浸没式光刻工艺方法
【专利摘要】本发明提供一种浸没式光刻工艺方法，包括：提供半导体衬底；在半导体衬底的上表面和侧面涂布底部抗反射层；利用干法刻蚀工艺，去除位于所述侧面的底部抗反射层；在保留于半导体衬底上表面上的底部抗反射层上依次形成光刻胶层和顶部涂层。本发明消除了半导体衬底边缘处的底部抗反射层的堆叠，改善了半导体衬底的边缘的底部抗反射层的形貌，避免了对后续步骤产生影响，提高了半导体器件的良率。
【专利说明】浸没式光刻工艺方法【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体【技术领域】，尤其涉及一种浸没式光刻工艺方法。
【背景技术】
[0002]浸没式光刻技术提供了 45nm及以下先进制程大规模生产的解决方案。浸没式光刻工艺中半导体衬底的边缘会接触到浸没式光刻工艺的水介质。水介质与半导体衬底的边缘接触因而会造成缺陷随着水介质输送至半导体衬底的表面。对于浸没式光刻工艺而言，如何控制半导体衬底10边缘处的良率，成为本领域技术人员需要解决的技术问题之一。
[0003]为了控制半导体衬底边缘处的缺陷，将浸没式光刻工艺的光刻胶结构进行了设计，请按考图1所示的浸没式光刻工艺的光刻胶结构示意图。半导体衬底10上依次形成有底部抗反射层11、光刻胶层12和顶部涂层13。其中底部抗反射涂层11能够通过减小半导体衬底10的反射率，对于实现电路图形控制的至关重要。顶部涂层12则可以灵活性地控制接触角，从而可以减少浸没式光刻工艺相关的缺陷，顶部涂层12包裹整个光刻胶层12并且部分位于底部抗反射层11上。
[0004]因此，为了制作上述光刻胶结构，需要在半导体衬底的上表面和侧面涂布底部抗反射层。请结合图2所示的涂布有底部抗反射层的半导体衬底结构示意图。底部抗反射层11覆盖半导体衬底10的上表面以及侧面。
[0005]在底部抗反射层11涂布完成后，需要对半导体衬底10进行清洗，将位于半导体衬底的侧面区域的底部抗反射层11去除。所述清洗通常利用特定的清洗药液进行。上述清洗药液会对底部抗反射层产生冲击。最终在半导体衬底10的边缘形成堆叠突起的形貌，请结合图3所示的药液清洗后的半导体衬底的结构示意图。由于药液清洗半导体衬底10的边缘的时候对底部抗反射层11具有冲击作用，最终造成半导体衬底10的边缘堆叠。光学和电子显微镜的照片下可以发现有明显的底部抗反射层11的大量堆叠。这会影响后续工艺步骤的进行，容易引起后续工艺步骤缺陷，最终影响半导体器件的良率。
[0006]因此，需要对浸没式光刻工艺方法进行改进，改善半导体衬底的边缘的底部抗反射层的形貌，消除半导体衬底边缘处的堆叠，避免对后续步骤产生影响，提高半导体器件的良率。
【发明内容】
[0007]本发明解决的问题提供一种改进的浸没式光刻工艺方法，消除了半导体衬底边缘处的底部抗反射层的堆叠，改善了半导体衬底的边缘的底部抗反射层的形貌，避免了对后续步骤产生影响，提高了半导体器件的良率。
[0008]为解决上述问题，本发明提供一种浸没式光刻工艺方法，包括:
[0009]提供半导体衬底；
[0010]在半导体衬底的上表面和侧面涂布底部抗反射层；
[0011]利用干法刻蚀工艺，去除位于所述侧面的底部抗反射层；[0012]在保留于半导体衬底上表面上的底部抗反射层上依次形成光刻胶层和顶部涂层。
[0013]可选地，所述干法刻蚀工艺利用氧气和氮气作为刻蚀气体。
[0014]可选地，通过调节所述干法刻蚀工艺的气体比例、工艺时间，以调节保留于半导体衬底的上表面的底部抗反射层的边缘的形貌和尺寸。
[0015]可选地，所述光刻胶层和顶部涂层制作方法包括:
[0016]光刻胶层涂布工艺，用于在所述保留于半导体衬底上表面的底部抗反射层上涂布光刻胶层；
[0017]进行光刻胶层清洗工艺，去除位于半导体衬底边缘的多余光刻胶层、以及去除位于半导体衬底表面的部分光刻胶层，露出部分底部抗反射层。
[0018]形成顶部涂层，所述顶部涂层覆盖所述光刻胶层和部分所述露出的部分底部抗反射层的表面；
[0019]对所述顶部涂层、光刻胶层进行曝光和显影工艺。
[0020]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0021]本发明利用干法刻蚀工艺去除半导体衬底边缘的底部抗反射层，相对于现有技术利用药液去除半导体衬底边缘的底部抗反射层而言，本发明不会冲击位于半导体衬底上表面的底部抗反射层的边缘，因而不会引起半导体衬底边缘的底部抗反射层堆积的问题，消除了半导体衬底边缘处的底部抗反射层的堆叠，改善了半导体衬底的边缘的底部抗反射层的形貌，避免了对后续步骤产生影响，提高了半导体器件的良率。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是浸没式光刻工艺的光刻胶结构示意图。
[0023]图2是涂布有抗反射层的半导体衬底结构示意图。
[0024]图3是药液清洗后的半导体衬底的结构示意图。
