一种光刻胶回刻平坦化方法与流程

【技术领域】

本发明涉及半导体芯片制造技术领域，特别地，涉及一种光刻胶回刻平坦化方法。

背景技术：

在半导体芯片的制造工艺中，光刻胶回刻平坦化是一项重要的工艺技术，其主要是利用涂覆到介质层上的光刻胶，对其进行刻蚀处理，从而达到平坦化介质层目的。然而，上述工艺过程中，如果介质层表面存在小缝隙的情况，光刻胶涂覆烘烤过程中小缝隙中的空气容易出现膨胀，会造成在小缝隙的表面形成一个气泡。由于气泡的存在，此处的光刻胶的厚度会很小，因此光刻胶很容易被刻穿，进而导致在气泡所在的区域的介质层很容易被过量刻蚀，甚至还可以损伤到介质层下方的其他膜层，从而导致平坦化效果变差。

有鉴于此，有必要提供一种光刻胶回刻平坦化方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术实现要素：

本发明的其中一个目的在于为解决上述问题而提供一种光刻胶回刻平坦化方法。

本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法，包括：在具有电路结构的硅片表面形成介质层；对所述硅片进行第一次烘烤处理；在所述硅片的自然冷却过程中，在所述硅片表面涂覆光刻胶，其中，所述光刻胶覆盖所述介质层；在所述光刻胶涂覆完成之后对所述硅片进行第二次烘烤处理；对所述光刻胶和所述介质层进行回刻处理，来使所述硅片表面平坦化。

作为在本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述介质层形成在所述硅片表面并且至少覆盖所述电路结构。

作为在本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述介质层在所述电路结构附近形成小缝隙。

作为在本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法的一种改进，在一种优选实施例中，在所述光刻胶涂覆之后，所述介质层表面的低洼处会被所述光刻胶填平，而所述介质层存在的小缝隙则未被所述光刻胶填充满。

作为在本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法的一种改进，在一种优选实施例中，在所述光刻胶的涂覆之前所述硅片经过所述第一次烘烤而具有一定温度的，且所述光刻胶涂覆过程中所述硅片逐渐变凉而导致所述小缝隙内部的空气出现收缩并将所述光刻胶会被吸入到所述小缝隙的内部。

作为在本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述光刻胶被吸入并至少填充到所述小缝隙的底部。

作为在本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第一次烘烤处理的烘烤温度为50℃～100℃，而烘烤时间为1分钟～20分钟。

作为在本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第二次烘烤处理的烘烤温度为50℃～100℃，而烘烤时间为1分钟～20分钟。

作为在本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第一次烘烤处理用于去除所述硅片表面的水汽，所述第二次烘烤处理用于去除所述光刻胶的溶剂。

作为在本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法的一种改进，在一种优选实施例中，还包括：在所述硅片表面覆盖增粘剂，所述增粘剂用于在后续光刻胶涂覆过程中增加所述光刻胶和所述硅片之间的粘附性。

本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法，其主要通过在硅片进行烘烤之后在硅片自然冷却过程中进行光刻胶涂覆，使得在介质层中的小缝隙空气收缩并将光刻胶吸入到所述小缝隙中，从而避免在介质层中的小缝隙出形成气泡，因此在后续光刻胶平坦化刻蚀过程中可以有效避免在此处过量刻蚀甚至破坏其他膜层，有效保证光刻胶回刻的平坦化程度。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法一种实施例的流程示意图；

图2为图1所示的方法中在具有电路结构的硅片表面生成介质层的剖面示意图；

图3为在图2所示的介质层表面形成光刻胶的剖面示意图；

图4为利用图3所示的光刻胶对介质层进行回刻处理的剖面示意图。

【具体实施方式】

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决现有技术的在半导体芯片制造过程中在进行光刻胶回刻处理时容易由于气泡而在成回刻平坦化效果较差的问题，本发明提供一种光刻胶回刻平坦化方法，其主要通过在硅片进行烘烤之后在硅片自然冷却过程中进行光刻胶涂覆，使得在介质层中的小缝隙空气收缩并将光刻胶吸入到所述小缝隙中，从而避免在介质层中的小缝隙出形成气泡，因此在后续光刻胶平坦化刻蚀过程中可以有效避免在此处过量刻蚀甚至破坏其他膜层，有效保证光刻胶回刻的平坦化程度。

