專利名稱：I線光刻機(jī)用雙次光刻法實(shí)現(xiàn)0.18μm線寬圖形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路中刻蝕線寬圖形的方法，尤其是一種I線光刻機(jī)用雙次光刻法實(shí)現(xiàn)0. 18 μ m線寬圖形的方法，具體地說是利用極限分辨率不超過0. 35 μ m的I線光刻機(jī)刻蝕形成0. 18 μ m線寬圖形的方法，屬于集成電路制造工藝的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著集成電路硅工藝技術(shù)的發(fā)展，線寬降低成為了硅工藝技術(shù)發(fā)展的重要技術(shù)指標(biāo)。線寬降低意味著功耗降低，芯片面積大幅度下降，集成度大幅度提高，0. 18 μ m工藝技術(shù)也已經(jīng)成為8寸和12寸FAB (芯片制造公司的代工廠)工廠的主要技術(shù)平臺(tái)，其關(guān)鍵設(shè)備為光刻機(jī)。為了使光刻機(jī)達(dá)到0. 18 μ m及更高的分辨率，光刻機(jī)一般要求為193nm激光光源光刻機(jī)，同時(shí)采用了分辨率增強(qiáng)技術(shù)比如OPC (Organic Photoconductor)，PSM，浸沒式光刻等。由于其極高的成本以及較高的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，在普通的實(shí)驗(yàn)室中擁有193nm光刻機(jī)的可能性較低，不能適應(yīng)科研開發(fā)的需要。光刻機(jī)分辨率R代表著光刻機(jī)能夠分辨得最小條寬，當(dāng)需要曝光的尺寸小于極限分辨率的時(shí)候該光刻機(jī)則無法達(dá)到要求，就需要更換更高分辨率的光刻機(jī)。通常情況下光刻機(jī)分辨率的計(jì)算公式為i = ^1-^ik1為工藝因子，以0. 75計(jì)算，λ為光刻機(jī)光源波長(zhǎng)，NA為光刻機(jī)鏡頭
數(shù)值孔徑。采用上式計(jì)算I線光刻機(jī)分辨率為0. 48 μ m，其中NA為0. 57，I線光刻機(jī)光源波長(zhǎng)為365nm。采用上式計(jì)算193nm光刻機(jī)分辨率為0. 15 μ m，其中NA為1. 0，刻機(jī)光源波長(zhǎng)為193nm。通過以上計(jì)算可簡(jiǎn)單得出NA為0. 57的普通I線光刻機(jī)極限分辨率在0. 5 μ m左右，想要達(dá)到0. 18 μ m的線寬的圖形通過常規(guī)光刻方法是無法實(shí)現(xiàn)的，必須通過特殊的工藝才有可能完成。常規(guī)實(shí)現(xiàn)0. 18 μ m工藝光刻曝光步驟詳細(xì)圖表見附圖1圖2步驟一光刻(采用193nm波長(zhǎng)極限分辨率為0. 13 μ m的光刻機(jī))，如圖1所示；步驟二 腐蝕(形成0. 18 μ m線寬的圖形)，并去掉所需寬度多晶硅上的光刻膠， 如圖3所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種I線光刻機(jī)用雙次光刻法實(shí)現(xiàn)0. 18μπι線寬圖形的方法，其工藝步驟簡(jiǎn)單方便，利用I線光刻膠得到0. 18μπι線寬圖形，能適用科研開發(fā)需要，降低開發(fā)成本，安全可靠。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種I線光刻機(jī)用雙次光刻法實(shí)現(xiàn)0. 