一种基于负性光刻胶极紫外光曝光的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于负性光刻胶极紫外曝光的方法，1)在超净间黄光区通过旋涂，烘烤，去边缘残胶的方式将负性光刻胶均匀涂敷在晶圆衬底上，并将特制的硬掩模版贴合在晶圆衬底表面；2)将制备好的晶圆衬底放置在极紫外的曝光装置中，并通过积累曝光时间来达到负性光刻胶所需要的曝光剂量；3)在黄光区将曝光好的晶圆衬底先进行后烘烤，然后在丙二醇甲醚醋酸酯和异丙醇溶液中以交替浸泡的方式进行显影，最后将显影好的样品放置于干净的异丙醇中进行漂洗，用氮气吹干既可。在显微下观察曝光是否充分，有无过曝现象。有无过曝现象。有无过曝现象。

【技术实现步骤摘要】
一种基于负性光刻胶极紫外光曝光的方法


[0001]本专利技术涉及一种基于负性光刻胶的极紫外光曝光方法。属于半导体
，特别涉及极紫外光刻胶


技术介绍

[0002]光刻胶是一种图形转移的主要工具，是光刻过程中非常重要的基础材料，光刻胶通过旋涂、曝光、显影、刻蚀、和剥离等步骤将掩膜图案转移到目标的晶圆衬底上。负性光刻胶曝光区域释放光敏剂产生的自由基在橡胶分子间形成交联，从而变得不溶于显影液。随着摩尔定律的不断推进，集成电路尺寸制程不断缩小，目前极紫外光刻是集成电路7nm工艺以下制程的必经之路，相应的极紫外光刻胶需要满足高灵敏度，高分辨率以及低边缘粗糙度。但是目前关于极紫外光刻胶目前尚处于研究和试生产阶段。
[0003]当前，极紫外光刻胶的发展方向主要有分子玻璃光刻胶，是一种非晶态分子抗蚀剂，与聚合物光刻胶相比，具有分子尺寸小、无分子质量分布的优点。它可以有效的解决聚合物光刻胶分布不均匀所造成的粗糙度较大的问题。另外一个发展方向是不含金属/金属氧化物的聚合物光刻胶，可以提供优良的分辨率、图像质量和抗刻蚀性，还具有高的对比度和灵敏度。虽然极紫外光刻胶具有特征尺度小，曝光剂量低和粗糙度低的特点，但是，其存在以下缺点：
[0004]1、由于聚合物和分子玻璃光刻胶市场价格昂贵，且研发成本非常高。
[0005]2、分子玻璃光刻胶随着图案特征尺寸减小，粗糙度乎逐渐增大，出现图案坍塌的现象，而聚合物基体相容性差，在曝光/后烘过程中，光化学反应不均匀，会导致图形的分辨率降低。
[0006]因此，研究一种低成本，稳定性高的极紫外光刻胶曝光的方法变得非常必要。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是，提供一种基于负性光刻胶作为掩膜，并通过极紫外光进行曝光的方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是，一种基于负性光刻胶的极紫外光曝光方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一、在超净间黄光区通过旋涂，烘烤，去边缘残胶的方式将负性光刻胶均匀涂敷在晶圆衬底上，并将特制的硬掩模版贴合在晶圆衬底表面；
[0010]步骤二、将制备好的晶圆衬底放置在极紫外的曝光装置中，并通过积累曝光时间来达到负性光刻胶所需要的曝光剂量；
[0011]步骤三、在黄光区将曝光好的晶圆衬底先进行后烘烤，然后在丙二醇甲醚醋酸酯和异丙醇溶液中以交替浸泡的方式进行显影，最后将显影好的样品放置于干净的异丙醇中进行漂洗，用氮气吹干既可。
[0012]在所描述的负胶极紫外光曝光的方法中，所述晶圆衬底匀负胶的基本方法。在匀
胶的过程中，先以1000旋转10秒，其中加速度为200转/秒，然后以3000转/分旋转30秒，其中加速400转/秒，匀胶后得到的负胶厚度约为1微米。
[0013]所述累计曝光时间取决于负胶所需要的曝光剂量与极紫外光的能量，通过计算累计曝光时间达到负胶的曝光所需要的剂量。
[0014]所述显影过程，在丙二醇甲醚醋酸酯和异丙醇溶液中以交替浸泡的方式进行显影，显影时间约为1分钟，当晶圆衬底表面无絮状物飘出后在干净的异丙醇中对丙二醇甲醚醋酸酯进行漂洗，然后用氮气吹干，使用于显微镜观察基片衬底，是否出现硬掩模所留下的图案。
[0015]本专利技术的有益效果：将制备好的晶圆衬底放置在极紫外曝光装置中，采用硬掩模版，并根据曝光能量和负性光刻胶所需要的曝光剂量来计算积累所需曝光时间；在黄光区将曝光好的晶圆衬底先进行后烘烤，然后在显影液中进行显影，在显微下观察曝光是否充分，有无过曝现象，容易得到准确的曝光量。负胶生产成本低，且曝光图案的稳定性高，并且满足在极紫外的条件下发生光化学反应，可以成功实现掩膜图案的转移。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一个实施例曝光过程的示意图；
[0017]图2为本专利技术的一个实施例显影后实现图案转移的示意图；
[0018]图3为本专利技术涂敷负胶的硅片衬底曝光显影后的显微图案
[0019]图1包括：11
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极紫外光，12
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反射镜，13
