專(zhuān)利名稱(chēng)：光刻膠修整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻膠的后處理方法，具體地說(shuō)，是一種對(duì)光刻膠進(jìn)行修整方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著集成電路制造向著深亞微米繼續(xù)發(fā)展，原有的光刻工具已經(jīng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足更微小的CD(Critical Dimension，臨界尺寸)分辨率。如圖1所示，一個(gè)具有孤立線(xiàn)條1和密集線(xiàn)條2的晶圓，頂層為利用現(xiàn)有光刻設(shè)備形成的光刻膠線(xiàn)條(包括1和2)，下層為硬掩模層3(hardmask)，再下為柵極結(jié)構(gòu)或其他介質(zhì)層。對(duì)于深亞微米工藝，由于高寬比(aspect ratio)的越來(lái)越大，因此工藝時(shí)反應(yīng)氣體會(huì)由于微負(fù)載效應(yīng)(microloading)而難以深入到線(xiàn)條底部，從而出現(xiàn)梯形甚至錐形線(xiàn)條，影響以后的刻蝕，如圖2、圖3所示。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本方法著重于在光刻膠線(xiàn)條修整的同時(shí)對(duì)線(xiàn)條上部進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，從而獲得陡直的光刻膠線(xiàn)條。
本發(fā)明的目的是提供一種光刻膠修整方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明由步驟A和B構(gòu)成(本發(fā)明的氣體組分，均采用體積百分比)A.以氟碳類(lèi)氣體為處理氣體，氣流方向垂直于晶圓表面，在光刻膠表面形成C-F鏈高聚物層；B.以氧氣和H2N2混合氣體對(duì)光刻膠線(xiàn)條進(jìn)行修整，氣流方向垂直于晶圓表面。
所述的氟碳類(lèi)氣體，優(yōu)選采用C4F8。
所述的氧氣和H2N2混合氣體，其體積比為90～95vt％的氧氣和5-10vt％的H2N2氣體。
在步驟B中，氣體流量為500-1000sccm，優(yōu)選采用800sccm。
在步驟A和B中，下電極功率為40～80W，優(yōu)選采用60W。
如圖2所示，從上到下，第一層為光刻好的光刻膠；光刻膠的下面是硬掩模層，主要成份是SixOyNz；硬掩模層的下面是介質(zhì)層或襯底。
由于光刻膠的主要成分是含碳有機(jī)物，因此墊積在光刻膠上的保護(hù)層也應(yīng)該是有機(jī)聚合物，這樣才能在去膠過(guò)程中一并除去，不影響后續(xù)工藝。如圖4所示氣流及墊積保護(hù)層的示意圖。
能夠形成較多聚合物的主要是氟碳類(lèi)氣體，主要有C4F8、C2F6、CHF4等。在等離子體的作用下可以形成C-F鏈高聚物4(如圖4中所示)，形成保護(hù)。另一方面，由于F和硬掩模層(主要成份SiON)能夠進(jìn)行較為激烈的反應(yīng)，因此氣體組分中F的含量要少，且下電極功率不宜過(guò)大，一般功率在40-80W。因此優(yōu)選采用的氣體為C4F8，它可以形成較多的氟碳聚合物墊積在光刻膠線(xiàn)條頂部，含F(xiàn)比例較小，對(duì)下層介質(zhì)的損傷較小。
對(duì)光刻膠線(xiàn)條進(jìn)行修整的氣體主要為大流量(500-1000sccm)的氧氣，含量為90～95vt％；另外加入5-10vt％的H2N2氣體，有助于線(xiàn)條的輪廓控制。
本方法采用的氣流方向垂直于晶圓表面，這樣有利于形成陡直的線(xiàn)條輪廓。從圖4可以看出，由于微負(fù)載效應(yīng)的影響，形成保護(hù)膜的氣體和修整氣體都難以到達(dá)密集線(xiàn)條底部，所以可以保持在線(xiàn)條的上部有較快的墊積速率和修整速率，相對(duì)的，底部有較慢的墊積速率和修整速率，這樣保持了一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，從而使得線(xiàn)條輪廓能夠得以控制。同時(shí)單純的垂直氣流有利于工藝設(shè)備的實(shí)現(xiàn)，減少了氣流方向交叉產(chǎn)生的氣體擾動(dòng)對(duì)整個(gè)工藝的影響。
下電極功率根據(jù)線(xiàn)條高寬比(aspect ratio)對(duì)氣流的影響和等離子體對(duì)下層介質(zhì)的損傷兩個(gè)因素來(lái)考慮，一般為40～80W。
在進(jìn)行修整工藝的同時(shí)加入生成保護(hù)膜的氣體，不僅有利于形成陡直的側(cè)壁輪廓，另外還能保證光刻膠線(xiàn)條的厚度，否則進(jìn)行下一步工藝時(shí)會(huì)導(dǎo)致光刻膠留膜厚度不足而造成的下層介質(zhì)過(guò)早暴露，從而使器件報(bào)廢。


