一種消除旁瓣圖形的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種消除旁瓣圖形的方法，包括：提供一個(gè)襯底，在襯底上依次形成目標(biāo)材料層、硬掩膜層、第一底部抗反射層和第一光刻膠；經(jīng)曝光和光刻，用第一掩膜版圖形在硬掩膜層上定義出旁瓣圖形區(qū)域；在硬掩膜層上依次涂布第二底部抗反射層和第二光刻膠；經(jīng)曝光，用第二掩膜版圖形在第二光刻膠中形成目標(biāo)圖形和旁瓣圖案；經(jīng)刻蝕，用第二光刻膠中的目標(biāo)圖形定義出目標(biāo)材料層的圖形，而第二光刻膠中的旁瓣圖案被硬掩膜層的旁瓣圖形區(qū)域阻擋住；去除硬掩膜層。本發(fā)明專利技術(shù)的方法，將旁瓣圖形有效阻擋在硬掩膜層，在目標(biāo)材料層的圖形中消除了旁瓣圖形，確保了圖形化工藝的準(zhǔn)確性，避免了旁瓣圖形引起的電路失效，從而進(jìn)一步提高產(chǎn)出良率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種消除旁瓣圖形的方法
本專利技術(shù)涉及集成電路制造
，特別涉及一種消除旁瓣圖形的方法。
技術(shù)介紹
隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向深亞微米技術(shù)的不斷邁進(jìn)，由于光刻焦深的不斷減小，光刻投影系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度以及制造的復(fù)雜度等因素，現(xiàn)有光刻技術(shù)已經(jīng)達(dá)到最大分辨率極限，從而導(dǎo)致一系列的光刻分辨率增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。相移掩膜是一種已被廣為采用的分辨率增強(qiáng)技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的二進(jìn)制掩膜，相移掩膜使得光刻曝光容許度和圖形分辨率都得以提高。衰減型相移掩膜用部分透光的材料取代二進(jìn)制掩膜的不透光部分，光線透過部分透光材料后相位轉(zhuǎn)移180度，而穿過透明部分掩膜的光線相位保持不變，由此，通過部分衍射光線的相消干涉，衰減型相移掩膜技術(shù)提高了光刻的分辨率。然而，衰減型相移掩膜的一個(gè)最大的問題在于光刻后會(huì)產(chǎn)生旁瓣圖形，如圖1所示，圖1a為溝槽附近產(chǎn)生的旁瓣圖形的SEM圖，圖1b為空洞附近產(chǎn)生的旁瓣圖形的SEM圖,這種圖形來源于相鄰衍射光之間的相長(zhǎng)干涉。旁瓣圖形對(duì)于圖形間距和光照條件尤為敏感，通常在某一間距范圍內(nèi)出現(xiàn)。尤其對(duì)于193nm光刻，由于目前的光敏材料缺乏足夠的表面抑制劑來阻止旁瓣圖形的產(chǎn)生。旁瓣圖形會(huì)引起電路失效，大大影響半導(dǎo)體生產(chǎn)良率。因此，急需尋找消除旁瓣圖形的方法，從而提高半導(dǎo)體生產(chǎn)良率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服上述問題，本專利技術(shù)的目的在于提出一種消除光刻旁瓣圖形的方法，從而確保圖形化工藝的正確性，避免因旁瓣圖形導(dǎo)致的電路失效。本專利技術(shù)提供一種消除旁瓣圖形的方法，包括：步驟S01：提供一個(gè)襯底，在襯底上依次形成目標(biāo)材料層、硬掩膜層、第一底部抗反射層和第一光刻膠；步驟S02：經(jīng)曝光和光刻，用第一掩膜版圖形在所述硬掩膜層上定義出旁瓣圖形區(qū)域；步驟S03：在所述硬掩膜層上依次涂布第二底部抗反射層和第二光刻膠；步驟S04：經(jīng)曝光，用第二掩膜版圖形在所述第二光刻膠中形成目標(biāo)圖形和旁瓣圖形；步驟S05：經(jīng)刻蝕，用所述第二光刻膠中的目標(biāo)圖形定義出所述目標(biāo)材料層的圖形，而所述第二光刻膠中的旁瓣圖形被所述硬掩膜層的旁瓣圖形區(qū)域阻擋住；步驟S06：去除所述硬掩膜層。優(yōu)選地，所述第一掩膜版圖形包含旁瓣圖形區(qū)域的圖案。優(yōu)選地，步驟S02中，所述旁瓣圖形區(qū)域可以利用光學(xué)仿真方法進(jìn)行輔助確認(rèn)。