[发明专利]具有沟槽的半导体衬底的光刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种具有沟槽的半导体衬底的光刻方法。

背景技术

在半导体制作工艺中，光刻是其中一个非常重要的步骤。光刻工艺是将掩膜版上的图案复制到晶圆表面，其具体过程为：采用旋涂工艺在晶圆上形成光刻胶；对光刻胶进行热处理后置于曝光设备中，通过曝光工艺对所述光刻胶层进行曝光，将掩膜版上的图案转移到光刻胶层中；接着对曝光后的光刻胶层进行曝光后热处理，并通过显影工艺进行显影，在光刻胶中形成光刻图案。

在进行离子注入等工艺之前，需要先利用光刻工艺在半导体表面形成所需图形，然后再根据形成的图形进行离子注入等工艺。若需要将离子通过沟槽注入到沟槽底部的时候，需要在填平所述沟槽之前对半导体进行光刻工艺形成所需图形，然后进行离子注入。图1a～1c为现有技术中具有沟槽的半导体衬底光刻工艺的各步骤结构示意图。如图1a～1c所示，包括以下步骤：

步骤01：提供形成有沟槽101的半导体衬底100，如图1a所示。

步骤02：在半导体衬底100表面涂覆一层光刻胶102，如图1b所示，光刻胶102填满所述沟槽101。

通常，还需要对涂覆到半导体衬底100表面的光刻胶102进行前烘处理，以去除光刻胶102中的溶剂，从而提高光刻胶102对半导体衬底100表面的黏附性以及光刻胶102的均匀性。

步骤03：对光刻胶102依次进行对准、曝光和显影，如图1c所示。

将掩膜版与半导体衬底100表面的正确位置对准，对准之后，将掩膜版和半导体衬底100曝光，把掩膜版图形以亮暗的特征转移到涂有光刻胶102的半导体衬底100上。显影是在光刻工艺中的一种重要处理方式，可利用显影剂将光刻胶100上的可溶解区域溶解，将可见的图形留在半导体衬底100表面。

后续，还需要进行后烘，即显影后的热烘处理，以去除光刻胶102中残留的溶剂，进一步提高光刻胶102对半导体衬底100表面的黏附性。

但是由于沟槽101与半导体衬底100表面存在高度差，沟槽101处的光刻胶102厚度大，沟槽底部的光刻胶102不能被完全曝光，则显影无法去除光刻胶102，如图1c所示，会对后续的工艺造成影响，若曝光时间过长，则会延长生产时间，增加工艺成本。并且随着沟槽深度的变大，这一问题将变得显著。

发明内容

本发明提供了一种具有沟槽的半导体衬底的光刻方法，以解决现有技术中沟槽与半导体衬底表面存在高度差，使得沟槽中的光刻胶无法完全曝光的问题。

本发明提供的具有沟槽的半导体衬底的光刻方法，包括：

提供具有沟槽的半导体衬底；

在所述沟槽中填充保护材料；

在所述半导体衬底及保护材料上涂覆光刻胶；

对所述光刻胶进行曝光与显影，形成图形化的光刻胶；

刻蚀掉所述沟槽中未被图形化的光刻胶覆盖的保护材料。

进一步的，所述保护材料为底部抗反射薄膜。

进一步的，所述底部抗反射薄膜采用旋涂的方式填充所述沟槽。

进一步的，采用干法刻蚀去除沟槽中未被图形化的光刻胶覆盖的保护材料。

进一步的，采用CF₄/O₂、HBr、Cl₂或CHF₃等离子进行刻蚀。

进一步的，采用旋涂方式涂覆所述光刻胶。

进一步的，涂覆光刻胶之后还包括对所述光刻胶进行前烘。

进一步的，对所述光刻胶显影之后还包括对所述光刻胶进行后烘。

进一步的，所述保护材料填满所述沟槽。

进一步的，所述半导体衬底是硅衬底、锗硅衬底或绝缘体上硅衬底。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过在涂覆光刻胶之前先采用保护材料填充沟槽，使得半导体衬底表面平整，避免因沟槽与半导体衬底表面的高度差引起的沟槽中的光刻胶无法完全曝光的问题，从而在一定范围内提高光刻水平；

2、形成光刻图形之后再刻蚀掉沟槽中没有被图形所覆盖的保护材料，不会对后续的工艺制程造成影响。

附图说明

图1a～1c是现有技术中具有沟槽的半导体衬底光刻方法各步骤结构示意图。

图2为本发明一实施例所提供的具有沟槽的半导体衬底的光刻方法流程图。

图3a～3e为本发明一实施例所提供的具有沟槽的半导体衬底光刻方法各步骤结构示意图。

具体实施方式