[发明专利]光刻胶的处理方法以及半导体器件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种光刻胶的处理方法以及半导体器件的制备方法。

背景技术

先进的集成电路芯片通常会集成多种功能器件，然而，多种功能器件一般需要对应不同的场效应晶体管(FETs)。例如，多栅氧(multiple gate oxide)工艺是在同一芯片内制作不同的场效应晶体管的常用方法。

在现有技术中，多栅氧结构一般采用以下方法制备：

首先，提供衬底100，所述衬底100上具有第一区010以及第二区020，一般，所述衬底100中还包括隔离结构101，如图1a所示；

然后，在所述衬底100上制备氧化硅薄膜110，如图1b所示；

接着，在所述第一区010上的所述氧化硅薄膜110上制备光刻胶120，如图1c所示；

接着，部分或全部去除所述第二区020上所述氧化硅薄膜110，使得所述氧化硅薄膜110在所述第一区010和第二区020上的厚度不同，如图1d所示；

最后，去除所述光刻胶120，得到在所述第一区010和第二区020上的厚度不同的所述氧化硅薄膜110，即所谓的双栅氧，则可以在所述第一区010和第二区020上制作出不同的场效应晶体管，如图1e所示。

在现有技术中，往往湿法刻蚀部分或全部去除所述第二区020上所述氧化硅薄膜110，常用的酸性溶液比如氢氟酸(HF)。酸性溶液在刻蚀所述氧化硅薄膜110时也会对所述光刻胶120产生作用，一方面，酸性溶液浸蚀光刻胶薄膜，将光刻胶薄膜中的部分高分子化合物从光刻胶薄膜中剥离出来，在硅片表面形成光刻胶残留的缺陷；另一方面，氢氟酸与氧化硅反应生成六氟化硅(SiF₆)，六氟化硅与光刻胶薄膜中的高分子化合物进一步反应生成碳化硅微粒，然后在硅片上形成碳化硅(SiC)沉积的缺陷。从而，形成光刻胶残留和碳化硅(SiC)沉积的缺陷。

为了防止湿法刻蚀过程中产生光刻胶缺陷，现有技术主要采用以下两种方法：1)在光刻曝光和显影后对所述光刻胶120进一步烘培，形成更加致密的所述光刻胶120，使得湿法刻蚀的酸性溶液难以从所述光刻胶120的高分子化合物之间的缝隙浸入，与所述光刻胶120的高分子化合物作用生成缺陷；2)在光刻曝光和显影后对所述光刻胶120进行低温低能量等离子处理，在所述光刻胶120表面形成高分子化合物的交联。交联的高分子表面可以有效地提高所述光刻胶120的抗酸性溶液浸蚀能力。

但现有的防止湿法刻蚀过程中产生光刻胶缺陷的方法仍然存在一些需要解决的问题：在方法1)中，烘培温度不宜太高，烘培时间不宜太长，否则会导致所述光刻胶120的图形变形，而且会对生产吞吐量(throughput)产生不利影响。由于受到烘培温度和烘培时间的限制，烘培后所述光刻胶120的致密性可能还不能满足抗酸性溶液浸蚀的要求；在方法2)中，需要在光刻工艺之后加入低温低能量等离子固化工艺。低温低能量等离子固化工艺对所述光刻胶120的图案的厚度和线宽会产生收缩作用，通常所述光刻胶120的图案缩小率达到15％～25％，显影后的线宽(CD)缩小10nm～30nm。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种光刻胶的处理方法以及半导体器件的制备方法，能够在保证线宽的前提下，有效地提高光刻胶的表面致密度，避免或减少缺陷的产生。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光刻胶的处理方法，包括：

提供基底，所述基底上具有图形化的光刻胶；

在所述光刻胶上旋涂微缩辅助膜，以在所述光刻胶的表面形成保护膜；

采用低温低能等离子处理工艺处理所述保护膜。

进一步的，在所述基底上旋涂微缩辅助膜的步骤和所述采用低温低能等离子处理工艺处理所述保护膜的步骤之间，还包括：

对所述保护膜进行加热固化；

去除多余的所述微缩辅助膜。

进一步的，所述加热固化的温度为80℃～180℃。

进一步的，所述加热固化的温度为90℃～170℃。

进一步的，所述加热固化的时间为15秒～300秒。

进一步的，所述加热固化的时间为30秒～120秒。

进一步的，所述低温低能等离子处理工艺的气体包含氮气和氧气。

进一步的，所述氮气和氧气的体积比为1∶1～3∶1。

进一步的，所述低温低能等离子处理工艺的能量为100W～500W。

进一步的，所述低温低能等离子处理工艺的温度为50℃～120℃。