[发明专利]光刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种光刻方法。

背景技术

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匀性。

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1K～3K转/分钟，进而驱动硅片旋转，从而将TARC溶液均匀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。

发明内容

本发明提供了一种光刻方法，能够减少TARC溶液的用量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

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。

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，采用本发明实施例的技术方案，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匀扩散开，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匀的TARC膜相比，本发明所述方案只需使用较少的TARC溶液，即可得到均匀的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为本发明实施例中光刻工艺的实现过程示意图。

图4为本发明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。