半导体的光刻方法技术

本发明专利技术的半导体的光刻方法，包括：在半导体基材上涂布光致抗蚀剂层；在不使用光掩模下，对所述半导体基材进行预曝光；使用光掩模对所述半导体基材上的所述光致抗蚀剂层进行主曝光；以及对所述光致抗蚀剂层进行显影。本发明专利技术能降低主曝光的使用剂量，在不影响图案轮廓的前提下延长曝光光源的使用寿命。

Photolithography of Semiconductors

【技术实现步骤摘要】
半导体的光刻方法
本专利技术涉及半导体的光刻方法，尤其涉及一种二次曝光的半导体的光刻方法。
技术介绍
光刻技术在半导体的制造中扮演重要的角色，不断发展的微电子制造技术需要其制造加工水平越来越精密。在传统的光学光刻制造工艺中，首先以光敏材料涂布于硅晶片上且使之干燥。而后，通过曝光，使光源经由图案化的光掩模在晶片上曝光。于曝光后，再显影此晶片以将光掩模的图案转移至光敏材料。如此，图案化的光敏材料用于后续工艺。传统的工艺是通过缩短用于曝光的光线波长来细化图案，但装置中的图案缩小太快，因此仅减少曝照光线的波长已难以跟上图案微缩的速度。目前为了降低成本，在极端光刻工艺可有效率使用于量产阶段前，业界急需能够延长深紫外光(DUV，DeepUltraviolet)光刻装置(例如KrF或ArF)的使用寿命的方法，特别是延长昂贵的准分子激光曝光机光源的使用寿命的方法。因此亟待提供一种改进的半导体的光刻方法以克服以上缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体的光刻方法，其能降低主曝光的使用剂量，在不影响图案轮廓的前提下延长曝光光源的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术的半导体的光刻方法，包括以下步骤：在半导体基材上涂布光致抗蚀剂层；在不使用光掩模下，对所述半导体基材进行预曝光；使用光掩模对所述半导体基材上的所述光致抗蚀剂层进行主曝光；以及对所述光致抗蚀剂层进行显影。与传统的一次性曝光的光刻方法相比，本专利技术在对光致抗蚀剂层进行主曝光之前，对半导体基材进行预曝光，主曝光的光源剂量较低，在不影响临界尺度以及图案轮廓的前提下，曝光光源的使用寿命得以延长。较佳地，在涂布所述光致抗蚀剂层之后、进行所述预曝光之前还包括：将所述半导体基材进行烘烤；以及对所述半导体基材的外围环状区域进行晶边曝光。较佳地，使用KrF准分子激光对所述半导体基材进行所述预曝光，剂量为1.0-2.5mJ/cm2，波长为248nm。较佳地，使用ArF准分子激光对所述光致抗蚀剂层进行主曝光。较佳地，进行所述预曝光和所述主曝光使用的光源包括：紫外光、深紫外光、极端紫外光和/或电子束。较佳地，在进行所述主曝光之后、进行所述显影之前还包括：将所述基材进行烘烤。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的半导体的光刻方法作进一步说明，但不因此限制本专利技术。本专利技术的半导体的光刻方法，其能降低主曝光的使用剂量，在不影响图案轮廓的前提下延长曝光光源的使用寿命。在本专利技术的半导体的光刻方法的一个实施例中，该方法包括以下步骤：光敏材料涂布：在半导体基材上涂布光致抗蚀剂层；预曝光：在不使用光掩模下，对所述半导体基材进行预曝光；主曝光：使用光掩模对所述半导体基材上的所述光致抗蚀剂层进行主曝光；以及显影：对所述光致抗蚀剂层进行显影。具体地，在半导体基材的主要表面上涂布光敏材料，如正型光致抗蚀剂或负型光致抗蚀剂。光致抗蚀剂层可由传统的旋转涂布方式涂布于基材上。较佳地，在形成光致抗蚀剂层后，可选择性地对该半导体基材进行斜边清除工艺，以清洗半导体基材的外围边缘部分的光致抗蚀剂层。较佳地，为了保证后续显影速率和光敏材料显影的均匀性，在进行预曝光之前，该光刻方法还包括以下步骤：将涂布有光致抗蚀剂的半导体基材进行烘烤，例如加热到120℃，以使光致抗蚀剂层干燥；以及对半导体基材的外围环状区域进行晶边曝光：例如使用紫外光、深紫外光或极端紫外光进行晶边曝光。接着进行预曝光操作：在不使用光掩模的前提下，对半导体基材进行全面曝光。例如，可采用紫外光、深紫外光、极端紫外光和/或电子束作为光源。较佳地，采用KrF准分子激光，剂量为1.0-2.5mJ/cm2，波长为248nm。接着进行主曝光操作：使用光掩模对半导体基材上的光致抗蚀剂层进行主曝光，以在光致抗蚀剂层上产生预定图案。采用的光源可为紫外光、深紫外光、极端紫外光和/或电子束，在本实施例中，采用波长为193nm的ArF准分子激光为优。由于在主曝光之前进行了预曝光，因此，主曝光的光源剂量较传统的一次性曝光的光源剂量要低，在不影响临界尺度以及图案轮廓的前提下，光源的使用寿命得以延长。在一个优选实施例中，在使用光掩模进行主曝光之后，还包括将半导体基材连同其上的光致抗蚀剂层进行烘烤，例如被加热至120℃进行。烘烤后，进行显影操作。具体地，将显影液喷洒于光致抗蚀剂层上，以显影光致抗蚀剂层。在本实施例中，显影工艺参数为：显影液、纯水流量为15-20毫升/秒；硅片的旋转速度为150000-180000转/分钟，显影液、纯水喷嘴的移动速度为100-150毫米/秒；显影液、纯水喷涂时间为20-30秒，显影时间为400-500秒；纯水冲洗时间为5-10分钟。至此，该半导体的光刻工艺完成。与传统的一次性曝光的光刻方法相比，本专利技术在对光致抗蚀剂层进行主曝光之前，对半导体基材进行预曝光，主曝光的光源剂量较低，在不影响临界尺度以及图案轮廓的前提下，曝光光源的使用寿命得以延长。以上所揭露的仅为本专利技术的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本专利技术之权利范围，因此依本专利技术申请专利范围所作的等同变化，仍属本专利技术所涵盖的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体的光刻方法，其特征在于，包括以下步骤：在半导体基材上涂布光致抗蚀剂层；在不使用光掩模下，对所述半导体基材进行预曝光；使用光掩模对所述半导体基材上的所述光致抗蚀剂层进行主曝光；以及对所述光致抗蚀剂层进行显影。

【技术特征摘要】
1.一种半导体的光刻方法，其特征在于，包括以下步骤：在半导体基材上涂布光致抗蚀剂层；在不使用光掩模下，对所述半导体基材进行预曝光；使用光掩模对所述半导体基材上的所述光致抗蚀剂层进行主曝光；以及对所述光致抗蚀剂层进行显影。2.如权利要求1所述的半导体的光刻方法，其特征在于：在涂布所述光致抗蚀剂层之后、进行所述预曝光之前还包括：将所述半导体基材进行烘烤；以及对所述半导体基材的外围环状区域进行晶边曝光。3.如权利要求1所述的半导体的光刻方法，其特征在于：使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小麟，
申请(专利权)人：东莞新科技术研究开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44