I线光刻机用双次光刻法实现0.18μm线宽图形的方法

摘要

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。

说明书

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0.18 μm，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0.18 μm，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。