圖1為現(xiàn)有光刻膠的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為現(xiàn)有光刻膠修整前的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為現(xiàn)有光刻膠修整后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的氣流及墊積保護(hù)層的示意圖。
圖5為實(shí)施例1處理光刻膠后得到的光刻膠線(xiàn)條。
圖6為對(duì)比例1處理光刻膠后得到的光刻膠線(xiàn)條。
具體實(shí)施例方式
下面提供的實(shí)施例用于進(jìn)一步闡述本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
1.材料實(shí)施例所用C4F8及其他氣體由香港特氣公司提供，純度均大于99.999％。
2.設(shè)備使用RAINBOW4420多晶硅刻蝕機(jī)進(jìn)行修整。
實(shí)施例1A.以C4F8為處理氣體，氣流方向垂直于晶圓表面，并在等離子體的作用下，在光刻膠表面形成C-F鏈高聚物層；B.以93vt％的氧氣和7vt％的H2N2氣體的混合氣體對(duì)光刻膠線(xiàn)條進(jìn)行修整，氣流方向垂直于晶圓表面，氣體流量為800sccm。
在步驟A和B中，下電極功率均為60W。
修整后效果如圖5所示。
對(duì)比例1A.以C4F8為處理氣體，氣流方向與晶圓表面成45度，并在等離子體的作用下，在光刻膠表面形成C-F鏈高聚物層；B.以93vt％的氧氣和7vt％的H2N2氣體的混合氣體對(duì)光刻膠線(xiàn)條進(jìn)行修整，氣流方向與晶圓表面成45度，氣體流量為750sccm。
修整后效果如圖6所示。
在步驟A和B中，下電極功率均為60W。
對(duì)比圖5和圖6可知，實(shí)施例1的修整效果要明顯好于對(duì)比例1。
實(shí)施例2A.以C4F8為處理氣體，氣流方向垂直于晶圓表面，并在等離子體的作用下，在光刻膠表面形成C-F鏈高聚物層；B.以90vt％的氧氣和10vt％的H2N2氣體的混合氣體對(duì)光刻膠線(xiàn)條進(jìn)行修整，氣流方向垂直于晶圓表面，氣體流量為500sccm。
在步驟A和B中，下電極功率均為40W。
實(shí)施例3A.以C4F8為處理氣體，氣流方向垂直于晶圓表面，并在等離子體的作用下，在光刻膠表面形成C-F鏈高聚物層；B.以95vt％的氧氣和5vt％的H2N2氣體的混合氣體對(duì)光刻膠線(xiàn)條進(jìn)行修整，氣流方向垂直于晶圓表面，氣體流量為1000sccm。
在步驟A和B中，下電極功率均為80W。
權(quán)利要求
1.一種光刻膠修整方法，其特征在于，由步驟A和B構(gòu)成A.以氟碳類(lèi)氣體為處理氣體，氣流方向垂直于晶圓表面，在光刻膠表面形成C-F鏈高聚物層；B.以氧氣和H2N2混合氣體對(duì)光刻膠線(xiàn)條進(jìn)行修整，氣流方向垂直于晶圓表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻膠修整方法，其特征在于所述的氟碳類(lèi)氣體為C4F8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻膠修整方法，其特征在于所述的步驟B中的氧氣和H2N2混合氣體，其體積比為90～95vt％的氧氣和5-10vt％的H2N2氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻膠修整方法，其特征在于所述的步驟B中，氣體流量為500-1000sccm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光刻膠修整方法，其特征在于所述的步驟B中，氣體流量為800sccm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻膠修整方法，其特征在于所述的步驟A中，下電極功率為40～80W。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光刻膠修整方法，其特征在于所述的步驟A中，下電極功率為60W。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻膠修整方法，其特征在于所述的步驟B中，下電極功率為40～80W。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光刻膠修整方法，其特征在于所述的步驟B中，下電極功率為60W。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光刻膠修整方法。由以下步驟構(gòu)成以氟碳類(lèi)氣體為處理氣體，氣流方向垂直于晶圓表面，在光刻膠表面形成C－F鏈高聚物層；以氧氣和H
文檔編號(hào)G03F7/20GK1588234SQ20041006249
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月12日
發(fā)明者唐果 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司