[发明专利]光阻图案的形成方法以及刻蚀工艺、曝光设备

说明书

技术领域

本发明涉及制造半导体器件的技术领域,尤其涉及一种光阻图案的形成方法以及一种刻蚀工艺，还涉及一种用于对光阻层进行曝光工艺的曝光设备。

背景技术

薄膜晶体管阵列基板(TFT-Array)或者是其他半导体集成电路中的电路图案，通常是采用刻蚀工艺制备获得。具体地，首先是在基底上制备形成待刻蚀薄膜层(导体薄膜或半导体薄膜)，然后在所述待刻蚀薄膜层制备形成光阻图案，最后在所述光阻图案的保护下对所述待刻蚀薄膜层进行刻蚀工艺，将所述光阻图案转移到待刻蚀薄膜层中，制备获得电路图案。电路图案中的斜边(Taper)角度和形貌，不仅影响着器件结构中层与层之间的粘附性的大小，其对产品的电性和品质都有着巨大的影响。如前所述，电路图案是通过刻蚀工艺将光阻图案转移到待刻蚀薄膜层中制备形成，要制备获得具有良好的Taper角度和形貌的电路图案，首先是要使得光阻图案也具有良好的Taper角度和形貌。

光阻图案的形成方法主要包括涂布(Coating)、减压干燥(Vacuum Dry)、曝光(Exposure)、显影(Developing)、烘烤(Post-baking)等步骤。随着器件特征尺寸的缩小，图案中的线宽越来越细，对器件制造的精确度要求越来越高，对图案的Taper角度和形貌的控制也越来越难。目前，造成光阻图案的Taper角度和形貌难以控制的主要原因是：在减压干燥的过程中，光阻层表面的溶剂快速挥发，由此使得光阻层表面变硬进而导致其下方的溶剂挥发速度变慢，其结果是对于光阻层的未曝光部分，其上层的溶剂含量较低从而不易于在显影液中的溶解，而下层的溶剂含量较高从而在显影液中的溶解速度较快。因此，在显影之后获得的光阻图案中，如图1所示，在靠近光阻图案1的上表面的位置形成上宽下窄的图形(呈倒梯形的形状)，所述光阻图案1的纵向截面包括位于底部的梯形部1a和位于顶部的倒梯形部1b，这并不是我们想要的光阻图案的形貌。正常的具有良好的Taper角度和形貌的光阻图案，其纵向截面应当是自下而上形成一个完整的梯形的形状。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种光阻图案的形成方法，其可以制备形成具有良好的Taper角度和形貌的光阻图案，有利于在后续的刻蚀工艺中制备获得具有良好的Taper角度和形貌的电路图案，提升产品的品质。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种光阻图案的形成方法，其包括：

在基板上涂布形成光阻层；

在所述光阻层上设置光掩膜，从所述光掩膜上对所述光阻层进行第一曝光工艺，在所述光阻层中形成具有第一曝光深度的图案化的曝光图形；

从所述光阻层上进行整面曝光的第二曝光工艺，在所述光阻层中形成具有第二曝光深度的曝光层；

通过显影工艺去除所述曝光图形和所述曝光层，获得光阻图案；

其中，所述第二曝光工艺的曝光能量小于所述第一曝光工艺的曝光能量，以使所述第二曝光深度小于所述第一曝光深度。

其中，所述第二曝光工艺的曝光能量为所述第一曝光工艺的曝光能量的12％以下。

其中，所述第二曝光工艺的曝光能量为所述第一曝光工艺的曝光能量的8％～12％。

其中，所述第一曝光深度不小于所述光阻层的厚度。

其中，在涂布形成光阻层之后，应用减压干燥工艺去除所述光阻层中的溶剂。

本发明还提供了一种刻蚀工艺，其包括：

形成待刻蚀薄膜层；

采用如上所述的光阻图案的形成方法，在所述待刻蚀薄膜层上制备形成光阻图案；

在所述光阻图案的保护下，对所述待刻蚀薄膜层进行刻蚀工艺。

本发明的另一方面是提供一种曝光设备，用于对光阻层进行曝光工艺，其中，所述曝光设备包括传送机构和设置在所述传送机构相对上方的第一曝光装置和第二曝光装置，所述第一曝光装置和所述第二曝光装置沿所述传送机构的行进方向上依次设置；其中，所述第一曝光装置用于执行第一曝光工艺，以在所述光阻层中形成具有第一曝光深度的图案化的曝光图形；所述第二曝光装置用于执行第二曝光工艺，以在所述光阻层中形成具有第二曝光深度的曝光层；其中，所述第二曝光工艺的曝光能量小于所述第一曝光工艺的曝光能量，以使所述第二曝光深度小于所述第一曝光深度。