[发明专利]重新形成光刻胶图形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体元器件的制造技术，尤其是指一种重新形成光刻胶图形的方法。

背景技术

在半导体元器件的制造过程中，经常需要在晶圆衬底上制作出极细微尺寸的电路结构图形(pattern)，以形成各种类型的复杂的半导体元器件，完成相应的电子功能。随着芯片的集成度的迅速提高，半导体元器件的尺寸也越来越小，制造工业也越来越精细。

在现有技术中，当半导体工艺进入65nm之后，为了在晶片上形成精细的图形，通常会通过使用三层掩膜技术(Tri-layer scheme)在晶圆表面形成硬掩膜层并配合光刻胶形成掩膜图形。

图1为现有技术中使用三层技术形成光刻胶图形的方法流程图。图2为现有技术中使用三层掩膜技术形成光刻胶图形的示意图。如图1所示并结合图2，现有技术中使用三层掩膜技术形成光刻胶图形的方法包括如下所述的步骤：

步骤101，在基底材料上形成介质层。

如图2所示，在本步骤中，可通过多种方法，例如，化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)等方法进行沉积，从而在基底材料200上形成待蚀刻的介质层201。

步骤102，在介质层上形成底部抗反射涂层(BARC)。

如图2所示，在本步骤中，将在介质层201上通过常用的沉积等方法形成BARC层202。

步骤103，在BARC层上形成硬掩膜(HM，hard mask)层。

如图所示，在本步骤中，将在BARC层202上通过常用的沉积等方法形成HM层203。其中，所述HM层通常是利用CVD方法在低温下形成的低温氧化物(LTO，Low Temperture Oxide)层。

步骤104，在HM层上形成光刻胶(PR)层，并对PR层依次执行曝光、显影(Development)、清洗工序，形成光刻胶图形。

如图2所示，在本步骤中，首先可以通过旋涂等方法在HM层203上覆盖上一层PR层204；然后，依次通过曝光、显影、清洗等工序，在PR层上形成相应的掩膜图形，该掩膜图形可称为光刻胶图形或光掩膜。

然而，在现有技术中的印刷(Litho)工艺中，由于各种客观条件(例如，环境条件的变化等)或主观条件(例如，操作失误等)的影响，上述步骤104在执行过程中有可能会出现一些异常情况，导致在PR层上形成一些不需要的或非正常的光刻胶图形，从而对后续的操作容易造成不良的影响。因此，在现有的三层掩膜技术中，在上述光刻胶图形形成之后，如果在PR层上所形成的光刻胶图形出现异常，则需要通过如下所述的重新形成光刻胶图形的方法，重新生成新的光刻胶图形。

图3为现有技术中重新形成光刻胶图形的方法流程图。图4(a)～图4(c)为现有技术中重新形成光刻胶图形的示意图。如图3所示并结合图4(a)～图4(c)，现有技术中重新形成光刻胶图形的方法包括如下所述的步骤：

步骤301，执行光刻胶层重做(PR re-work)工序。

本步骤中的PR re-work工序是针对上述Litho工艺中所出现的异常情况而采取的光刻胶层返工工序，目的是将不正常的光刻胶图形去掉。通常情况下，在进行PR re-work工序时，将使用含氧的气体(例如，O₂、CO₂或CO等)对PR层进行等离子体刻蚀，从而去除上述HM层上的光刻胶图形，如图4(a)所示，其中，虚线部分表示被去除的光刻胶图形。因此，该工序与现有技术中常用的灰化(Ashing)工序比较类似。

步骤302，执行光刻胶层重新涂覆(PR re-coating)工序。

在完成上述的PR re-work工序后，将执行PR re-coating工序，从而在去除PR层之后的HM层203上重新涂覆PR层204，如图4(b)所示。

步骤303，对PR层依次执行曝光、显影、清洗工序，重新形成新的光刻胶图形。

在本步骤中，可通过常用的光刻技术(例如，包括曝光、显影、清洗等工序)对PR层进行图案化处理，将已曝光的光刻胶去除，并留下未曝光的光刻胶，从而在PR层内重新形成所需的光刻胶图形，如图4(c)所示。

通过上述步骤101～104以及步骤301～303所形成的光刻胶图形均可作为光掩膜进行后续的操作。例如，可根据该光掩膜对HM层和BARC层进行刻蚀，然后去除暴露在外的HM层和BARC层；接着再以所述光掩膜、HM层和BARC层为掩膜，对介质层进行刻蚀以去除暴露在外的介质层，从而形成所需的微结构或半导体元器件。