專利名稱：一種對地形進行平坦化光刻工藝的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于半導體集成電路制造領域，具體涉及一種光刻工藝方法，尤其涉及一種對地形進行平坦化光刻工藝的方法。
背景技術：
目前，在一些特殊工藝(例如BCS13G)存在跨越地形(gate poly)臺階差d> 2700 埃的飛線(runner poly)，同時根據(jù)器件性能要求該層的線寬很小(0. 13um(微米))，如圖1 和圖2A所示。如圖2A所示的結構按以下工藝步驟形成在硅襯底1上沉積多晶硅，刻蝕多晶硅形成多晶硅柵極(gate poly)，即地形2，在地形2上沉積300埃氧化硅3，在氧化硅3 上沉積1500埃多晶硅，形成飛線4 (runner poly)。在工藝實施過程中，直接做光刻工藝，旋涂BARC(Bottom Anti-Reflective Coating，底部抗反射材料)和光刻膠，因巨大的臺階差不能實現(xiàn)平坦化，飛線(rurmerpoly)的光刻膠走線在顯影后會倒塌，如圖2B。簡單的增加 BARC厚度相應增加后續(xù)刻蝕工藝難度，而光刻膠厚度的增加將直接影響整個光刻工藝的窗口及關鍵尺寸的控制能力。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種對地形進行平坦化光刻工藝的方法，該方法能改善巨大的臺階差工藝中光刻工藝的窗口及關鍵尺寸的控制能力。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種對地形進行平坦化光刻工藝的方法，包括如下步驟(1)采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結構，在該結構的基礎上進行負性光刻膠的旋涂，烘烤；(2)利用負性光刻膠酸離子對能量反應的曲線進行非充分曝光顯影，去掉部分負性光刻膠，使其剛好露出地形(gate poly)，實現(xiàn)平坦化；(3)底部抗反射材料BARC的旋涂，烘烤；(4)光刻膠的旋涂，烘烤，曝光，顯影。在步驟(1)中，所述采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結構，該臺階差d > 1500 埃。在步驟(1)中，所述采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結構，該方法包括如下步驟首先，在硅襯底上沉積多晶硅，刻蝕多晶硅形成多晶硅柵極，即地形；然后，在地形上沉積氧化硅，在氧化硅上沉積多晶硅，形成飛線。在步驟(1)中，所述負性光刻膠作為填充材料，是G-line，I-line, KrF, ArF或更短波長的光刻膠。在步驟⑵中，如負性光刻膠是KrF膠，該步驟曝光所用光刻機可用紫外線處理設備代替，具體方法是用紫外線照射晶圓，代替光刻機對晶圓整面曝光。在步驟( 中，所述底部抗反射材料BARC的類型應滿足步驟(4)中所述光刻膠的匹配要求。在步驟中，所述光刻膠可以是正性光刻膠，也可以是負性光刻膠。步驟(3)中的底部抗反射材料BARC和步驟(4)中的光刻膠的厚度隨線寬的關鍵尺寸變化而定。如飛線的關鍵尺寸為0. 13微米，則步驟(3)中的底部抗反射材料BARC為DUV44 類型，其厚度為760埃，步驟中的光刻膠為SEPR602類型，其厚度為4700埃。和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果采用本發(fā)明方法可以改善巨大的臺階差工藝中光刻工藝的窗口及關鍵尺寸的控制能力，并減少其對后續(xù)刻蝕工藝的影響，降低后續(xù)刻蝕工藝的難度。


圖1是在現(xiàn)有的特殊工藝(例如BCS13G)中存在跨越地形(gate poly)臺階差d > 2700埃的飛線(runner poly)的示意圖；圖2A是圖1的具體結構示意圖；圖2B是按圖1和圖2的結構，因巨大的臺階差不能實現(xiàn)平坦化，導致飛線(runner poly)的光刻膠走線在顯影后倒塌的示意圖；圖3A和圖;3B是本發(fā)明方法步驟(1)完成后的示意圖；圖4A和圖4B是本發(fā)明方法步驟⑵完成后的示意圖；圖4C是本發(fā)明在步驟⑵ 中選擇在b點的能量曝光示意圖；圖5是本發(fā)明方法步驟(3)完成后的示意圖；圖6是本發(fā)明方法步驟完成后的示意圖；其中，1是硅襯底，2是地形(gate poly)，3是氧化硅(Si02)，4是飛線(runner poly)，5是負性光刻膠，6是底部抗反射材料BARC，7是光刻膠。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。本發(fā)明一種對地形進行平坦化光刻工藝的方法適用于影響了光刻工藝的窗口及關鍵尺寸，有巨大臺階差(d> 1500埃)的地形平坦化。對這種地形有巨大落差的光刻工藝應首先對下地進行平坦化處理，本方法利用負性光刻膠作為填充材料(取代了傳統(tǒng)所用的填充材料或BARC)先對下地進行平坦化，利用光刻膠酸離子對能量反應的曲線進行非充分曝光顯影(如圖3B)，去掉部分負性光刻膠(取代了傳統(tǒng)所用的蝕刻)，再通過旋涂的 BARC(底部抗反射材料)進一步平坦化和改善底部雜亂散射光對關鍵尺寸的影響，最后光刻膠的旋涂，烘烤，曝光，顯影。本發(fā)明的一種對地形進行平坦化光刻工藝的方法，具體實施方法包括如下步驟(1)采用現(xiàn)有的方法形成圖2A所示的結構(例如，在硅襯底1上沉積多晶硅，刻蝕多晶硅形成多晶硅柵極(gate poly)，即地形2，在地形2上沉積300埃氧化硅3，在氧化硅3上沉積1500埃多晶硅，形成飛線4(runner poly))，在圖2A所示結構的基礎上(即在飛線4上)進行負性光刻膠5的旋涂，烘烤(如圖3A和圖3B)。負性光刻膠5作為填充材料，可以是G-line，I-line,KrF,ArF甚至適用于更短波長的光刻膠，其厚度不限。
