[发明专利]在超低透光率干法刻蚀工艺中改善图形缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种在超低透光率干法刻蚀工艺中改善图形缺陷的方法。

背景技术

在干法刻蚀中，卤素气体被广泛的应用。其刻蚀后反应生成的卤素聚合物具有吸水性也早已共知。由于传统工艺中带胶干刻和带胶注入往往通过两次光刻制程来实现，而干法刻蚀后所产生的黏附于光刻胶和刻蚀图形表面的反应聚合物(polymer)会通过湿法或干法，或干法加湿法等工艺去除后，再通过另外一次光刻完成后续注入图形的定义。因而由卤素聚合物所引起的图形缺陷不会影响后续工艺。但对于干法刻蚀后直接以光刻胶为掩膜做离子注入的类似工艺，由于接下来离子注入的效果将极大地依赖于刻蚀后光刻胶图形的完整性，干法刻蚀后残留在光刻胶表面及侧壁的卤素聚合物(如溴化氢)必须清除，否则这些类似的聚合物会吸收空气中的水汽并不断膨胀聚集成圆球状或絮状物体留在光刻胶表面。并且该缺陷状况会随着掩膜板透光率的下降而愈发严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在超低透光率干法刻蚀工艺中改善图形缺陷的方法，改善由刻蚀气体生成卤素化合物直接或间接造成的图形缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的在超低透光率干法刻蚀工艺中改善图形缺陷的方法是采用如下技术方案实现的：

步骤一、在硅衬底上形成薄膜，在所述薄膜上涂敷光刻胶，通过光刻打开所需的图形；

步骤二，利用光刻胶作为掩膜，通过干法刻蚀去除所述的薄膜，形成所需的图形；其中，还包括：

步骤三，干法刻蚀完成后，利用紫外光或高温对硅衬底上的光刻胶进行烘烤；

步骤四，以光刻胶作为掩膜完成离子注入。

采用本发明的方法，由于在干法刻蚀后增加了紫外光烘烤或高温烘烤的步骤，使干法刻蚀后所生成的卤素聚合物分解，挥发，从源头上抑制了卤素聚合物吸水膨胀而造成的图形缺陷，保证了离子注入的工艺可靠性。

附图说明

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是干法刻蚀后未做紫外光烘烤或高温烘烤的效果图；

图2是干法刻蚀后进行紫外光烘烤或高温烘烤的效果图；

图3-6是本发明的方法一实施例工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明中所述的“超低透光率”是指掩膜板图形中需被刻蚀部分的比例小于5％(clear data ratio＜5％)。

在超低透光率带胶干法刻蚀，离子注入的工艺中，最大问题在于及时清除由刻蚀后生成的卤素聚合物。由于卤素聚合物的活性较高，健能较弱，利用紫外光照射或高温烘烤能使其分解；再根据实际生产环境和作业需要增加Q-time的管理(紫外光照射或高温烘烤→离子注入)以便确保生产过程中的零缺陷。

结合图3-6所示，在本发明的实施例中，所述在超低透光率干法刻蚀工艺中改善图形缺陷的方法是按照如下工艺流程实现的：

步骤一、结合图3所示，在硅衬底上形成薄膜，该薄膜可以是导体膜，也可以是半导体膜；在所述薄膜上涂敷光刻胶，通过光刻打开所需的图形。

所述的“导体和半导体”泛指半导体工业生产中可能使用的薄膜，例如Si(硅)，Ge(锗)，Al(铝)等。

所述的“光刻胶”包含G-line，I-line，KrF，ArF及更短波长的应用于生产，研发的化学光敏物质。

步骤二，结合图4所示，利用光刻胶作为掩膜，通过干法刻蚀去除所述的薄膜，形成所需的图形；干法刻蚀气体中含有卤素或卤素化合物。

步骤三，结合图5所示，在正常干法刻蚀完成后，利用紫外光或高温对硅衬底上的光刻胶进行烘烤，将卤素聚合物分解，挥发。

采用紫外光烘烤还是采用高温烘烤需要根据使用的光刻胶种类进行选择。例如I-line可用紫外光烘烤，KrF则需要热板高温烘烤。

所述的“紫外光烘烤或高温烘烤”温度为150℃～250℃，烘烤时间长短不限。

步骤四，结合图6所示，以光刻胶作为掩膜完成离子注入。

图1是干法刻蚀后未做紫外光烘烤或高温烘烤的效果图，图1中存在聚合物形成的缺陷。

图2是干法刻蚀后进行紫外光烘烤或高温烘烤的效果图，由于干法刻蚀后所生成的卤素聚合物被分解、挥发，改善了由刻蚀气体生成卤素化合物直接或间接造成的图形缺陷。

以上通过具体实施方式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。