【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体加工，具体涉及一种i-line光刻方法。
技术介绍
1、光刻机是芯片制造中最重要的一个工具，芯片的晶体管都是通过光刻机“刻”上去的，光刻机决定了芯片加工的精细程度。光刻机的工艺能力首先取决于其光源的波长。根据光刻机使用的光源波长不同，光刻机的物理分辨率不太。光刻机使用的光源波长越短，分辨率越高。
2、光刻机的光源包括汞灯光源、准分子激光光源、氟激光光源。其中，汞灯光源光刻机应用广泛。根据光刻机光源波长的不同，光刻机分别称之为g-line，h-line，i-line。其中，g-line光刻机光源的波长为436nm，h-line光刻机光源的波长为405nm，i-line光刻机光源的波长为365nm。波长越长，工艺能力越差，做出来的最小尺寸越大，工艺越落后。
3、半导体或芯片的90nm、65nm、0.25um、0.18um等是ic工艺先进水平的主要指标。这些数字表示制作半导体或芯片的技术节点(technology node)，也称作工艺节点。ic生产工艺可达到的最小导线宽度,实际物理意义有“半节距”、“物理栅长”、“制程线宽”等。线宽越小,集成的元件就越多，在同一面积上就可以集成更多电路单元，同时功耗也越低。但是随着线宽缩小，需要的工艺设备越来越复杂，设计难度也增加，相应增加了成本，这方面需要综合考虑。
4、光刻特征尺寸(critical dimension,cd)是半导体制造中描述集成电路图案的关键参数，它指的是在光刻过程中形成的最小线宽或空间尺寸。特征尺寸的大小直接影响到集成
5、i-line光刻是一种使用365纳米波长的紫外光进行半导体制造中的光刻过程的技术。这种光刻技术适用于中等线宽尺寸的图案制作。受到采用光源波长的限制，i-line光刻机加工工艺尺寸为0.25μm-0.35μm。现有光刻工艺中，采用i-line光刻机较难实现小于0.25μm特征尺寸的加工。
6、如果需要实现更小得特征尺寸得加工，需要降低光刻波长，但这将增加光刻成本。随着集成电路制造工艺的不断进步，光刻技术也在不断发展，光源波长从早期的汞灯发展到现在的极紫外(euv)光刻技术，波长达到13.5nm，这使得光刻技术能够满足更小线宽的集成电路制造需求。
7、针对功率器件芯片开发,为了实现电子制造中,对i线光刻工艺,必项达到(多晶硅栅/上下层过孔)图形尺寸高分辨率,高抗刻蚀能力,以及厚膜光刻胶的要求,而不需要使用波长248奈米(krf)光刻工艺,所产生出来高成本,以及未来在光刻工艺技术上卡脖子的问题来解决因i线光刻工艺在通孔及多晶硅栅尺寸0.2μm的限制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决上述技术问题之一，提供一种i-line光刻方法，以在i线光刻工艺中，实现小于0.25μm特征尺寸的加工。
2、为了实现上述目的，本专利技术一些实施例中，提供如下技术方案：
3、一种i-line光刻方法，包括：
4、s1：提供一掩模版、提供一晶圆基底，在晶圆基底上沉积硬质掩膜层，并在硬质掩膜层表面形成光刻胶层；
5、s2：进行曝光显影，形成光刻图形：其中，在曝光显影过程中，采用365纳米波长的紫外光照射光刻胶层，对掩模版图形进行曝光显影，调整365纳米波长的紫外光的焦距，以缩小光刻特征尺寸；
6、s3：曝光显影结束后，对晶圆基底进行加热，使光刻胶软化变形，以缩小光刻特征尺寸至所需特征尺寸；
7、s4：进行刻蚀，将光刻图形转移到晶圆基底。
8、本专利技术一些实施例中，分多步进行曝光，在不同曝光步骤中，调节365纳米波长的紫外光的聚焦深度，所述聚焦深度为紫外光焦点相对于光刻胶层表面的距离；
9、其中，在前一曝光步骤中，365纳米波长的紫外光位于第一聚焦深度，在后一曝光步骤中，365纳米波长的紫外光位于第二聚焦深度，第一聚焦深度大于第二聚焦深度。
10、本专利技术一些实施例中，分多步进行曝光：
11、在第一曝光步骤中，调整光刻焦距，使365纳米波长的紫外光焦点位于光刻胶层底部，形成第一曝光图形；
12、在后续曝光步骤中，调整光刻焦距，使紫外光焦点由光刻胶底部向上移动，修正第一曝光区域图形，获得第二曝光图形。
13、本专利技术一些实施例中，在第一曝光步骤后的第二曝光步骤中，调整光刻焦距，使焦点位于光刻胶厚度方向的中心。