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掩模版，14
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涂敷在硅片上的负胶，15
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硅片衬底，16
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掩膜图案透光部分的负胶与极紫外光发生化学反应的部分。
[0020]图2包括：21
–
掩模版中不透光的部分，22
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掩模版中透光的字体部分，23
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显影后的硅片衬底，24
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与极紫外光发生化学反应显影后被保留下来的负胶图案。
具体实施方式：
[0021]S1、在黄光区将预先处理干净的晶圆衬底，放置于匀胶台上；
[0022]S2、通过静态滴胶的式将负性光刻胶滴注到晶圆衬底上，或在匀胶台低速旋转的时候进行动态滴胶；
[0023]S3、在匀胶过程中，先以1000旋转10秒，其中加速度为200转/秒，然后以3000转/分旋转30秒，其中加速400转/秒，匀胶后得到的负胶的厚度约为1微米；
[0024]S4、将匀胶后的晶圆衬底放置于加热台上进行烘烤，烘烤参数为95℃，1分钟；
[0025]S5、烘烤后，将特制的硬掩模版(采用厚度为1.5
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2.5mm的钼板，尤其是的2mm的钼掩模版上制备好透光的图案，没有图案的地方不透光)贴合于晶圆衬底表面；
[0026]S6、将晶圆衬底放置于曝光装置中，根据负胶所需要的曝光剂量以及极紫外光源的能量，计算准确的曝光时间，进行曝光；
[0027]S7、取出完成曝光的样品，放置于加热台上，进行95℃，2分钟的后烘烤；
[0028]S8、分别在装有丙二醇甲醚醋酸酯溶液和异丙醇溶液的烧杯中以交替浸泡的方式进行显影，显影时间约为1分钟，当晶圆衬底表面无絮状物飘出后在干净的异丙醇中对丙二醇甲醚醋酸酯进行漂洗，然后用氮气吹干，使用于显微镜观察基片衬底，是否出现硬掩模所留下的图案。
[0029]本专利技术方法用负性光刻胶在极紫外光的条件下行曝光，通过匀胶，烘烤的方式将负胶涂敷在基片衬底表面。通过台阶仪测量负胶厚度约1
‑
2微米，故负胶易被极紫外光源吸收发生化学反应，达到曝光过的效果。通过累积曝光时间的方式实现了将覆盖在基片表面的掩模版的图形转移到样品上，通过在显微镜下观察基片表面的曝光图案与硬掩模版的图案是否一致，实现负胶在极紫外光源下的曝光。
[0030]下面结合具体实施例对本专利技术方法做进一步说明。
[0031]在本专利技术的一个实施例中，通过采用SU8
‑
2000.5负性光刻胶作为掩膜，在极紫外光源系统中，成功实现曝光分辨率为40微米的图案转移。
[0032]图1为涂敷完负胶的基片在曝光系统中的示意图，在硅片样品表面匀胶厚度约1
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2微米。在测试的曝光系统中，所用的曝光波长为46.8nm，极紫外光强为4
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‑7mJ/cm2，负胶所需的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于负性光刻胶极紫外光曝光的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在超净间黄光区通过旋涂，烘烤，去边缘残胶的方式将负性光刻胶均匀涂敷在晶圆衬底上，并将特制的硬掩模版贴合在晶圆衬底表面；步骤二、将制备好的晶圆衬底放置在极紫外曝光装置中，并根据曝光能量和负性光刻胶所需要的曝光剂量来计算积累所需曝光时间；步骤三、在黄光区将曝光好的晶圆衬底先进行后烘烤，然后在显影液中进行显影，在显微下观察曝光是否充分，有无过曝现象。2.根据权利要求1要求所描述的负胶极紫外光曝光的方法，其特征在于，通过静态滴胶的式将负性光刻胶滴注到晶圆衬底上，或在匀胶台低速旋转的时候进行动态滴胶；在匀胶的过程中，先以1000旋转10秒，其中加速度为200转/秒，然后以3000转/分旋转30秒，其中加速400转/秒，匀胶后得到的负胶厚度为1微...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永兵，周建，严羽，陈笑，钟文彬，陆显阳，何亮，黎遥，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：