CN102403200A - I线光刻机用双次光刻法实现0.18μm线宽图形的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种I线光刻机用双次光刻法实现0.18μm线宽图形的方法，其包括如下步骤：a、第一次光刻：涂覆光刻胶，利用I线光刻机对上述光刻胶进行光刻；b、第一次腐蚀：腐蚀去除上述衬底上的多晶硅；c、第二次光刻套准：在衬底的表面涂覆光刻胶，且在多晶硅对应于与光刻胶相接触一侧表面涂覆掩蔽定位光刻胶，所述掩蔽定位光刻胶与多晶硅一侧的光刻胶连接成一体；利用I线光刻机套刻偏移量来修正使得掩蔽定位光刻胶的宽度为0.18μm；d、第二次腐蚀：腐蚀去除上述衬底上光刻后的多晶硅，得到掩蔽定位光刻胶下方宽度为0.18μm的多晶硅图形。本发明工艺步骤简单方便，利用I线光刻胶得到0.18μm线宽图形，能适用科研开发需要，降低开发成本，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成电路中刻蚀线宽图形的方法，尤其是一种I线光刻机用双次光刻法实现0.18μm线宽图形的方法，具体地说是利用极限分辨率不超过0.35μm的I线光刻机刻蚀形成0.18μm线宽图形的方法，属于集成电路制造工艺的技术领域。
背景技术
随着集成电路硅工艺技术的发展，线宽降低成为了硅工艺技术发展的重要技术指标。线宽降低意味着功耗降低，芯片面积大幅度下降，集成度大幅度提高，0.18μm工艺技术也已经成为8寸和12寸FAB(芯片制造公司的代工厂)工厂的主要技术平台，其关键设备为光刻机。为了使光刻机达到0.18μm及更高的分辨率，光刻机一般要求为193nm激光光源光刻机，同时采用了分辨率增强技术：比如OPC(Organic Photoconductor)，PSM，浸没式光刻等。由于其极高的成本以及较高的维护保养费用，在普通的实验室中拥有193nm光刻机的可能性较低，不能适应科研开发的需要。
光刻机分辨率：R代表着光刻机能够分辨得最小条宽，当需要曝光的尺寸小于极限分辨率的时候该光刻机则无法达到要求，就需要更换更高分辨率的光刻机。通常情况下光刻机分辨率的计算公式为：
k1为工艺因子，以0.75计算，λ为光刻机光源波长，NA为光刻机镜头数值孔径。
采用上式计算I线光刻机分辨率为：0.48μm，其中NA为0.57，I线光刻机光源波长为365nm。采用上式计算193nm光刻机分辨率为：0.15μm，其中NA为1.0，刻机光源波长为193nm。通过以上计算可简单得出NA为0.57的普通I线光刻机极限分辨率在0.5μm左右，想要达到0.18μm的线宽的图形通过常规光刻方法是无法实现的，必须通过特殊的工艺才有可能完成。
常规实现0.18μm工艺光刻曝光步骤：详细图表见附图1---图2
步骤一：光刻(采用193nm波长极限分辨率为0.13μm的光刻机)，如图1所示；
步骤二：腐蚀(形成0.18μm线宽的图形)，并去掉所需宽度多晶硅上的光刻胶，如图3所示。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种I线光刻机用双次光刻法实现0.18μm线宽图形的方法，其工艺步骤简单方便，利用I线光刻胶得到0.18μm线宽图形，能适用科研开发需要，降低开发成本，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，一种I线光刻机用双次光刻法实现0.18μm线宽图形的方法，所述光刻方法包括如下步骤：
a、第一次光刻：在表面淀积有多晶硅的衬底上涂覆光刻胶，所述光刻胶覆盖于多晶硅的表面；利用I线光刻机对上述光刻胶进行光刻，保留所需位置的光刻胶；
b、第一次腐蚀：利用上述光刻胶腐蚀去除上述衬底上的多晶硅，并在腐蚀多晶硅后去除光刻胶；
c、第二次光刻套准：在衬底上对应于腐蚀去除多晶硅后的表面涂覆光刻胶，且在多晶硅对应于与光刻胶相接触一侧表面涂覆掩蔽定位光刻胶，所述掩蔽定位光刻胶与多晶硅一侧的光刻胶连接成一体；利用I线光刻机套刻偏移量来修正使得掩蔽定位光刻胶的宽度为0.18μm；
d、第二次腐蚀：腐蚀去除上述衬底上光刻后的多晶硅，得到掩蔽定位光刻胶下方宽度为0.18μm的多晶硅图形。
所述衬底的材料包括硅。
本发明的优点：先通过I线光刻机与光刻胶配合后腐蚀得到相应的多晶硅，然后利用I线光刻机套刻偏移量修正来得到涂覆于多晶硅2上的掩蔽定位光刻胶，使得掩蔽定位光刻胶的宽度达到精确的0.18μm，在利用掩蔽定位光刻胶对多晶硅进行腐蚀后，能够在衬底上得到所需的0.18μm线宽图形，从而通过I线光刻机经过相应步骤后得到所需0.18μm线宽图形，工艺步骤简单方便，利用I线光刻胶得到0.18μm线宽图形，能适用科研开发需要，降低开发成本，安全可靠。
