专利名称：用于硅衬底湿法刻蚀的直接光刻胶掩膜的光刻工艺方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种用于硅衬底湿法刻蚀的直接光 刻胶掩膜的光刻工艺方法。
背景技术：
湿法刻蚀工艺由于其各向同性的性质会不可避免的造成切底现象，而传统带胶湿 法刻蚀工艺中，即以光刻胶为掩膜进行湿法刻蚀，由于光刻胶与其下面的膜质间形成的切 底会造成光刻胶图形倒塌甚至漂移，脱落。目前带胶湿法工艺中被刻蚀图形往往为极少数 区域，为了降低湿法刻蚀工艺中出现漂胶的概率，通常采用光刻胶图形的大面积互联。图1-3是现有的以光刻胶为掩膜的湿法刻蚀流程示意图。湿法刻蚀前的初始状态 如图1所示，在形成有图形的硅衬底上因各种原因形成有一层氧化膜；再参见图2所示，在 所述氧化膜上涂布光刻胶；如图3所示，以光刻胶为掩膜进行湿法刻蚀，去除硅片上的氧化 层。由图3可以看到湿法刻蚀后光刻胶下面的氧化膜被淘空，出现了切底现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于硅衬底湿法刻蚀的直接光刻胶掩膜的 光刻工艺方法，能够避免因图形切底所造成的光刻胶图形倒塌、漂移或脱落。为解决上述技术问题，本发明的用于硅衬底湿法刻蚀的直接光刻胶掩膜的光刻工 艺方法是采用如下技术方案实现的在包含有一硅衬底，并在该硅衬底上形成有图形的硅 片上形成一层氧化层，其中步骤一，通过刻蚀去除所述硅衬底表面的氧化层；步骤二，对所述硅衬底进行高温烘烤；步骤三，在所述硅片的表面进行光刻胶涂布，通过曝光，显影形成所需的图形；步骤四，用光刻胶为掩膜，对所述氧化层进行选择性的保护和湿法刻蚀；步骤五，去除所述光刻胶。传统带胶湿法刻蚀工艺方法对硅衬底表面无特别处理，但受限于被刻蚀氧化膜及 刻蚀CD(关键尺寸)的大小，且对掩膜板的透光率及图形有一定的要求。由于采用本发明的方法，通过对形成有图形的硅片表面进行预处理，使光刻胶掩 膜形成的侧墙能经受湿法刻蚀所用的药液的侧向腐蚀；从根本上解决了光刻胶在湿法工艺 中所产生的切底，以及因切底导致的倒塌、漂移或脱落问题；能够实现现有工艺方法无法实 施的大透光率(high dataratio)，互相孤立图形(图形不互联)的直接利用光刻胶为掩膜 的湿法刻蚀。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1-3是现有的以光刻胶为掩膜的湿法刻蚀流程示意图4-8是本发明的方法一实施例流程示意图。
具体实施例方式参见图4-8所示的实施例，所述的用于硅衬底湿法刻蚀的直接光刻胶掩膜的光刻 工艺方法工艺流程如下实施所述的光刻工艺方法之前的初始状态是，具有一硅片，该硅片包括一硅衬底， 并在该硅衬底上形成有设定的图形，在所述图形和硅衬底上由于直接地(主动形成)或间 接地(在实施半导体集成电路加工制造工艺过程中自然产生的)形成有一层氧化层薄膜， 如图4所示。所述的“硅衬底”泛指半导体工业中任何可能应用于生产，研发的硅片；其尺 寸，掺杂，厚薄等规格不限，可以是单晶硅，也可以是多晶硅。步骤一，结合图5所述，对所述硅衬底表面进行预处理，即通过刻蚀工艺去除硅衬 底表面的氧化层薄膜；步骤二，参见图6，对硅衬底进行高温烘烤，所述的“高温烘烤”是指在150°C 250°C温度下对所述硅衬底进行烘烤，用于去除硅衬底面的水汽，优化硅衬底表面的状态， 提高光刻胶的粘附力。步骤三，结合图7所述，在所述硅片的表面进行光刻胶涂布，通过曝光，显影形成 所需的图形；所述的“光刻胶”包括G-line，I-line, KrF, ArF及更短波长的应用于半导体 生产，研发的化学光敏物质。步骤四，参见图8，利用光刻胶为掩膜，对所述氧化层薄膜进行选择性的保护和湿 法刻蚀。所述的“湿法刻蚀”是指任何可用于氧化膜湿法刻蚀的工艺方法。步骤五，进行离子注入或后续的光刻刻蚀等工艺步骤，本步骤可以根据具体工艺 需求，继续利用前面已经形成的光刻胶为掩膜选择实施离子注入或光刻刻蚀。步骤六，去除所述光刻胶。所述的“去除光刻胶”是指通过化学或物理手段剥离粘 附于硅片表面的光刻胶。本发明通过对硅衬底表面的氧化层薄膜进行预处理，并利用高温烘烤增强光刻胶 与硅衬底的粘附能力，使光刻胶掩膜形成的侧墙与底部硅衬底紧密连接并能经受湿法刻蚀 药液的侧向腐蚀，从根本上改善了光刻胶在湿法刻蚀工艺中产生切底，漂离等现象。以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限 制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于硅衬底湿法刻蚀的直接光刻胶掩膜的光刻工艺方法，在包含有一硅衬底， 并在该硅衬底上形成有图形的硅片上形成一层氧化层，其特征在于步骤一，通过刻蚀去除所述硅衬底表面的氧化层；步骤二，对所述硅衬底进行高温烘烤；步骤三，在所述硅片的表面进行光刻胶涂布，通过曝光，显影形成所需的图形；步骤四，用光刻胶为掩膜，对所述氧化层进行选择性的保护和湿法刻蚀；步骤五，去除所述光刻胶。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的“硅衬底”泛指半导体工业中任何能 应用于生产，研发的硅片；其尺寸，掺杂，厚薄不限，可以是单晶硅，也可以是多晶硅。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的“高温烘烤”是指在150°C 250°C温 度下对所述硅衬底进行烘烤，用于去除硅衬底面的水汽。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的“光刻胶”包括G-line，I-line,KrF, ArF及更短波长的化学光敏物质。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的“湿法刻蚀”是指任何用于氧化膜湿 法刻蚀的工艺方法。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的“去除光刻胶”是指通过化学或物理 手段剥离粘附于硅片表面的光刻胶。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤四与步骤五之间还包括进行离子注 入或后续的光刻刻蚀工艺步骤。
全文摘要
本发明公开了一种用于硅衬底湿法刻蚀的直接光刻胶掩膜的光刻工艺方法，在包含有一硅衬底，并在该硅衬底上形成有图形的硅片上形成一层氧化层，具体步骤包括步骤一，通过刻蚀去除所述硅衬底表面的氧化层；步骤二，对所述硅衬底进行高温烘烤；步骤三，在所述硅片的表面进行光刻胶涂布，通过曝光，显影形成所需的图形；步骤四，用光刻胶为掩膜，对所述氧化层进行选择性的保护和湿法刻蚀；步骤五，去除所述光刻胶。本发明能够避免因图形切底所造成的光刻胶图形倒塌、漂移或脱落。
文档编号G03F7/00GK102135726SQ20101002734
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者吴鹏, 阚欢 申请人:上海华虹Nec电子有限公司