優(yōu)選地，所述目標(biāo)材料層與所述硬掩膜層之間的刻蝕選擇比為大于10。優(yōu)選地，所述第二光刻膠的材料為248nm化學(xué)光放大光刻膠或193nm化學(xué)光放大光刻膠。優(yōu)選地，所述硬掩膜層材料為氮化鈦。優(yōu)選地，所述第二掩膜版圖形包含目標(biāo)圖形和旁瓣圖形。優(yōu)選地，所述第一掩膜版為二進(jìn)制掩膜版。優(yōu)選地，所述第一掩膜版為暗場(chǎng)掩膜版。優(yōu)選地，所述第二掩膜版為相移掩膜版。優(yōu)選地，所述第二掩膜版為暗場(chǎng)掩膜版。本專利技術(shù)的一種消除旁瓣圖形的方法，利用硬掩膜層材料與第二光刻膠的較高刻蝕選擇比，將旁瓣圖形有效阻擋在硬掩膜層，從而在目標(biāo)材料層的圖形中消除了旁瓣圖形，確保了圖形化工藝的準(zhǔn)確性，避免了旁瓣圖形引起的電路失效，從而進(jìn)一步提高產(chǎn)出良率。附圖說明圖1為旁瓣圖形的SEM圖片，其中，a為溝槽附近產(chǎn)生的旁瓣圖形SEM圖；b為孔洞附近產(chǎn)生的旁瓣圖形SEM圖；圖2是本專利技術(shù)的一種消除旁瓣圖形的方法的一個(gè)較佳實(shí)施例的制備流程示意圖；圖3-10是本專利技術(shù)的上述較佳實(shí)施例的消除旁瓣圖形的方法的各個(gè)制備步驟示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)提供的一種消除旁瓣圖形的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本專利技術(shù)實(shí)施例的目的。現(xiàn)結(jié)合附圖2-10，通過一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)的一種消除旁瓣圖形的方法進(jìn)一步詳細(xì)說明。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本專利技術(shù)實(shí)施例的目的。圖2為本專利技術(shù)的一種消除旁瓣圖形的方法的一個(gè)較佳實(shí)施例的制備流程示意圖。圖3-10是本專利技術(shù)的上述較佳實(shí)施例的消除旁邊圖形的方法的各個(gè)制備步驟示意圖。請(qǐng)參閱圖2，本專利技術(shù)的一種消除旁瓣圖形的方法，包括如下步驟：步驟S01：請(qǐng)參閱圖3，提供一個(gè)襯底301，采用但不限于是化學(xué)氣相沉積法在襯底301上依次形成目標(biāo)材料層302、硬掩膜層303、第一底部抗反射層304和第一光刻膠305；本專利技術(shù)中，襯底301可以但不限于是多層基片（比如依次覆蓋有金屬膜和電介質(zhì)的硅襯底）、分級(jí)基片、絕緣體上硅基片、外延硅基片和部分處理的基片（集成電路元件或其他元件的一部分），本專利技術(shù)對(duì)此不作任何限制。目標(biāo)材料層302的材料可以但不限于是金屬材料或絕緣材料；硬掩膜層303的材料可以但不限于是無機(jī)或有機(jī)材料，本實(shí)施例中，硬掩膜層303的材料為氮化鈦。步驟S02：請(qǐng)參閱圖4，利用第一掩膜版300對(duì)第一光刻膠305進(jìn)行曝光顯影，形成第一光刻膠圖形306。第一掩膜版300圖形包含旁瓣圖形區(qū)域的圖案，第一光刻膠圖形306用來在硬掩膜層303上定義旁瓣圖形區(qū)域；旁瓣圖形區(qū)域可以利用光學(xué)仿真的方法進(jìn)行輔助確認(rèn)，本實(shí)施例中，利用但不限于是Prolith軟件確認(rèn)旁瓣圖形區(qū)域，第一掩膜版300可以但不限于為二進(jìn)制暗場(chǎng)掩膜板，且第一掩膜版300的圖形區(qū)域的透光率為100%；第一光刻膠305可以但不限于是負(fù)性光刻膠。然后，請(qǐng)參閱圖5，采用但不限于是干法等離子體刻蝕工藝，將第一光刻膠圖形306定義到硬掩膜層303上，形成旁瓣圖形區(qū)域307，然后采用但不限于是濕法刻蝕工藝去除第一光刻膠305和第一底部抗反射層304，采用但不限于是濕法清洗工藝對(duì)硬掩膜層303表面進(jìn)行清洗。