[發明專利]接觸式曝光與電子束直寫技術相結合的混合曝光方法

無效

• 申請號: 01118807.3
• 申請日: 2001-06-14
• 公開（公告）號: CN1392593A
• 公開（公告）日: 2003-01-22
• 發明（設計）人: 鄭英奎;和致經;吳德馨;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子中心
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 湯保平

本發明是關于一種應用在砷化鎵(Galliun?arsenide-GaAs)或其他材料半導體器件制作工藝中的新的曝光方法，特別是指一種接觸式曝光與電子束直寫技術相結合的混合曝光方法。混合曝光方法是在“0.1微米HFET(Heterojunction?Field?Effect?Transistor異質結場效應晶體管)結構及性能研究”過程中形成的新的工藝方法。

在半導體集成電路生產工藝當中，需要進行多次光刻。每次光刻都需要一塊具有特定幾何圖形的光刻掩膜(即光刻版-Mask)。掩膜是光刻工藝加工的基準，器件的特征尺寸決定于光刻掩膜的尺寸。

然而，由于光學曝光技術已接近極限，如：i線光源(367nm)可用于制作0.35μm器件；準分子激光光源(248nm/193nm)可用于制作0.25μm/0.18μm器件。因此，利用傳統的光學曝光技術和光刻掩膜相結合的方法很難實現0.1微米的微細線條。即使利用波前工程，如移相掩摸技術和表面成像技術、側墻技術等來實現微細線條的加工，但工藝的重復性和穩定性都存在相當的難度。在尋找新的極紫外光源的同時，對于0.1μm線條，曝光技術面臨重大改革，電子束曝光技術是很有競爭力的方案之一。

電子束直寫曝光技術并沒有實現普通光刻所需的具體的光刻版，它是直接從電腦中讀取版圖數據，根據在電腦上設計好的版圖，象用筆做畫一樣在襯底上畫出所需的圖形。這只“筆”就是能夠使電子束膠發生反應的電子束。電子束直寫曝光能制作0.1微米甚至幾十納米的微細線條，并因為由電腦控制而具有極高的套刻對準精度，但在HFET的多層套版工藝中，有相當多的器件曝光部分的面積很大(如壓點和走線)，單純地使用電子束直寫工藝，要消耗很長的機時(如在20×20mm²大的面積上實現HFET器件源漏接觸區的一層曝光就要花費幾十個小時)。為了節省曝光時間，并充分利用電子束曝光套刻精度高等優點，我們使用普通的接觸式曝光工藝實現大面積的曝光，只有精細線條用電子束曝光，充分考慮和精密設計兩種曝光方式允許的套刻精度，研制成功兩種曝光的兼容技術，實現器件關鍵步驟的混合曝光。

以HFET器件工藝為例，在關鍵工藝步驟和需要精確套準的工藝中可應用電子束曝光，例如源漏版，需要較小的源漏間距；柵版需要實現精細線條的部分。而壓點和有源區版由于面積較大，并且套刻精度要求不是很高，所以采用普通的接觸式光刻方法。

本發明的目的在于，提供一種接觸式曝光與電子束直寫技術相結合的混合曝光方法，在需要利用電子束直寫光刻技術形成精細線條的工藝當中，其可減少電子束曝光的時間，達到縮短整個工藝周期的效果。

本發明一種接觸式曝光與電子束直寫技術相結合的混合曝光方法，其特征在于，是接觸式曝光與電子束直寫技術相結合，該方法在制作HFET器件過程中包括如下光刻步驟：

步驟1：光刻小源漏版，形成小源漏區，用電子束直寫曝光，完成源漏與有源區的歐姆接觸部分和檢測隔離島腐蝕狀況的方塊金屬；

步驟2：光刻島版，是光學版，對第一版進行套刻，腐蝕出有源區；

步驟3：光刻大源漏柵版，是光學版，用來形成器件的壓點，并使形成的大源漏與小源漏搭接在一起，形成完整的源漏金屬區，同時形成大面積的柵金屬區；

步驟4：光刻柵版，是電子束版，通過電子束曝光形成精細的柵條，并與步驟3形成的大面積的柵金屬搭接形成完整的柵區。

在步驟1和步驟4精確套準和實現精細線條的工藝中應用聚異丁烯酸甲脂及其甲基丙烯酸共聚物系列光刻膠，并采用電子束曝光，其他圖形用普通接觸式曝光；

其中步驟1用電子束直寫曝光形成間距較窄，面積較小的歐姆接觸部分和檢測隔離島腐蝕狀況的方塊金屬和混合混合曝光標記。

其中步驟2所述的用普通光學版對第一版進行套刻，腐蝕出有源區，其所使用的光刻膠為i線膠。

其中步驟4所述的精細線條為0.5微米以下。

為進一步說明本發明的內容及所能達成的功效，以下結合附圖及實施例對本發明作一詳細的描述，其中：

圖1是HFET器件各版的示意圖；

圖2是小源漏金屬版的示意圖；

圖3是有源區版的示意圖；

圖4是大源漏金屬版的示意圖；

圖5是電子束柵版的示意圖；

圖6是電子束直寫光刻和光學對準標記。