14、本专利技术一些实施例中，步骤s2中，对光刻胶层沿着垂直基底方向进行在线切片，检测光刻曝光图形的特征尺寸；将切片曝光图形特征尺寸与标准图形所需特征尺寸进行比较，若存在偏差，则调整紫外光强度，修正曝光图形。
15、本专利技术一些实施例中，步骤s3中，将晶圆基底设置在热板上，对晶圆基底加热至光刻胶温度高于光刻胶的转化温度，以使光刻胶软化膨胀变形，缩小光刻特征尺寸。
16、本专利技术一些实施例中，步骤s3中，对光刻胶做沿着垂直基底方向进行在线切片，检测光刻曝光图形的特征尺寸；将切片曝光图形特征尺寸与标准图形所需特征尺寸进行比较，若存在偏差，则调整晶圆基底的加热温度。
17、本专利技术一些实施例中，在曝光显影步骤中，进行显影处理时控制去除图形底部的光刻胶。
18、本专利技术一些实施例中，所述所需的特征尺寸为0.2μm。
19、较现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果在于：
20、1、通过改进曝光方法，分多部进行曝光，不同曝光步骤中，调节曝光聚焦深度，控制图形特征尺寸，进而能够在有限的光刻机分辨率下，尤其是实现i-line机分辨率下，实现更小的特征尺寸，尤其是能够实现等于小于0.2μm的特征尺寸。
21、2、曝光显影步骤后增加热烘步骤，调整热烘工艺温度至达到光刻胶的转化温度，使光刻胶软化膨胀变形，进而能够缩小图形特征尺寸。
22、3、曝光、热烘步骤中图形特征尺寸可监测，特征尺寸能够根据监测记过随时修正。
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1.一种I-line光刻方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的I-line光刻方法，其特征在于，步骤S2中，分多步进行曝光，在不同曝光步骤中，调节365纳米波长的紫外光的聚焦深度，所述聚焦深度为紫外光焦点相对于光刻胶层表面的距离；
3.如权利要求2所述的I-line光刻方法，其特征在于，步骤S2中，分多步进行曝光：
4.如权利要求3所述的I-line光刻方法，其特征在于，在第一曝光步骤后的第二曝光步骤中，调整光刻焦距，使焦点位于光刻胶厚度方向的中心。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的I-line光刻方法，其特征在于，步骤S2中，对光刻胶层沿着垂直基底方向进行在线切片，检测光刻曝光图形的特征尺寸；将切片曝光图形特征尺寸与标准图形所需特征尺寸进行比较，若存在偏差，则调整紫外光强度，修正曝光图形。
6.如权利要求1所述的I-line光刻方法，其特征在于，步骤S3中，将晶圆基底设置在热板上，对晶圆基底加热至光刻胶温度高于光刻胶的转化温度，以使光刻胶软化膨胀变形，缩小光刻特征尺寸。
7.如权利要求1或6所
8.如权利要求1所述的I-line光刻方法，其特征在于，在曝光显影步骤中，进行显影处理时控制去除图形底部的光刻胶。
9.如权利要求1所述的I-line光刻方法，其特征在于，所述所需的特征尺寸为0.2μm。
...【技术特征摘要】
1.一种i-line光刻方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的i-line光刻方法，其特征在于，步骤s2中，分多步进行曝光，在不同曝光步骤中，调节365纳米波长的紫外光的聚焦深度，所述聚焦深度为紫外光焦点相对于光刻胶层表面的距离；
3.如权利要求2所述的i-line光刻方法，其特征在于，步骤s2中，分多步进行曝光：
4.如权利要求3所述的i-line光刻方法，其特征在于，在第一曝光步骤后的第二曝光步骤中，调整光刻焦距，使焦点位于光刻胶厚度方向的中心。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的i-line光刻方法，其特征在于，步骤s2中，对光刻胶层沿着垂直基底方向进行在线切片，检测光刻曝光图形的特征尺寸；将切片曝光图形特征尺寸与标准图形所需特征尺寸进行比较，...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡翔，邱杰振，陈呈，
申请(专利权)人：物元半导体技术青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：
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