，在光刻 胶层上形成图形化抗等离子刻蚀层；
步骤S305，以光刻胶层上的图形化抗等离子刻蚀层为掩膜，对光刻胶层 进行等离子刻蚀至暴露掩膜层，形成图形化光刻胶层；
步骤S306,以图形化抗等离子刻蚀层为掩膜，刻蚀掩膜层至暴露半导体 基底，并去除图形化第一光刻胶层和图形化抗等离子刻蚀层。
在步骤S306中，也可以先去除图形化抗等离子刻蚀层，以图形化光刻胶 层为掩膜，刻蚀掩膜层至暴露半导体基底，并去除图形化光刻胶层。
本实施例中步骤S302至步骤S306与实施例1中步骤S112至S116相似， 具体工艺可以参照实施例1中所述的工艺条件。
以此类推，实施例1、实施例2和实施例3所釆用的浅层曝光-硅烷化-等 离子刻蚀联合的方法可以用于对具有若干掩膜层的半导体基底中，离半导体 基底最远且未被刻蚀的任一层掩膜层的刻蚀。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改， 因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种图形转移方法，其特征在于，包括以下步骤提供具有至少一个掩膜层的半导体基底，离半导体基底最远且未被图形化的掩膜层上具有光刻胶层，所述光刻胶层含有感光成酸剂和对烷基苯氧基甲酸树酯；通过曝光形成图形化光刻胶层，且图形化光刻胶层上的图形深度小于光刻胶层厚度；使用硅烷化剂对图形化光刻胶层表面进行硅烷化处理，使图形化光刻胶层上被曝光部分转变为图形化抗等离子刻蚀层；以图形化抗等离子刻蚀层为掩膜，对图形化光刻胶层进行等离子刻蚀至暴露掩膜层；以图形化抗等离子刻蚀层或图形化光刻胶层为掩膜，刻蚀掩膜层。
2. 如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于所述曝光的强度是20mj/cm2 至50mj/cm2。
3. 如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于所述图形化光刻胶层上的图 形深度为光刻胶层厚度的5%至10%。
4. 如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于所述通过曝光形成图形化光 刻胶层的步骤之前，还可以包括对光刻胶层进行预烘培的步骤。
5. 如权利要求4所述的光刻方法，其特征在于所述预烘培的温度是IOO'C 至120 。C。
6. 如权利要求4所述的光刻方法，其特征在于所述预烘培的时间是50秒 至70秒。
7. 如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于所述硅烷化处理后，还可以 包括对光刻胶层进行烘烤的步骤，使抗等离子刻蚀层产生交联。
8. 如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于所述对烷基苯氧基曱酸树酯为对-仲丁基-苯氧基曱酸叔丁酯、对-仲丁基-苯氧基甲酸仲丁酯、对-仲丁基-苯氧基甲酸异丙酯、对-异丙基-苯氧基曱酸叔丁酯、对-异丙基-苯氧基曱酸仲 丁 >酯或者对-异丙基-苯氧基曱酸异丙酯。
9. 如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述感光成酸剂包括硫鎿离 子六氟锑酸盐或硫鐵离子六氟磷酸盐。
10. 如权利要求9所述的光刻方法，其特征在于，所述硫鎗离子六氟锑酸盐包 括三苯基硫鏺六氟锑酸盐、(4-苯硫基-苯基)二苯基硫鎿六氟锑酸盐或双-[(4-二苯硫総)苯基]硫醚-双-六氟锑酸盐。
11. 如权利要求9所述的光刻方法，其特征在于，所述硫総离子六氟磷酸盐包 括三苯基硫総六氟磷酸盐、(4-苯硫基-苯基)二苯基硫鐵六氟磷酸盐或双-[(4-二笨硫鎿)苯基]硫醚-双-六氟磷酸盐。
12. 如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述硅烷化剂包括六曱基二 硅氮烷、四甲基二硅氮烷、双(二甲氨基)曱基硅烷、双(二曱氨基)二曱 基硅烷、二曱硅基二曱胺、二甲硅基二乙胺、三曱硅基二曱胺、三曱硅基二 乙胺或(二曱氨基)五曱基乙硅烷。
13. 如权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，进行等离子刻蚀气体包括 02、 Ar、 CF4、 CH2F^C4F8。
全文摘要
本发明提供一种图形转移方法，包括步骤提供具有若干掩膜层的半导体基底，离半导体基底最远且未被刻蚀的掩膜层上具有光刻胶层，所述光刻胶含有感光成酸剂和对烷基苯氧基甲酸树酯；将目标图形曝光至光刻胶层，形成具有半导体器件图形的光刻胶层，且光刻胶层上半导体器件图形的深度小于光刻胶层的厚度；用硅烷化剂对具有目标图形的光刻胶层表面进行硅烷化处理，在光刻胶层上形成具有目标图形形状的抗等离子刻蚀层；以光刻胶层上的抗等离子刻蚀层为掩膜，对光刻胶层进行等离子刻蚀至暴露掩膜层；以抗等离子刻蚀层或光刻胶层为掩膜，刻蚀掩膜层。本发明不需要在被刻蚀的表面涂覆抗反射层，避免抗反射层涂布不平整，从而避免光刻胶层形成的图形线条结构不稳定。
文档编号G03F7/20GK101587304SQ20081011251
公开日2009年11月25日 申请日期2008年5月23日 优先权日2008年5月23日
发明者畅 刘, 崔彰日 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司