[发明专利]一种免曝光显影的刻蚀遮蔽层的制备方法及制备系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，特别涉及一种免曝光显影的刻蚀遮蔽层的制备方法及制备系统。

背景技术

在半导体制造工艺、微电子IC制造工艺及微纳制造工艺中，光刻法是制备电路图案的核心制程，主要包括光阻涂布、曝光、显影、烘烤等步骤，存在流程复杂，效率较低，浪费材料等缺点。

请参见图1，图1是刻蚀工艺的主要流程：(1)光刻步骤：在待刻蚀层10'上涂敷刻蚀掩蔽材料20'，利用掩模30'对所述掩蔽材料20'进行选择性曝光以形成具有图形化的刻蚀掩蔽层21'；(2)腐蚀步骤：利用所述刻蚀掩蔽层21'对所述待刻蚀层10'进行腐蚀步骤，使得所述刻蚀掩蔽层21'的图形被转印到所述待刻蚀层10'；最后，去除所述刻蚀掩蔽层21'以完成一次刻蚀工艺。

然而，在半导体制程中通常需要进行多次刻蚀工艺，这导致了传统刻蚀工艺存在以下几点问题：(1)流程复杂耗时长：由于每一次刻蚀工艺均需要依次序进行掩蔽材料涂布、曝光、显影以获得刻蚀掩蔽层，使得整体制程过于复杂冗长；(2)资源浪费：由于大部分的刻蚀掩蔽材料20'均在光刻步骤中被去除而仅有少部分被留下形成刻蚀掩蔽层21'，使得掩蔽材料20'使用率低下，造成资源浪费和成本增加；(3)产品良率降低：由于在掩蔽材料涂布、曝光、显影等步骤中容易产生不良品，直接影响了最终的产品良率；以及，(4)维护成本高：由于光刻步骤中使用的曝光机设备结构复杂、价格昂贵且保养困难，因而造成整体制程的器械维护成本高昂。

因此，我们需要一种新的刻蚀掩蔽层的制备方法，以解决目前存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种免曝光显影的刻蚀遮蔽层的制备方法及制备系统，利用高压静电喷涂技术在待刻蚀层上直接形成刻蚀遮蔽层，从而免去刻蚀工艺中的光刻步骤，既简化制程，又避免了刻蚀掩蔽材料的浪费。

为了达到上述目的，本发明首先提供一种免曝光显影的刻蚀遮蔽层的制备方法，用于在刻蚀工艺中制备刻蚀遮蔽层，所述制备方法是在一待刻蚀层上静电喷射掩蔽材料以形成所述刻蚀遮蔽层。

在本发明一实施例中，利用一高压静电喷涂装置在所述待刻蚀层上静电喷射所述掩蔽材料，以形成所述刻蚀遮蔽层。所述高压静电喷涂装置具有本领域中已知的结构及部件。

在本发明一实施例中，在喷射所述掩蔽材料之前，在所述待刻蚀层上先形成一增黏层。

在本发明一实施例中，所述掩蔽材料为刻蚀工艺中常见的掩蔽材料，例如但不限于光刻胶。

在本发明一实施例中，所述增黏层为与所述遮蔽材料相容性好的材料，用以提高所形成的所述刻蚀遮蔽层的黏附性，避免所述刻蚀遮蔽层在刻蚀工艺中发生移位。所述增黏层的材料为本领域已知且有市售的商品，例如但不限于六甲基二硅亚胺(HMDS)。

在本发明一实施例中，所述高压静电喷涂装置与一控制单元导电连接，所述控制单元储存一预设的图形并控制所述高压静电喷涂装置根据所述预设的图形在所述待刻蚀层上静电喷射掩蔽材料以形成所述刻蚀遮蔽层。

本发明还提供一种免曝光显影的刻蚀遮蔽层的制备系统，用于在刻蚀工艺中制备刻蚀遮蔽层。所述制备系统包括一控制单元和一高压静电喷涂装置；其中，所述控制单元与所述高压静电喷涂装置导电连接，用于控制所述高压静电喷涂装置根据一预设的图形在一待刻蚀层上喷射掩蔽材料以形成所述刻蚀遮蔽层。所述高压静电喷涂装置具有本领域中已知的结构及部件。

在本发明一实施例中，所述高压静电喷涂装置至少包括以下部件：至少一喷头单元、一接收装置和一供电装置；其中，所述接收装置与所述喷头单元相对设置，所述待刻蚀层置于所述接收装置上，用以在所述待刻蚀层上承接所述喷头单元喷射出来的掩蔽材料；所述供电装置用于向所述制备系统提供电源，并在所述接收装置与所述喷头单元之间施加一高压电场，所述高压电场的电压可以根据实际工艺要求进行设置。在一实施例中，所述高压电场的电压被设置为高于1KV。

在本发明一实施例中，所述喷头单元具有数个喷射针头。

在本发明一实施例中，可以根据实际布线要求选择适当的喷射针头形状。所述喷射针头的形状例如但不限于圆形、方形、椭圆形或同轴圆形等。

在本发明一实施例中，所述喷射针头的直径范围可以根据实际工艺进度要求进行设置设置。在本发明一实施例中，所述喷射针头的直径范围在10nm～100μm之间。

在本发明一实施例中，在所述喷射针头上设置一电荷稳定装置。