[发明专利]一种改善电子束直写曝光邻近效应的方法

说明书

本发明涉及一种改善电子束直写曝光邻近效应的方法，包括如下步骤：对设计的初始版图进行处理，根据电子束曝光的剂量经验对同一步直写曝光的版图图层进行分层，相同剂量的列为一层，每个图形分割为3个图层，对于相邻的图形则分为两组单独的3个图层；在衬底材料上依次涂覆黏附剂、电子束光刻胶和导电胶；采用分层处理的版图进行电子束直写程序编制，并进行直写曝光；利用显影制备出电子束胶的掩膜图形，实现图形的精确加工。本发明采用简单布尔运算方法实现版图的分层处理，并采用不同的剂量进行电子束直写曝光，实现图形的精确加工；在涂胶上针对电子束工艺，增加一层导电胶，有效解决衬底材料的导电性差的问题，同时降低直写过程中的荷电效应。

技术领域

本发明属于半导体纳米加工技术领域，特别是一种改善电子束直写曝光邻近效应的方法。

背景技术

半导体、纳米器件技术的发展很大程度上依赖于微纳米加工技术的不断进步，目前微电子加工工艺已提升到7nm节点。对于前沿创新研究领域，较为普通采用的微纳米加工技术是电子束曝光技术，其图形加工能力达到10纳米量级。电子束曝光不需要掩膜版，可以通过版图软件设计任意形状的加工图形，使用方便，且对版图的设计与更改更为灵活，迭代更为迅速。

电子束直写曝光最大的优势在于其最高分辨率，现在最先进的电子束光刻系统可以达到10纳米以下，在0.18微米以上技术节点的掩膜版制作中都需要用到电子束直写技术。影响电子束曝光分辨率的一个重要因素是邻近效应，邻近效应是由于高能入射电子在电子束光刻胶中的散射以及在衬底上的背散射从而导致图形非目标区域曝光的一种效应，邻近效应会使曝光图形模糊，尤其是在制作细小图形时，影响更为突出。邻近效应根据产生原理和后果的不同，可分为内邻近效应和互邻近效应，内邻近效应主要表现为大图形边缘向外侧区域扩展，互邻近效应则主要表现为密集图形区域或大图形邻近区域的图形在曝光时失真变形。

目前主要采用修正的方法来解决邻近效应引起的图形失真问题，一个是图形修正方法，根据邻近效应引起的图形形变趋势对版图进行反向修改；一个是GHOST方法，在原有曝光的基础上对互补图形进行低剂量曝光，两次曝光的能量叠加实现能量分布均衡；还有一种是采用蒙特卡罗模拟技术，对整个图形的曝光剂量进行调整。修正方法一般需要校正软件，且对模型参数要求极高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种改善电子束直写曝光邻近效应的方法，解决电子束曝光在精细图形、大尺寸图形等加工上邻近效应过大的问题，克服加工这些图形时，需要进行繁复且代价不菲的邻近效应校正。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种改善电子束直写曝光邻近效应的方法，包括如下步骤：

1)对设计的初始版图进行处理，根据电子束曝光的剂量经验对同一步直写曝光的版图图层进行分层，相同剂量的列为一层，每个图形分割为3个图层，对于相邻的图形则分为两组单独的3个图层；

2)在衬底材料上依次涂覆黏附剂、电子束光刻胶和导电胶；

3)采用分层处理的版图进行电子束直写程序编制，并进行直写曝光；

4)利用显影制备出电子束胶的掩膜图形，实现图形的精确加工。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)本发明采用简单布尔运算方法实现版图的分层处理，并采用不同的剂量进行电子束直写曝光，实现图形的精确加工；

2)本发明在涂胶上针对电子束工艺，增加一层导电胶，有效解决衬底材料的导电性差的问题，同时降低直写过程中的荷电效应；

3)本发明提出一种简单的版图预处理与分层曝光的方法，实现图形的精确加工，该方法适用于各种衬底材料包括单晶硅、绝缘体上的硅、磷化铟、砷化镓和硅基薄膜铌酸锂等。

附图说明

图1是本发明的版图分层示意图。