光刻方法技术

本发明专利技术公开了一种光刻方法，包括：对硅片表面进行清洗、脱水和成膜处理；在处理后的硅片表面旋涂一层光刻胶；在光刻胶表面旋涂一层水膜；在涂有水膜的光刻胶表面旋涂一层顶部抗反射层（ＴＡＲＣ）膜；对涂有ＴＡＲＣ膜的光刻胶依次进行对准、曝光和显影。应用本发明专利技术所述的方案，能够减少ＴＡＲＣ溶液的用量，进而降低光刻工艺的实现成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造技术，特别涉及一种。
技术介绍
现有技术中，在进行离子注入等工艺之前，需要先利用光刻工艺在硅片表面形成 所需图形，然后再根据形成的图形进行离子注入等。图1为现有光刻工艺的实现过程示意 图。如图1所示，包括以下步骤步骤101 对硅片表面进行清洗、脱水和成膜处理。清洗包括湿法清洗和去离子水冲洗，以去除硅片表面的污染物，如颗粒、有机物以 及工艺残余等；脱水致干烘培在一个封闭腔内完成，以去除硅片表面的大部分水汽；脱水 后立即用六甲基二硅胺烷(HMDS)等进行成膜处理，以增强硅片表面的黏附性。步骤102 在处理后的硅片表面旋涂一层光刻胶。通常，还需要对旋涂到硅片表面的光刻胶进行软烘处理，以去除光刻胶中的溶剂， 从而提高光刻胶对硅片表面的黏附性以及光刻胶的均勻性。步骤103 在光刻胶表面旋涂一层顶部抗反射层(TARC)膜。由于后续需要对光刻胶进行曝光处理，为了保证后续曝光质量，即尽量避免光的 反射，消除驻波效应，本步骤中，需要在光刻胶上旋涂一层TARC膜。下面结合附图，对TARC膜的旋涂过程作进一步说明图2为现有TARC膜的旋涂过程示意图。其中，图2(A)为未旋涂TARC膜之前的硅 片示意图，图2(B)为正在进行TARC膜旋涂时的示意图，图2(C)为TARC膜旋涂完毕后的示 意图。如图2(A) 2(C)所示，硅片通过某种方式固定在机台上，机台上方的喷嘴喷出TARC 溶液，同时，机台在电机(未图示)的驱动下进行旋转，比如转速为IK 3K转/分钟，进而 驱动硅片旋转，从而将TARC溶液均勻旋涂到硅片表面的光刻胶上，形成一层TARC膜。步骤104 对涂有TARC膜的光刻胶依次进行对准、曝光和显影。将掩膜版与硅片表面的正确位置对准，对准之后，将掩膜版和硅片曝光，把掩膜版 图形以亮暗的特征转移到涂有光刻胶的硅片上。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上的可溶解区 域溶解，将可见的图形留在硅片表面。后续，还需要进行坚膜烘培，即显影后的热烘处理，以去除光刻胶中残留的溶剂， 进一步提高光刻胶对硅片表面的黏附性。由于在半导体制造工艺中，很多情况下会需要进行离子注入等工艺，而在每次离 子注入等工艺前的光刻过程中，都需要利用TARC溶液来进行TARC膜的旋涂，这就导致TARC 溶液的用量需求非常大，所以，希望能够找到一种方法来降低TARC溶液的用量，进而降低 光刻工艺的实现成本。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，能够减少TARC溶液的用量。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的一种，该方法包括对硅片表面进行清洗、脱水和成膜处理；在处理后的硅片表面旋涂一层光刻胶； 在光刻胶表面旋涂一层水膜；在涂有水膜的光刻胶表面旋涂一层顶部抗反射层TARC膜；对 涂有TARC膜的光刻胶依次进行对准、曝光和显影。较佳地，所述水膜的成分为去离子水；所述去离子水的用量为3 8毫升。较佳地，所述旋涂TARC膜所用TARC溶液的用量为2. 8 3. 2毫升。可见，采用本专利技术实施例的技术方案，在硅片表面旋涂光刻胶之后，首先在光刻胶 上旋涂一层水膜，然后再利用TARC溶液进行TARC膜的旋涂。由于TARC溶液具有易溶于水 的特性，即能够很容易地在水中均勻扩散开，因此，与现有技术中需要使用较多的TARC溶 液才能在光刻胶表面生成一层均勻的TARC膜相比，本专利技术所述方案只需使用较少的TARC 溶液，即可得到均勻的TARC膜，进而降低了光刻工艺的实现成本。附图说明图1为现有光刻工艺的实现过程示意图。图2为现有TARC膜的旋涂过程示意图；其中，图2(A)为未旋涂TARC膜之前的硅 片示意图；图2(B)为正在进行TARC膜旋涂时的示意图；图2 (C)为TARC膜旋涂完毕后的示意图。