请参阅图1，其为本发明提供的光刻胶回刻平坦化方法一种实施例的流程示意图。所述光刻胶回刻平坦化方法包括以下步骤：

步骤s1，在具有电路结构的硅片表面形成介质层；

请参阅图2，在生介质层之前，硅片的表面已经制作了一些电路结构，因此此时硅片表面是起伏不平的。在步骤s1中，所述介质层形成在硅片表面并且覆盖所述电路结构。如图2所示，由于所述电路结构可能存在部分电路单元距离比较近，因此在所述介质层形成之后，在所述电路结构附近形成低洼处，甚至有可能出现小缝隙。

步骤s2，对所述硅片进行第一次烘烤处理以去除所述硅片表面的水汽；

具体地，所述硅片在形成上述介质层之后，可以进一步放入烘烤设备进行第一次烘烤处理，所述烘烤处理的主要目的是去除所述硅片表面的水汽。在具体实现上，烘烤温度和烘烤时间可以根据实际需要而定；作为一种可选的实施例，在步骤s2中，所述硅片的烘烤温度可以选择为50℃～100℃，而烘烤时间可以选择为1分钟～20分钟。

步骤s3，在所述硅片表面覆盖增粘剂；

在步骤s3中，所述增粘剂的覆盖区域具体可以包括所述介质层的表面；其主要用于在后续光刻胶涂覆过程中增加所述光刻胶和所述硅片之间的粘附性。

步骤s4，在所述硅片表面涂覆光刻胶，其中所述光刻胶覆盖所述介质层；

如图3所示，所述光刻胶的涂覆范围可以包括所述介质层表面，由于所述光刻胶具有流动性，因此所述介质层表面的低洼处会被所述光刻胶填平。而另一方面，由于所述光刻胶具有一定黏度，因此所述介质层存在的小缝隙，在常温情况下是难以被填充满。

但是，由于在步骤s4的光刻胶涂覆之前是没有对所述硅片进行冷却处理的，因此在经过步骤s2的第一次烘烤之后，所述硅片本身还是具有一定温度的，在所述光刻胶涂覆过程实际上也是所述硅片的自然冷却过程，也即是说，所述光刻胶涂覆过程中所述硅片在整体上逐渐变凉，包括所述介质层中的小缝隙内部的空气温度也是逐渐降低。所述小缝隙内部空气的降低会进一步导致所述小缝隙内部的空气出现收缩，因此所述具有一定黏度的光刻胶会被吸入到所述小缝隙的内部，并至少填充到所述小缝隙的底部，如图3所示；在理想情况下，所述小缝隙可以被所述光刻胶全部填满。

步骤s5，在所述光刻胶涂覆完成之后对所述硅片进行第二次烘烤以去除所述光刻胶的溶剂；

具体而言，在步骤s5中，在所述光刻胶涂覆完成之后，可以通过对所述硅片进行第二次烘烤，来实现以加温的方式快速去除所述光刻胶中的溶剂。在步骤s5中对所述硅片进行第二次烘烤的烘烤条件同样可以根据实际需要而定，比如，跟步骤s2中的第一次烘烤的烘烤条件基本相同，即所述硅片的第二次烘烤的烘烤温度可以选择为50℃～100℃，而烘烤时间可以选择为1分钟～20分钟。

由于在在步骤s4的所述光刻胶的涂覆过程中，所述小缝隙内部的空气冷却收缩使得所述光刻胶可以至少部分填充到所述小缝隙甚至将所述小缝隙全部填充满，因此在此之后的步骤s5进行第二次烘烤，可以有效防止所述小缝隙内部的空气在受热发生膨胀而产生气泡。

步骤s6，对所述光刻胶和所述介质层进行回刻处理，来使所述硅片表面平坦化。

具体而言，请参阅图4，在经过室温释放溶剂之后，在步骤s6中，可以采用干法刻蚀的方式对所述光刻胶和所述介质层进行回刻处理，来使得所述硅片表面变得平坦化。如上所述，由于所述光刻胶没有进行烘烤，所述介质层中的小缝隙不会有气泡产生，因此本专利申请提供的光刻胶回刻平坦化方法在步骤s6的回刻环节，可以有效避免所述光刻胶被刻蚀穿甚至造成其他膜层出现损伤的情况。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。