18 μ m線寬圖形的方法，所述光刻方法包括如下步驟a、第一次光刻在表面淀積有多晶硅的襯底上涂覆光刻膠，所述光刻膠覆蓋于多晶硅的表面；利用I線光刻機(jī)對(duì)上述光刻膠進(jìn)行光刻，保留所需位置的光刻膠；b、第一次腐蝕利用上述光刻膠腐蝕去除上述襯底上的多晶硅，并在腐蝕多晶硅后去除光刻膠；C、第二次光刻套準(zhǔn)在襯底上對(duì)應(yīng)于腐蝕去除多晶硅后的表面涂覆光刻膠，且在多晶硅對(duì)應(yīng)于與光刻膠相接觸一側(cè)表面涂覆掩蔽定位光刻膠，所述掩蔽定位光刻膠與多晶硅一側(cè)的光刻膠連接成一體；利用I線光刻機(jī)套刻偏移量來修正使得掩蔽定位光刻膠的寬度為 0. 18ym；d、第二次腐蝕腐蝕去除上述襯底上光刻后的多晶硅，得到掩蔽定位光刻膠下方寬度為0. 18 μ m的多晶硅圖形。所述襯底的材料包括硅。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)先通過I線光刻機(jī)與光刻膠配合后腐蝕得到相應(yīng)的多晶硅，然后利用I線光刻機(jī)套刻偏移量修正來得到涂覆于多晶硅2上的掩蔽定位光刻膠，使得掩蔽定位光刻膠的寬度達(dá)到精確的0. 18μπι，在利用掩蔽定位光刻膠對(duì)多晶硅進(jìn)行腐蝕后，能夠在襯底上得到所需的0. 18 μ m線寬圖形，從而通過I線光刻機(jī)經(jīng)過相應(yīng)步驟后得到所需 0. 18 μ m線寬圖形，工藝步驟簡(jiǎn)單方便，利用I線光刻膠得到0. 18 μ m線寬圖形，能適用科研開發(fā)需要，降低開發(fā)成本，安全可靠。


圖1為現(xiàn)有采用193nm波長(zhǎng)極限分辨率為0. 13 μ m的光刻機(jī)光刻后形成0. 18 μ m 光刻膠的剖面示意圖。圖2為利用圖1中的光刻膠進(jìn)行腐蝕后剖面示意圖。圖3為本發(fā)明采用極限分辨率為0. 5μπι的I線光刻機(jī)第一次光刻后的剖面示意圖。圖4為本發(fā)明利用圖3中的光刻膠進(jìn)行第一次腐蝕后剖面示意5為本方面采用極限分辨率為0. 5μπι的I線光刻機(jī)第二次光刻后的后剖面示意圖。
圖6為本發(fā)明利用圖5中的光刻膠進(jìn)行第二次腐蝕后剖面示意圖。附圖標(biāo)記說明1-襯底、2-多晶硅、3-光刻膠及4-掩蔽定位光刻膠。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖3 圖6所示為了能夠利用I線光刻機(jī)得到0. 18 μ m線寬圖像，本發(fā)明的光刻方法包括如下步驟a、第一次光刻在表面淀積有多晶硅2的襯底1上涂覆光刻膠3，所述光刻膠3覆蓋于多晶硅2的表面；利用I線光刻機(jī)對(duì)上述光刻膠3進(jìn)行光刻，保留所需位置的光刻膠3 ； 襯底1的材料包括硅；如圖3所示通過I線光刻機(jī)對(duì)上述光刻膠3進(jìn)行光刻，去除不需要位置處的光刻膠3，同時(shí)保留覆蓋所需位置光刻膠3，所述保留光刻膠3的寬度約為10 μ m，遠(yuǎn)大于 0. 18ym ；
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b、第一次腐蝕利用上述光刻膠3腐蝕去除上述襯底上的多晶硅2，并在腐蝕多晶硅2后去除光刻膠3 ；如圖4所示采用常規(guī)腐蝕工藝腐蝕多晶硅2，當(dāng)有光刻膠3遮擋部分的多晶硅2 沒有被腐蝕，作為形成0. 18 μ m線寬圖形的基礎(chǔ)；腐蝕多晶硅2后去除光刻膠3，便于下一步的工藝操作；C、第二次光刻套準(zhǔn)在襯底1上對(duì)應(yīng)于腐蝕去除多晶硅2后的表面涂覆光刻膠3， 且在多晶硅2對(duì)應(yīng)于與光刻膠3相接觸一側(cè)表面涂覆掩蔽定位光刻膠4，所述掩蔽定位光刻膠4與多晶硅2 —側(cè)的光刻膠3連接成一體；通過對(duì)光刻機(jī)套刻偏移量來修正使得掩蔽定位光刻膠4的寬度為0. 18ym；如圖5所示由于I線光刻機(jī)具有較高的套刻精度，所述套刻精度大于0. 18 μ m, 根據(jù)第一次光刻后保留光刻膠3的痕跡，能夠在多晶硅2通過I線光刻機(jī)套刻偏移量修正后能夠使得搭在多晶硅2上的掩蔽定位光刻膠4的寬度為0. 