图3为本专利技术实施例中光刻工艺的实现过程示意图。图4为本专利技术实施例中水膜的旋涂过程示意图；其中，图4(A)为未旋涂水膜之前 的硅片示意图；图4(B)为正在进行水膜旋涂时的示意图；图4(C)为水膜旋涂完毕后的示 意图；图4(D)为正在进行TARC膜旋涂时的示意图。图5为当TARC溶液的用量在2. 8 3. 2cc时，在显微镜下观察到的TARC膜旋涂 情况示意图。图6为当TARC溶液的用量为2. 6cc时，在显微镜下观察到的TARC膜旋涂情况示意图。图7为按照现有技术进行TARC膜的旋涂后，不同采样点上的TARC膜的厚度示意图。图8为按照本专利技术所述方案进行TARC膜旋涂后，不同采样点上的TARC膜的厚度 示意图。具体实施例方式针对现有技术中存在的问题，本专利技术中提出一种改进的，即在硅片表面 旋涂光刻胶之后，首先在光刻胶表面旋涂一层水膜，然后再进行TARC膜的旋涂。由于TARC 溶液主要由感光剂和添加剂等材料构成，具有易溶于水的特性，即能够很容易地在水中均 勻扩散开，因此，与现有技术中需要使用较多的TARC溶液才能在光刻胶表面生成一层均勻 的TARC膜相比，本专利技术所述方案只需使用较少的TARC溶液，即可得到均勻的TARC膜。为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术作进一步地详细说明。图3为本专利技术实施例中光刻工艺的实现过程示意图。如图3所示，包括以下步骤步骤301 对硅片表面进行清洗、脱水和成膜处理。步骤302 在处理后的硅片表面旋涂一层光刻胶。步骤301 302的具体实现与步骤101 102相同，不再赘述。步骤303 在光刻胶表面旋涂一层水膜。由于TARC溶液具有易溶于水的特性，因此本专利技术所述方案在进行TARC膜的旋涂 之前，首先在光刻胶表面旋涂一层水膜。图4为本专利技术实施例中水膜的旋涂过程示意图。其中，图4(A)为未旋涂水膜之前 的硅片示意图；图4(B)为正在进行水膜旋涂时的示意图；图4(C)为水膜旋涂完毕后的示 意图；图4(D)为正在进行TARC膜旋涂时的示意图。可以看出，图4(A)和图4(D)的具体实 现与图2(A)和图2(B)相同。本专利技术中所述水膜的成份通常是指去离子水(DIW)。如图4(B)所示，位于机台上方的喷嘴喷出去离子水，在喷嘴喷出去离子水的同 时，机台在电机的驱动下进行旋转，从而将喷嘴中喷出的去离子水均勻旋涂到光刻胶表面， 形成一层水膜。在实际应用中，机台可以以每分钟IK 3K转的速度进行旋转，并在旋转1 3秒 后停止旋转，同时，喷嘴停止喷出去离子水，从而在光刻胶表面形成一层均勻的水膜。水膜 旋涂过程中，去离子水的用量总共为3 8毫升(cc)左右。步骤304 在涂有水膜的光刻胶表面旋涂一层TARC膜。步骤305 对涂有TARC膜的光刻胶依次进行对准、曝光和显影。步骤304 305的具体实现与步骤103 104相同，不再赘述。总之，采用本专利技术的技术方案，在硅片表面旋涂光刻胶之后，首先在光刻胶上旋涂 一层水膜，然后再进行TARC膜的旋涂。由于TARC溶液具有易溶于水的特性，即能够很容易 地在水中均勻扩散开，因此，只需使用较少的TARC溶液，即可得到均勻的TARC膜。试验表 明，本专利技术所述方案能够将TARC溶液的用量从现有的5cc减少到2. 8 3. 2cc。图5为当 TARC溶液的用量在2. 8 3. 2cc时，在显微镜下观察到的TARC膜旋涂情况示意图；图6为 当TARC溶液的用量为2. 6cc时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻方法，该方法包括：对硅片表面进行清洗、脱水和成膜处理；在处理后的硅片表面旋涂一层光刻胶；在光刻胶表面旋涂一层水膜；在涂有水膜的光刻胶表面旋涂一层顶部抗反射层ＴＡＲＣ膜；对涂有ＴＡＲＣ膜的光刻胶依次进行对准、曝光和显影。

【技术特征摘要】
一种光刻方法，该方法包括对硅片表面进行清洗、脱水和成膜处理；在处理后的硅片表面旋涂一层光刻胶；在光刻胶表面旋涂一层水膜；在涂有水膜的光刻胶表面旋涂一层顶部抗反射层TARC膜；对涂有TARC膜的光刻胶依次进行对准、曝光和显影。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃柳莎，安辉，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31