[0025]图4是本发明一个实施例所述的浸没式光刻工艺方法的流程示意图。
[0026]图5-图7是本发明一个实施例所述的浸没式光刻工艺方法的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]现有技术的缺陷是由于浸没式光刻工艺过程中，药液清洗底部抗反射层的过程会引起半导体衬底边缘的底部抗反射层的堆叠，会影响底部抗反射层的形貌以及后续后续工艺步骤的进行，容易引起后续工艺步骤缺陷，最终影响半导体器件的良率。
[0028]为解决上述问题，本发明提供一种浸没式光刻工艺方法，请参考图4所示的本发明一个实施例所述的浸没式光刻工艺方法的流程示意图，包括:
[0029]步骤SI，提供半导体衬底；
[0030]步骤S2，在半导体衬底的上表面和侧面涂布底部抗反射层；
[0031]步骤S3，利用干法刻蚀工艺，去除位于所述侧面的底部抗反射层；
[0032]步骤S4，在保留于半导体衬底上表面上的底部抗反射层上依次形成光刻胶层和顶部涂层。
[0033]下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。为了更好的说明本发明的技术方案，请参考图5-图7所示的本发明一个实施例所述的浸没式光刻工艺方法的剖面结构示意图。
[0034]首先请参考图5，提供半导体衬底100，在半导体衬底100的上表面和侧面涂布底部抗反射层110。所述半导体衬底100的材质为硅。所述底部抗反射层110的制作方法与现有技术相同，在此不做详细的描述。在其他的实施例中，所述半导体衬底100与所述底部抗反射层110之间还可以设置有硬掩层。
[0035]接着请参考图6，利用干法刻蚀工艺，去除位于所述侧面的底部抗反射层110。所述干法刻蚀功能可以在边缘刻蚀设备上进行。利用用氧气和氮气作为刻蚀气体，将位于侧面的底部抗反射层110去除。由于没有利用药液，因此不会对底部抗反射层的边缘的有冲击作用，也不会影响底部抗反射层的边缘形貌和后续的工艺步骤。
[0036]当然，还可以通过调节所述干法刻蚀工艺的气体比例、工艺时间，以调节保留于半导体衬底100的上表面的底部抗反射层110的边缘的形貌和尺寸。
[0037]然后，请参考图7，在保留于半导体衬底上表面上的底部抗反射层110上依次形成光刻胶层120和顶部涂层130。作为一个实施例，所述光刻胶层120和顶部涂层130制作方法包括:
[0038]光刻胶层涂布工艺，用于在所述保留于半导体衬底上表面的底部抗反射层110上涂布光刻胶层130 ；
[0039]进行光刻胶层清洗工艺，去除位于半导体衬底100的边缘的多余光刻胶层、以及去除位于半导体衬底100表面的部分光刻胶层,露出部分底部抗反射层110。
[0040]形成顶部涂层130，所述顶部涂层130覆盖所述光刻胶层120和部分所述露出的部分底部抗反射层130的表面；
[0041]对所述顶部涂层120、光刻胶层130进行曝光和显影工艺。
[0042]综上，本发明利用干法刻蚀工艺去除半导体衬底边缘的底部抗反射层，相对于现有技术利用药液去除半导体衬底边缘的底部抗反射层而言，本发明不会冲击位于半导体衬底上表面的底部抗反射层的边缘，因而不会引起半导体衬底边缘的底部抗反射层堆积的问题，消除了半导体衬底边缘处的底部抗反射层的堆叠，改善了半导体衬底的边缘的底部抗反射层的形貌，避免了对后续步骤产生影响，提高了半导体器件的良率。
[0043]因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种浸没式光刻工艺方法，其特征在于，包括: 提供半导体衬底； 在半导体衬底的上表面和侧面涂布底部抗反射层； 利用干法刻蚀工艺，去除位于所述侧面的底部抗反射层； 在保留于半导体衬底上表面上的底部抗反射层上依次形成光刻胶层和顶部涂层。
2.如权利要求1所述的浸没式光刻工艺方法，其特征在于，所述干法刻蚀工艺利用氧气和氮气作为刻蚀气体。
3.如权利要求2所述的浸没式光刻工艺方法，其特征在于，通过调节所述干法刻蚀工艺的气体比例、工艺时间，以调节保留于半导体衬底的上表面的底部抗反射层的边缘的形貌和尺寸。
4.如权利要求1所述的浸没式光刻工艺方法，其特征在于，所述光刻胶层和顶部涂层制作方法包括: 光刻胶层涂布工艺，用于在所述保留于半导体衬底上表面的底部抗反射层上涂布光刻胶层； 进行光刻胶层清洗工艺，去除位于半导体衬底边缘的多余光刻胶层、以及去除位于半导体衬底表面的部分光刻胶层，露出部分底部抗反射层。 形成顶部涂层，所述顶部涂层覆盖所述光刻胶层和部分所述露出的部分底部抗反射层的表面； 对所述顶部涂层、光刻胶层进行曝光和显影工艺。
【文档编号】H01L21/02GK104037064SQ201410276008
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】倪棋梁, 陈宏璘, 龙吟 申请人:上海华力微电子有限公司