18 μ m,同時(shí)在腐蝕多晶硅2后的襯底1表面涂覆光刻膠3 ；d、第二次腐蝕腐蝕去除上述襯底1上光刻后的多晶2硅，得到掩蔽定位光刻膠4 下方寬度為0. 18 μ m的多晶硅圖形；如圖6所示當(dāng)通過第二次光刻套準(zhǔn)后得到0. 18μπι線寬的掩蔽定位光刻膠4，通過常規(guī)多晶硅腐蝕工藝去除相應(yīng)的多晶硅2，從而能夠在所需位置得到相應(yīng)的多晶硅2，所述得到多晶硅2的寬度與掩蔽定位光刻膠4的寬度相一致，即為0. 18 μ m。本發(fā)明先通過I線光刻機(jī)與光刻膠3配合后腐蝕得到相應(yīng)的多晶硅2，然后利用I 線光刻機(jī)套刻偏移量修正來得到涂覆于多晶硅2上的掩蔽定位光刻膠4，使得掩蔽定位光刻膠4的寬度達(dá)到精確的0. 18 μ m,在利用掩蔽定位光刻膠4對(duì)多晶硅2進(jìn)行腐蝕后，能夠在襯底1上得到所需的0. 18 μ m線寬圖形，從而通過I線光刻機(jī)經(jīng)過相應(yīng)步驟后得到所需 0. 18 μ m線寬圖形，工藝步驟簡(jiǎn)單方便，利用I線光刻膠得到0. 18 μ m線寬圖形，能適用科研開發(fā)需要，降低開發(fā)成本，安全可靠。
權(quán)利要求
1.一種I線光刻機(jī)用雙次光刻法實(shí)現(xiàn)0.18μπι線寬圖形的方法，其特征是所述光刻方法包括如下步驟(a)、第一次光刻在表面淀積有多晶硅(2)的襯底(1)上涂覆光刻膠(3)，所述光刻膠(3)覆蓋于多晶硅(2)的表面；利用I線光刻機(jī)對(duì)上述光刻膠(3)進(jìn)行光刻，保留所需位置的光刻膠(3);(b)、第一次腐蝕利用上述光刻膠(3)腐蝕去除上述襯底(1)上的多晶硅(2)，并在腐蝕多晶硅(2)后去除光刻膠(3)；(C)、第二次光刻套準(zhǔn)在襯底(1)上對(duì)應(yīng)于腐蝕去除多晶硅(2)后的表面涂覆光刻膠 (3 )，且在多晶硅(2 )對(duì)應(yīng)于與光刻膠(3 )相接觸一側(cè)表面涂覆掩蔽定位光刻膠(4)，所述掩蔽定位光刻膠(4)與多晶硅(2)—側(cè)的光刻膠(3)連接成一體；利用I線光刻機(jī)套刻偏移量來修正使得掩蔽定位光刻膠(4)的寬度為0. 18 μ m ；(d)、第二次腐蝕腐蝕去除上述襯底(1)上光刻后的多晶硅(2)，得到掩蔽定位光刻膠(4)下方寬度為0.18 μ m的多晶硅圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的I線光刻機(jī)用雙次光刻法實(shí)現(xiàn)0.18μπι線寬圖形的方法，其特征是所述襯底(1)的材料包括硅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種I線光刻機(jī)用雙次光刻法實(shí)現(xiàn)0.18μm線寬圖形的方法，其包括如下步驟a、第一次光刻涂覆光刻膠，利用I線光刻機(jī)對(duì)上述光刻膠進(jìn)行光刻；b、第一次腐蝕腐蝕去除上述襯底上的多晶硅；c、第二次光刻套準(zhǔn)在襯底的表面涂覆光刻膠，且在多晶硅對(duì)應(yīng)于與光刻膠相接觸一側(cè)表面涂覆掩蔽定位光刻膠，所述掩蔽定位光刻膠與多晶硅一側(cè)的光刻膠連接成一體；利用I線光刻機(jī)套刻偏移量來修正使得掩蔽定位光刻膠的寬度為0.18μm；d、第二次腐蝕腐蝕去除上述襯底上光刻后的多晶硅，得到掩蔽定位光刻膠下方寬度為0.18μm的多晶硅圖形。本發(fā)明工藝步驟簡(jiǎn)單方便，利用I線光刻膠得到0.18μm線寬圖形，能適用科研開發(fā)需要，降低開發(fā)成本，安全可靠。
文檔編號(hào)H01L21/027GK102403200SQ20111038648
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者張世權(quán), 李俊, 肖志強(qiáng), 陳海峰 申請(qǐng)人:無錫中微晶園電子有限公司