步驟S03：請(qǐng)參閱圖6，在硬掩膜層303上依次涂布第二底部抗反射層308和第二光刻膠309；本專利技術(shù)中，第二光刻膠309的材料可以但不限于是正性光刻膠，可以但不限于為248nm化學(xué)光放大光刻膠或193nm化學(xué)光放大光刻膠，本實(shí)施例中，第二光刻膠309為正性光刻膠且為248nm化學(xué)光放大光刻膠。為確保后續(xù)曝光后第二光刻膠圖形的完整性，第二底部抗反射層308的厚度至少大于硬掩膜層303的厚度，使得涂布后的第二底部抗反射層308的表面平整。步驟S04：請(qǐng)參閱圖7，經(jīng)曝光，用第二掩膜版312的圖形在第二光刻膠309中形成目標(biāo)圖形310和旁瓣圖形311；本專利技術(shù)中，第二掩膜版圖形包含目標(biāo)圖形和旁瓣圖形，第二掩膜版312可以但不限于為相移掩膜版，可以但不限于為暗場(chǎng)掩膜版；本實(shí)施例中，第二掩膜版312為相移掩膜版，且為暗場(chǎng)掩膜版，其圖形區(qū)域的透光率可以但不限于為100%。步驟S05：請(qǐng)參閱圖8，采用但不限于是干法等離子體刻蝕，用第二光刻膠309中的目標(biāo)圖形310定義出目標(biāo)材料層302的圖形；由于目標(biāo)材料層302與硬掩膜層303之間具有很高的刻蝕選擇比，該選擇比大于10，本實(shí)施例中，該選擇比為10，這不用于限制本專利技術(shù)的范圍。第二光刻膠309中的旁瓣圖形311被硬掩膜層303的旁瓣圖形區(qū)域307阻擋住不能繼續(xù)向下刻蝕進(jìn)入目標(biāo)材料層302，從而在目標(biāo)材料層302中消除了旁瓣圖形311。然后，請(qǐng)參閱圖9，采用但不限于是濕法工藝去除第二光刻膠309和第二底部抗反射層308。步驟S06：請(qǐng)參閱圖10，采用但不限于濕法刻蝕去除硬掩膜層303。本專利技術(shù)提供了一種消除旁瓣圖形的方法。該方法利用目標(biāo)材料層302與硬掩膜層303之本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種消除旁瓣圖形的方法，其特征在于，包括：步驟S01：提供一個(gè)襯底，在所述襯底上依次形成目標(biāo)材料層、硬掩膜層、第一底部抗反射層和第一光刻膠；步驟S02：經(jīng)曝光和光刻，用第一掩膜版圖形在所述硬掩膜層上定義出旁瓣圖形區(qū)域；步驟S03：在所述硬掩膜層上依次涂布第二底部抗反射層和第二光刻膠；步驟S04：經(jīng)曝光，用第二掩膜版圖形在所述第二光刻膠中形成目標(biāo)圖形和旁瓣圖案；步驟S05：經(jīng)刻蝕，用所述第二光刻膠中的目標(biāo)圖形定義出所述目標(biāo)材料層的圖形，而所述第二光刻膠中的旁瓣圖案被所述硬掩膜層的旁瓣圖形區(qū)域阻擋住；步驟S06：去除所述硬掩膜層。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種消除旁瓣圖形的方法，其特征在于，包括：步驟S01：提供一個(gè)襯底，在所述襯底上依次形成目標(biāo)材料層、硬掩膜層、第一底部抗反射層和第一光刻膠；步驟S02：經(jīng)曝光和光刻，用第一掩膜版圖形在所述硬掩膜層上定義出旁瓣圖形區(qū)域；步驟S03：在所述硬掩膜層上依次涂布第二底部抗反射層和第二光刻膠；步驟S04：經(jīng)曝光，用第二掩膜版圖形在所述第二光刻膠中形成目標(biāo)圖形和旁瓣圖案；步驟S05：經(jīng)刻蝕，用所述第二光刻膠中的目標(biāo)圖形定義出所述目標(biāo)材料層的圖形，而所述第二光刻膠中的旁瓣圖案被所述硬掩膜層的旁瓣圖形區(qū)域阻擋住；其中，所述目標(biāo)材料層與所述硬掩膜層的刻蝕選擇比大于10；步驟S06：去除所述硬掩膜層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除旁瓣圖形的方法，其特征在于，所述第一掩膜版圖形包含旁瓣圖形區(qū)域的圖案。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除旁瓣圖形的方法，其特征在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡紅梅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海集成電路研發(fā)中心有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：