[发明专利]一种提高电子束曝光效率的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米尺度的半导体器件制备工艺，具体涉及纳米图形制备中，如何提高电子束曝光效率的方法，为纳米图形的制备加快了流程，大幅度降低了成本。

背景技术

在亚50纳米器件和集成电路的制备中，首要的问题是如何获得亚50纳米的光刻图形，对于这么精细的图形，当今的光学光刻技术已很难实现，采用电子束光刻是一种有效的途径。但是电子束光刻曝光速度太慢，曝光效率太低，严重影响科研进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高电子束曝光效率的方法，以克服公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明把需要光刻的图形分成两部分，将大尺寸图形部分分解出来采用光学曝光完成，精细图形的光刻仍采用电子束光刻完成，本发明还解决了其间两种光刻方法的工艺兼容性问题，使本发明的实用成为可能。

具体地，本发明提供的提高电子束曝光效率的方法，主要步骤如下：

步骤1)在需要光刻的片子上涂敷一层正性光刻胶，进行前烘；

步骤2)图形数据分割，对大尺寸图形部分进行光学曝光，进行后烘；

步骤3)正性光刻胶显形；

步骤4)等离子体氟化；

步骤5)烘烤加固；

步骤6)涂电子束负胶，进行前烘；

步骤7)对精细图形部分进行电子束曝光；

步骤8)后烘；

步骤9)电子束负胶显形，完成光刻图形制备。

所述的方法，其中步骤1)中正性光刻胶膜厚为200～400nm，前烘热板温度90～95℃，时间60～90秒。

所述的方法，其中步骤2)中大尺寸图形光学曝光采用分步重复光刻机(Stepper)进行，后烘热板温度100～115℃，时间60～90秒。

所述的方法，其中步骤4)中的等离子氟化条件为：功率30～60W，压力300～550mTorr，反应气体为CF₄，其流量100～300sccm，氟化时间20～60秒。

所述的方法，其中步骤5)中烘烤加固的温度130～160℃，时间40～60分。

所述的方法，其中步骤6)中电子束负胶膜厚为200～400nm，前烘热板温度100～115℃，时间1～3分钟。

所述的方法，其中，步骤8)中后烘热板温度100～115℃，时间1～3分钟。

本发明取得的效果是：

1)采用两种光刻技术的结合，解决了电子束曝光效率低的问题；

2)分割需要曝光的图形数据，大尺寸图形部分采用光学曝光的方法制备，精细图形部分采用电子束曝光制备，这样不仅提高了图形的制备速度，同时也保持了精细图形所要求的高精度和分辨率；

3)加快了工艺流程，大幅度降低成本；

4)工艺简便，完全与CMOS兼容，不增加额外的设备。

附图说明

图1为本发明采用两种光刻方法形成的胶图形，其中大尺寸图形(A)采用正性光刻胶光学曝光完成，精细图形(B)采用负性电子束胶电子束曝光完成，线宽约为50-60纳米。

具体实施例：

针对电子束光刻速度太慢的问题，本发明提出了一种如何克服电子束曝光效率低的方法。即把需要光刻的图形数据分成两部分，将大尺寸图形部分分解出来采用光学曝光制备，精细图形部分的制备仍采用电子束光刻完成，为解决这两种光刻方法的工艺兼容性问题，即在电子束曝光的显影过程中，不使光学光刻已形成的大尺寸胶图形被溶解而损坏，本发明对光学曝光部分采用正性光刻胶曝光，显影后，对胶进行氟化处理并烘烤加固，以增强其抗溶性和抗蚀性，然后涂敷电子束负胶，经电子束曝光并显影后获得精细图形，这一过程对已形成的正性胶图形形貌完整性没有影响，使本发明的实用成为可能。

本发明的主要步骤如下：

步骤1)在需要光刻的片子上涂敷一层正性光刻胶，胶膜厚200～400nm；前烘：热板温度90-95℃，时间60～90秒；

步骤2)图形数据分割，采用分步重复光刻机对大尺寸图形部分，进行光学曝光，接着后烘：热板温度100-110℃，1～1.5分钟；

步骤3)显影，40～60秒；

步骤4)等离子体氟化，低功率30-60W，压力为300-600mTorr，CF₄流量100～200，氟化时间20-60秒；

步骤5)烘烤加固：烤箱温度130-160℃，时间40-60分钟；