[发明专利]提高套刻精度的刻蚀方法

说明书

本发明公开一种提高套刻精度的刻蚀方法，该方法为提供一组合掩膜版，该组合掩膜版包括第一子掩膜版和第二子掩膜版，第一子掩膜版上形成有第一光掩膜图形，第二子掩膜版上形成有第二光掩膜图形；对应于该组合掩膜版的下方放置有基底且基底和组合掩膜版彼此不接触，在基底上形成待图案化的材料层，材料层从下到上依次包括底掩膜层、中间掩膜层、顶掩膜层及第一光刻胶层，将第一光掩膜图形曝光显影至第一光刻胶层并转印，将第二光掩膜图形经曝光显影并转印，最后刻蚀底掩膜层。本发明将复杂的掩膜图形在一个刻蚀制程中转印至基底上，简化刻蚀工艺并提高了套刻精度。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及半导体集成电路领域，尤其涉及一种提高套刻精度的刻蚀方法。

背景技术

目前，半导体制造的集成电路(IC)制作工艺，主要是在硅衬底的晶片(wafer)器件面上同时制作成千上万个具有相同半导体器件结构的芯片(chip)，众所周知，根据所要制作的半导体器件结构需要，在晶片器件面上分别沉积介质层，在不同介质层中分别制作半导体器件结构的各个组成部分，对每层介质层来说，大部分都要经过光刻和刻蚀步骤以形成特定的半导体器件结构，例如栅极、通孔等。具体说来，首先在具有前层的晶片器件面的上沉积一介质层作为当前层，所谓前层就是已经制作了半导体器件结构的介质层，然后执行光刻步骤在当前层上方形成光刻图案，最后以光刻图案为掩膜通过刻蚀步骤在当前层上形成特定的半导体器件结构。光刻步骤就是将掩膜板图形转移到当前层表面涂覆的光刻胶，并形成光刻图案的过程，套刻精度(overlay)就是指当前层的光刻图案与前层中制作的半导体器件之间的叠对精度。

光刻在光刻机台中进行，套刻精度是光刻机台的重要性能指标之一，也是光刻技术需要考虑的一个重要部分。随着光刻技术不断提高，半导体器件结构的特征尺寸也不断的缩小，对套刻精度有了更高的要求。现今普遍采用步进扫描投影光刻机作为光刻机台，所谓步进扫描投影光刻机，就是每次仅针对晶片器件面上的一个芯片进行曝光，通过掩膜板与晶片相对位置的移动，依次分步曝光晶片器件面上的所有芯片。如果光刻的套刻精度超过当前层和前层之间的误差容忍度，则在两层之间设计的电路可能会因为位移产生断路或短路，从而影响半导体制造的产品良率和性能。

中国专利(公告号：CN101661224A)公开了一种提高光刻套刻精度的方法，包括如下步骤：第1步，在已有被对准层图形的硅片上，以光刻工艺形成当前层图形；第2步，在硅片上旋涂折射率大于1的填充层，所述填充层至少将被对准层的图形完全覆盖；第3步，测量并计算当前层与被对准层之间的套刻精度；第4步，曝光和/或显影，去除填充层。该发明通过在硅片上旋涂一填充层，增大了图形环境的折射率n，增强了图形强度，从而保证硅片多层光刻时层与层之间的套刻精度，该方法涉及复杂的计算及测量过程，操作复杂。

中国专利(公告号：CN103019042A)公开了一种改善高透光率掩膜板套刻精度稳定性的方法，该方法对高透光率正性光刻胶掩膜板透光区域进行反转，得到透光区域与所述正性光刻胶掩膜板透光区域相反的低透光率掩膜板，并以所述反转后得到的低透光率掩膜板为曝光掩膜板，采用负性光刻胶对晶圆片进行曝光显影。从而有效地减少了曝光过程中透镜受热的能量，降低了在连续曝光晶圆片之后透镜受热膨胀的程度，因而使得套刻精度保持稳定，提高了晶圆片的良品率以及工艺生产效率。该方法对曝光掩膜板的要求太高，不利于推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高套刻精度的刻蚀方法，将复杂掩膜图案通过一次刻蚀制程转印至基底上，简化刻蚀工艺并提高了套刻精度。为实现上述技术目的，本发明采取的具体的技术方案为：

一种提高刻蚀精度的刻蚀方法，包括如下步骤：