調節襯底表面反射率的結構及方法、光刻方法與流程

2023-12-02 08:12:51

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種調節襯底表面反射率的結構及方法、光刻方法。

背景技術：

在半導體製造產業中，造成光刻倒膠的缺陷有很多因素，如焦距設置不好、光刻工藝窗口不夠、光刻膠高寬比太大、顯影程序不好等等，這些因素都可以通過優化光刻工藝加以改善；而由於晶圓本身即襯底(film stack)表面的反射率太大，使光刻膠形貌形成倒梯形(under cut)造成的倒膠，如圖1所示，目前常規的方法是通過增加抗反射層，降低襯底表面的反射率來解決，但這樣做解決了問題卻無形中增加了成本。

在器件設計時，因為器件圖形的設計，會造成下層在不同的區域圖形不同，而且每層的材質結構不同，反應到襯底表面即反射率不同。例如有些地方下層無銅，無銅的上方襯底表面反射率高；有些地方下層有銅，有銅的上方襯底表面反射率低，從而造成襯底表面反射率的差異，導致光刻膠形貌出現差異，表面反射率高的地方光刻膠形成under cut倒膠，表面反射率低的地方光刻膠正常如圖2所示，襯底01上有器件結構的區域反射率低，形成的光刻膠R的圖形為立方體，無器件結構的區域反射率高。形成的光刻膠R』的側壁傾斜，呈倒梯形。

技術實現要素：

為了克服以上問題，本發明旨在提供一種襯底表面反射率的調節方法，通過增加虛擬圖形來改變襯底表面的反射率。

為了達到上述目的，本發明提供了一種調節襯底表面反射率的虛擬圖形結構，設置於襯底表面的虛擬圖形結構，由多個交錯排布的子圖形構成，從而改變虛擬圖形結構所在區域的襯底表面的反射率。

優選地，襯底表面具有器件結構，所述虛擬圖形結構設置於襯底的非器件結構區域。

優選地，所述虛擬圖形結構包括多層由多個交錯排布的子圖形構成的子層次，相鄰子層次之間的子圖形相互交錯排布且採用介質相隔離。

優選地，多層所述子層次中，其中一個子層次的上方相鄰子層次的子圖形、以及其下方相鄰子層次的子圖形通過沿豎直方向的位移相互重合。

優選地，多個所述子圖形構成平面中的多個一維矩陣，相鄰一維矩陣之間的子圖形呈交錯排布。

優選地，多個一維矩陣中，與其中一個列兩側相鄰一維矩陣的子圖形通過水平方向或豎直方向的位置相互重合。

優選地，所述子圖形的結構為四方體結構。

優選地，所述虛擬圖形結構的材料為金屬。

為了達到上述目的，本發明還提供了一種調節襯底表面反射率的方法，包括在襯底表面形成上述的虛擬圖形結構的步驟。

為了達到上述目的，本發明還提供了一種襯底的光刻方法，包括：在襯底表面形成上述的虛擬圖形結構；然後，在所述襯底表面形成光刻膠進行光刻工藝。

本發明通過在襯底表面增加交錯排列的虛擬圖形結構，來調節襯底表面反射率，進一步的，通過設置不同層次的交錯排列的虛擬圖形結構來調節襯底表面反射率，從而可以避免光刻膠光刻時由於襯底表面反射率不相同而造成的光刻膠形貌出現差異、光刻膠出現倒梯形等問題。

附圖說明

圖1為光刻膠出現倒膠的掃描電鏡示意圖

圖2為襯底表面出現光刻膠形貌不相同的結構示意圖

圖3為本發明的一個較佳實施例的設置有虛擬圖形結構的襯底的結構示意圖

圖4為本發明的一個較佳實施例的虛擬圖形結構的俯視示意圖

圖5為本發明的一個較佳實施例的虛擬圖形結構的截面結構示意圖

具體實施方式

為使本發明的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本發明的內容作進一步說明。當然本發明並不局限於該具體實施例，本領域內的技術人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發明的保護範圍內。

以下結合附圖3-5和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式、使用非精準的比例，且僅用以方便、清晰地達到輔助說明本實施例的目的。

本實施例中，請參閱圖3-5，調節襯底表面反射率的虛擬圖形結構103設置於襯底100表面，其由多個交錯排布的子圖形構成，從而改變虛擬圖形結構103所在區域的襯底100表面的反射率；本實施例中，如圖3所示，襯底100表面具有器件結構102，虛擬圖形結構103設置於襯底100的非器件結構區域，這裡在襯底100表面還具有介質層101，虛擬圖形結構103部分形成於介質層101中，介質層101用於保護襯底100表面及器件結構102，還可以使虛擬圖形結構103更加牢固的形成於襯底100上；如圖4所示，從俯視圖中看，多個子圖形構成平面中的多個行，相鄰行之間的子圖形呈交錯排布；多個行中，與其中一個行兩側相鄰行的子圖形通過水平方向或豎直方向的位置相互重合，帶箭頭的虛線表示沿該位移方向相鄰行的子圖形可以相互重合；此外，本實施例中，如圖5所示，虛擬圖形結構可以包括多層由多個交錯排布的子圖形構成的子層次，從截面結構圖中看，相鄰子層次之間的子圖形相互交錯排布且相鄰子層次之間採用介質相隔離。較佳的，多層子層次中，其中一個子層次的上方相鄰子層次的子圖形、以及其下方相鄰子層次的子圖形通過沿豎直方向的位移相互重合，圖5中待箭頭的虛線表示位移方向。

本實施例的子圖形的結構四方體結構，例如，立方體、正方體、兩底面為平行四邊形且四個側面為矩形的立方體、圓柱體等，本發明不作限制。這裡，虛擬圖形結構的材料可以為金屬，較佳的，為金屬銅。結合圖4和圖5，圖中所採用的自圖形的結構為上下底面為平行四邊形，其餘四個側面為正方形的四方體結構。

本實施例還提供了一種調節襯底表面反射率的方法，其包括在襯底表面形成上述的虛擬圖形結構的步驟；這裡，具體包括：在襯底表面形成一層用於虛擬圖形結構的金屬層，可以但不限於採用光刻和刻蝕的方法在金屬層中刻蝕出虛擬圖形結構的圖案，這裡，針對具有多層子層次的虛擬圖形結構，可以首先沉積第一層金屬層，在第一層金屬層中形成第一層的子層次的虛擬圖形結構，然後在第一層金屬層上形成介質層，然後，在介質層上形成第二層的子層次的虛擬圖形結構，重複形成多層子層次的虛擬圖形結構。

本實施例還提供了一種襯底的光刻方法，其包括：在襯底表面形成上述的虛擬圖形結構；然後，在襯底表面形成光刻膠進行光刻工藝。

雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然所述實施例僅為了便於說明而舉例而已，並非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明精神和範圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發明所主張的保護範圍應以權利要求書所述為準。