附图说明
图1为现有采用193nm波长极限分辨率为0.13μm的光刻机光刻后形成0.18μm光刻胶的剖面示意图。
图2为利用图1中的光刻胶进行腐蚀后剖面示意图。
图3为本发明采用极限分辨率为0.5μm的I线光刻机第一次光刻后的剖面示意图。
图4为本发明利用图3中的光刻胶进行第一次腐蚀后剖面示意图
图5为本方面采用极限分辨率为0.5μm的I线光刻机第二次光刻后的后剖面示意图。
图6为本发明利用图5中的光刻胶进行第二次腐蚀后剖面示意图。
附图标记说明：1-衬底、2-多晶硅、3-光刻胶及4-掩蔽定位光刻胶。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图3～图6所示：为了能够利用I线光刻机得到0.18μm线宽图像，本发明的光刻方法包括如下步骤：
a、第一次光刻：在表面淀积有多晶硅2的衬底1上涂覆光刻胶3，所述光刻胶3覆盖于多晶硅2的表面；利用I线光刻机对上述光刻胶3进行光刻，保留所需位置的光刻胶3；衬底1的材料包括硅；
如图3所示：通过I线光刻机对上述光刻胶3进行光刻，去除不需要位置处的光刻胶3，同时保留覆盖所需位置光刻胶3，所述保留光刻胶3的宽度约为10μm，远大于0.18μm；
b、第一次腐蚀：利用上述光刻胶3腐蚀去除上述衬底上的多晶硅2，并在腐蚀多晶硅2后去除光刻胶3；
如图4所示：采用常规腐蚀工艺腐蚀多晶硅2，当有光刻胶3遮挡部分的多晶硅2没有被腐蚀，作为形成0.18μm线宽图形的基础；腐蚀多晶硅2后去除光刻胶3，便于下一步的工艺操作；
c、第二次光刻套准：在衬底1上对应于腐蚀去除多晶硅2后的表面涂覆光刻胶3，且在多晶硅2对应于与光刻胶3相接触一侧表面涂覆掩蔽定位光刻胶4，所述掩蔽定位光刻胶4与多晶硅2一侧的光刻胶3连接成一体；通过对光刻机套刻偏移量来修正使得掩蔽定位光刻胶4的宽度为0.18μm；
如图5所示：由于I线光刻机具有较高的套刻精度，所述套刻精度大于0.18μm，根据第一次光刻后保留光刻胶3的痕迹，能够在多晶硅2通过I线光刻机套刻偏移量修正后能够使得搭在多晶硅2上的掩蔽定位光刻胶4的宽度为0.18μm，同时在腐蚀多晶硅2后的衬底1表面涂覆光刻胶3；
d、第二次腐蚀：腐蚀去除上述衬底1上光刻后的多晶2硅，得到掩蔽定位光刻胶4下方宽度为0.18μm的多晶硅图形；
如图6所示：当通过第二次光刻套准后得到0.18μm线宽的掩蔽定位光刻胶4，通过常规多晶硅腐蚀工艺去除相应的多晶硅2，从而能够在所需位置得到相应的多晶硅2，所述得到多晶硅2的宽度与掩蔽定位光刻胶4的宽度相一致，即为0.18μm。
本发明先通过I线光刻机与光刻胶3配合后腐蚀得到相应的多晶硅2，然后利用I线光刻机套刻偏移量修正来得到涂覆于多晶硅2上的掩蔽定位光刻胶4，使得掩蔽定位光刻胶4的宽度达到精确的0.18μm，在利用掩蔽定位光刻胶4对多晶硅2进行腐蚀后，能够在衬底1上得到所需的0.18μm线宽图形，从而通过I线光刻机经过相应步骤后得到所需0.18μm线宽图形，工艺步骤简单方便，利用I线光刻胶得到0.18μm线宽图形，能适用科研开发需要，降低开发成本，安全可靠。
Claims (2)
1.一种I线光刻机用双次光刻法实现0.18μm线宽图形的方法，其特征是： 所述光刻方法包括如下步骤：
（a）、第一次光刻：在表面淀积有多晶硅（2）的衬底（1）上涂覆光刻胶（3），所述光刻胶（3）覆盖于多晶硅（2）的表面；利用I线光刻机对上述光刻胶（3）进行光刻，保留所需位置的光刻胶（3）；
（b）、第一次腐蚀：利用上述光刻胶（3）腐蚀去除上述衬底（1）上的多晶硅（2），并在腐蚀多晶硅（2）后去除光刻胶（3）；
（c）、第二次光刻套准：在衬底（1）上对应于腐蚀去除多晶硅（2）后的表面涂覆光刻胶（3），且在多晶硅（2）对应于与光刻胶（3）相接触一侧表面涂覆掩蔽定位光刻胶（4），所述掩蔽定位光刻胶（4）与多晶硅（2）一侧的光刻胶（3）连接成一体；利用I线光刻机套刻偏移量来修正使得掩蔽定位光刻胶（4）的宽度为0.18μm；
（d）、第二次腐蚀：腐蚀去除上述衬底（1）上光刻后的多晶硅（2），得到掩蔽定位光刻胶（4）下方宽度为0.18μm的多晶硅图形。
2.根据权利要求1所述的I线光刻机用双次光刻法实现0.18μm线宽图形的方法，其特征是：所述衬底（1）的材料包括硅。
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