(2)利用負性光刻膠酸離子對能量反應的曲線進行非充分曝光顯影，如圖4C所示選擇在a區(qū)域的能量非充分曝光，去掉部分負性光刻膠5，使其剛好露出地形2 (gate poly)，實現(xiàn)平坦化(如圖4A和圖4B)，取代了傳統(tǒng)方法所采用的蝕刻。如負性光刻膠是KrF 膠，該步驟曝光所用光刻機可用紫外線處理設備代替，從而降低成本。具體方法是用紫外線 (波長范圍220-320nm)照射晶圓，代替光刻機對晶圓整面曝光，如日本USHIO公司的紫外線處理設備UMA-1002。(3)底部抗反射材料BARC 6的旋涂，烘烤(如圖幻。底部抗反射材料BARC 6的類型應滿足后續(xù)光刻膠7 (見圖6)匹配要求。底部抗反射材料BARC 6和光刻膠7的厚度隨線寬CD (關鍵尺寸)變化而定，如飛線4 (runner poly) CD :0. 13um(微米)，則DUV44 (底部抗反射材料BARC 6的一種類型)的厚度為760埃，SEPR602 (光刻膠7的一種類型)的厚度為4700埃，后續(xù)光刻膠7可以是正性光刻膠，也可以是負性光刻膠。(4)光刻膠7的旋涂，烘烤，曝光，顯影(如圖6)。該步驟采用的光刻膠7可以是正性光刻膠，也可以是負性光刻膠。
權利要求
1.一種對地形進行平坦化光刻工藝的方法，其特征是包括如下步驟(1)采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結構，在該結構的基礎上進行負性光刻膠的旋涂，烘烤；(2)利用負性光刻膠酸離子對能量反應的曲線進行非充分曝光顯影，去掉部分負性光刻膠，使其剛好露出地形，實現(xiàn)平坦化；(3)底部抗反射材料BARC的旋涂，烘烤；(4)光刻膠的旋涂，烘烤，曝光，顯影。
2.如權利要求1所述的對地形進行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(1)中， 所述采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結構，該臺階差d> 1500埃。
3.如權利要求1或2所述的對地形進行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(1) 中，所述采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結構，該方法包括如下步驟首先，在硅襯底上沉積多晶硅，刻蝕多晶硅形成多晶硅柵極，即地形；然后，在地形上沉積氧化硅，在氧化硅上沉積多晶硅，形成飛線。
4.如權利要求1所述的對地形進行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(1)中， 所述負性光刻膠作為填充材料，是G-line，I-line, KrF, ArF或更短波長的光刻膠。
5.如權利要求1所述的對地形進行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(2)中， 如負性光刻膠是KrF膠，該步驟曝光所用光刻機可用紫外線處理設備代替，具體方法是用紫外線照射晶圓，代替光刻機對晶圓整面曝光。
6.如權利要求1所述的對地形進行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(3)中， 所述底部抗反射材料BARC的類型應滿足步驟中所述光刻膠的匹配要求。
7.如權利要求1所述的對地形進行平坦化光刻工藝的方法，其特征是在步驟(4)中， 所述光刻膠可以是正性光刻膠，也可以是負性光刻膠。
8.如權利要求1所述的對地形進行平坦化光刻工藝的方法，其特征是步驟(3)中的底部抗反射材料BARC和步驟中的光刻膠的厚度隨線寬的關鍵尺寸變化而定。
9.如權利要求6-8任一項所述的對地形進行平坦化光刻工藝的方法，其特征是如飛線的關鍵尺寸為0. 13微米，則步驟(3)中的底部抗反射材料BARC為DUV44類型，其厚度為 760埃，步驟(4)中的光刻膠為SEPR602類型，其厚度為4700埃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對地形進行平坦化光刻工藝的方法，包括如下步驟(1)采用現(xiàn)有的方法形成跨越地形臺階差的飛線結構，在該結構的基礎上進行負性光刻膠的旋涂，烘烤；(2)利用負性光刻膠酸離子對能量反應的曲線進行非充分曝光顯影，去掉部分負性光刻膠，使其剛好露出地形(gate poly)，實現(xiàn)平坦化；(3)底部抗反射材料BARC的旋涂，烘烤；(4)光刻膠的旋涂，烘烤，曝光，顯影。該方法能改善巨大的臺階差工藝中光刻工藝的窗口及關鍵尺寸的控制能力。
文檔編號H01L21/027GK102314077SQ20101022157
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權日2010年7月8日
發(fā)明者何偉明, 朱治國, 蘇波 申請人:上海華虹Nec電子有限公司