专利名称：用于沟槽工艺改善光刻关键尺寸的方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种用于沟槽工艺改善光刻关键尺 寸的方法。
背景技术：
目前，当沟槽刻蚀形成后，因沟槽深度所带来的台阶差及沟槽本身的数据百分比 (data ratio)会给后续的光刻工艺带来极大的挑战，尤其是对关键尺寸的控制。针对沟槽 深度所带来的台阶差，后续的光刻工艺主要通过BARC (底部抗反射涂层)或化学材料旋涂， 或通过空白刻蚀来做表面平坦化。具体方法如图1-6所示，依次包括第一次化学填充材料 旋涂(参见图1)，第一次化学填充材料烘烤(参见图2)，空白刻蚀(参见图3，也可无此步 骤)，第二次化学填充材料旋涂(参见图4)，第二次化学填充材料烘烤(参见图幻，光刻胶 涂布、曝光、显影，后烘等正常光刻工序(参见图6)。但是简单的一次旋涂BARC可能不能完 全实现平坦化，而多次旋涂会造成BARC过厚。过厚的BARC导致光刻胶厚度相应增加以便 满足后续刻蚀工艺需要，而光刻胶厚度的增加将直接影响整个光刻工艺的窗口及关键尺寸 的控制能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于沟槽工艺改善光刻关键尺寸的方法，能 够改善沟槽工艺中光刻关键尺寸CD的控制能力并优化工艺窗口。为解决上述技术问题，本发明的用于沟槽工艺改善光刻关键尺寸的方法是采用如 下技术方案实现的步骤一，在沟槽和硅片的表面旋涂负性光刻胶，然后进行烘烤；步骤二，利用具有前层沟槽图形的掩模板进行曝光，显影；步骤三，在沟槽内形成的图形上进行底部抗反射材料BARC的旋涂，烘烤。在沟槽工艺中改善光刻关键尺寸的问题主要在于如何实现在光刻胶涂布前，将硅 片表面尽可能的平坦化且BARC (底部抗反射涂层)厚度不能过厚。本发明利用一次光刻实 现对原有沟槽的填充覆盖，且可通过光刻胶厚度的调整来控制台阶高度。再通过旋涂底部 抗反射材料BARC来进一步平坦化和改善沟槽底部杂乱散射光对关键尺寸的影响及扩大工 艺窗口。本发明的方法削减了现有技术中的刻蚀工艺，提高平坦化效果，且无需增加额外资 源；解决沟槽工艺中光刻关键尺寸CD的控制能力并优化了工艺窗口。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1-6是现有的在沟槽工艺中改善光刻关键尺寸的方法流程示意图；图7-11是本发明的方法流程示意图； 图12是本发明的方法控制流程图。
具体实施例方式在本发明的一实施例中，所述用于沟槽工艺改善光刻关键尺寸的方法是在沟槽形 成后光刻胶涂布前，对存在台阶的硅片进行平坦化处理。其中包括一次光刻和一次BARC 旋涂。具体包括如下步骤步骤一，结合图7所示，负性光刻胶旋涂，烘烤。在沟槽和硅片的表面旋涂负性光 刻胶，然后进行烘烤。所述负性光刻胶是指与传统沟槽光刻极性相反的光刻胶，若沟槽光刻 使用负胶，则旋涂正胶，并以此类推。所述负性光刻胶可以是G-line，I-line, KrF, ArF甚 至适用于更短波长的光刻胶，其厚度不限。步骤二，结合图8所示，利用具有前层沟槽图形的掩模板进行曝光，显影。所述具 有前层沟槽图形的掩模板可以是原有沟槽图形的掩模板，也可以是包含前层图形的掩模 板。实施本步骤的目的是利用正性光刻胶和负性光刻胶曝光后图形互补的原理实现沟槽填 充，但沟槽外的光刻胶被显影除去。如图9所示，曝光后图形形成在沟槽内。步骤三，结合图10所示，在沟槽内形成的图形上进行底部抗反射材料BARC的旋 涂，烘烤。所述的底部抗反射材料BARC的种类应满足后续工艺步骤中光刻胶匹配的要求。 通过本步骤可以进一步平坦化硅片表面和改善沟槽底部杂乱散射光对关键尺寸的影响，同 时增加了工艺窗口。步骤四，结合图11所示，在底部抗反射材料BARC上进行光刻胶的旋涂，烘烤，曝 光，显影。本步骤中所述的光刻胶可以是正性光刻胶，也可以是负性光刻胶。以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限 制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于沟槽工艺改善光刻关键尺寸的方法，其特征在于，包括如下步骤步骤一，在沟槽和硅片的表面旋涂负性光刻胶，然后进行烘烤；步骤二，利用具有前层沟槽图形的掩模板进行曝光，显影；步骤三，在沟槽内形成的图形上进行底部抗反射材料BARC的旋涂，烘烤。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤一中所述负性光刻胶是指与沟槽光刻 极性相反的光刻胶，若沟槽光刻使用负胶，则旋涂正胶，并以此类推；所述负性光刻胶可以 是G-line，I-line, KrF, ArF甚至适用于更短波长的光刻胶，旋涂的负性光刻胶厚度不限。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤二中所述具有前层沟槽图形的掩模板 可以是原有沟槽图形的掩模板，也可以是包含前层图形的掩模板。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤三中所述底部抗反射材料BARC的种类 应满足后续工艺步骤中光刻胶匹配的要求。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步还包括在底部抗反射材料BARC上进 行光刻胶的旋涂，烘烤，曝光，显影的步骤；本步骤中所述的光刻胶可以是正性光刻胶，也可 以是负性光刻胶。
全文摘要
本发明公开了一种用于沟槽工艺改善光刻关键尺寸的方法，步骤一，在沟槽和硅片的表面旋涂负性光刻胶，然后进行烘烤；步骤二，利用具有前层沟槽图形的掩模板进行曝光，显影；步骤三，在沟槽内形成的图形上进行底部抗反射材料BARC的旋涂，烘烤。本发明能够改善沟槽工艺中光刻关键尺寸CD的控制能力并优化工艺窗口。
文档编号G03F7/00GK102087471SQ20091020190
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月8日 优先权日2009年12月8日
发明者吴鹏, 阚欢 申请人:上海华虹Nec电子有限公司