[发明专利]利用热显影增强电子束光刻胶对比度的制备高密度平整图形的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体及纳米加工技术领域，具体涉及一种制备厚胶高密度平整图形的方法。

背景技术

电子束光刻技术利用电子束在涂有电子束光刻胶的衬底上进行直写或投影复制，发挥电子束波长短、分辨率高、焦深长和控制灵活等特点，是一种具有及其广泛应用前景的下一代光刻技术。

电子束光刻胶是电学敏感的高分子聚合物，涂布在衬底表面用于实现图形传递。在电子束扫描过程中光刻胶发生分子链重组，使被曝光部分的光刻胶化学性质发生改变，再经过显影和定影，获得高分辨率的曝光图形。

电子束光刻的曝光精度由设备因素和工艺因素控制。当前电子束光刻设备早已具有制作小于10nm精细线条的能力，但是在实际实验室研究和工业生产中，电子束在光刻胶中会发生前向散射和背散射，引起邻近效应，使图形边缘模糊和圆弧化。光刻图形密度越大，光刻胶灵敏度越低，光刻胶厚度越厚，邻近效应造成的影响就越强。因此，需要对光刻胶处理的工艺过程进行改进，抑制邻近效应对光刻胶的影响，从而获得边缘光滑的高密度平整清晰图形，用于纳米器件结构的制造。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够抑制邻近效应对光刻胶影响的制备厚胶高密度平整图形的方法，以便用于纳米器件结构的制造。

本发明提出的制备厚胶高密度平整图形的方法，利用热显影增强电子束光刻胶对比度，从而实现厚胶中高密度高精度的光滑清晰图形，具体步骤为：

（1）提供衬底材料，对衬底进行表面清洗和烘干处理；

（2）在衬底表面旋涂光刻胶；

（3）对所述光刻胶进行前烘和电子束曝光；

（4）对曝光后的光刻胶进行后烘和显影处理，显影过程中实施加温或超声振荡；

（5）对显影后的光刻胶进行定影和干燥处理。

本发明中，所述衬底材料可为硅、锗、半导体材料，或金属材料及其化合物等。

本发明中，在所述旋涂光刻胶过程中，光刻胶厚度为500纳米~10微米。

本发明中，所述显影过程实施加温的方法，包括： 将盛放有显影液的容器置于热板上，施加温度为25~60摄氏度；所述显影过程实施超声振荡的方法，包括：将盛放有显影液的容器置于超声振荡设备中，振荡时间为60秒~90秒。

本发明具有以下优异之处：

本发明提出热显影增强电子束光刻胶对比度制备厚胶高密度光滑图形的方法，在电子束光刻胶曝光后的显影过程中进行加温和超声振荡处理，利用加温和超声振荡促进光刻胶分子材料内部的催化化学反应，提高低灵敏度光刻胶的对比度，抑制光刻胶在低灵敏度厚胶情况下的邻近效应对光刻效果的影响，确保高密度光刻图形在显影后边缘保持光滑。

附图说明

图1是热显影增强电子束光刻胶对比度制备厚胶高密度平整图形的工艺流程。

图2是依照本发明进行具体实施例中使用厚度为530纳米的HSQ光刻胶制备超高高宽比高密度平整图形的工艺流程。

图3是依照本发明进行具体实施例中使用厚度为5微米的SU-8光刻胶制备超高高宽比高密度平整图形的工艺流程。

图4是图2的HSQ光刻胶在光栅图形的线宽/周期分别为50纳米/100纳米和30纳米/100纳米的两种不同尺寸，在相同电子束光刻条件进行曝光后，使用不同显影温度获得的纳米光栅图形，其中：

a是光栅图形的线宽/周期为50纳米/100纳米时，使用30摄氏度温度进行显影后的光刻胶图形；

b是光栅图形的线宽/周期为50纳米/100纳米时，使用50摄氏度温度进行显影后的光刻胶图形；

c是光栅图形的线宽/周期为30纳米/100纳米时，使用30摄氏度温度进行显影后的光刻胶图形；

d是光栅图形的线宽/周期为30纳米/100纳米时，使用50摄氏度温度进行显影后的光刻胶图形。

图5是图2的HSQ光刻胶制备光栅图形的显影过程中是否施加超声振荡所形成的不同显影图形，其中：

a是未施加超声振荡所获得的HSQ显影图形；

b是施加超声振荡所获得HSQ显影图形。

具体实施方式

说明书中的实施例旨在提供本发明的示例性说明，本发明的实质精神并不限于此。各种采用了等效或惯用技术手段的替换方案也应该落入本发明的范围内。

实施例1：

以下结合附图2对本方法进行进一步具体说明。