[發(fā)明專利]使用氫氧化鉀溶液顯影UVIII的電子束光刻高分辨率圖形的方法

在審

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• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104407499A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 陳宜方;邵金海;陸冰睿
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/32
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發(fā)明屬于納米尺度的微細加工技術領域，具體涉及一種電子束光刻高分辨率圖形的方法。

背景技術

隨著大規(guī)模集成電路的特征尺寸進入納米級，目前微電子工藝向著納米尺度發(fā)展，如何制作出好的納米結構成為納米階段的一個主要問題。這就對微納加工工藝提出了更高的要求。

電子束光刻如今成為納米電子器件制作的一個主要工藝手段，是目前國際上公認的高分辨率圖像制作技術，已經廣泛的在實驗室應用。電子束光刻機使用電子束作為束源，對電子束光刻膠進行曝光，使之發(fā)生交聚或者降解反應，再經過顯影，在光刻膠上制作納米結構。光刻膠通常是一種可以在溶液中溶解的有機聚合物。工藝中對光刻膠的指標一般有：分辨率、靈敏度、對比度、與襯底的粘附性。最傳統(tǒng)的電子束光刻膠是PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）。PMMA為正性光刻膠，分辨率高，但是最大的缺點是靈敏度很低因此曝光時間長，因此開發(fā)納米工藝成本高。美國Shipley公司的UVIII光刻膠是一種化學放大膠，具有較高的熱穩(wěn)定性，與傳統(tǒng)的PMMA光刻膠相比，靈敏度很高，分辨率也很高。由于電子束曝光是效率比較低的技術，曝光同樣的圖形，靈敏度高的光刻膠所用的時間會遠遠低于靈敏度低的光刻膠，所以減少曝光時間來降低工藝成本尤為重要。一般采用美國Shipley?公司生產的Shipley?CD26顯影液顯影UVIII光刻膠，但是該顯影液價格昂貴，運輸時間長，保存周期短，不適合大規(guī)模生產。本發(fā)明提出的氫氧化鉀溶液作為UVIII光刻膠的顯影液，具有制作方便，價格極其便宜，使用周期長，無需購買，并且顯影特性與CD26無差別。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提出一種簡單、方便、便宜的電子束光刻高分辨率圖形的方法。

本發(fā)明提出的電子束光刻高分辨率圖形的方法，采用用氫氧化鉀溶液顯影電子束光刻用的化學放大UVIII膠，具體步驟為：

步驟1、清洗基片，烘干；

步驟2、在基片上旋涂液態(tài)HMDS作為粘附層，用于粘結UVIII和基片；

步驟3、旋涂UVIII光刻膠，前烘；

步驟4、電子束光刻，對UVIII光刻膠進行曝光?；

步驟5、對曝光后的基片進行熱板后烘，對曝光后的UVIII光刻膠用0.5%~1.5%濃度的氫氧化鉀溶液作為顯影液顯影，定影，吹干，得到UVIII曝光后的圖形。

上述方案中，所述基片清洗采用微電子標準清洗工藝，即RCA清洗工藝。

上述方案中，所述前烘、后烘使用的是熱板，熱板的溫度為110~130℃，前烘時間50~70s，后烘時間為80~100s。

上述方案中，所述0.5%~1.5%濃度的氫氧化鉀溶液，由氫氧化鉀粉末和一定體積的去離子水混合而成的。氫氧化鉀粉末為分析純的氫氧化鉀粉末。所述定影用的定影液為去離子水，定影時間30~40s；所述吹干使用高純氮氣吹干。

有益效果

從上述技術方案可以看出，本發(fā)明提供的這種顯影電子束光刻的化學放大UVIII膠的方法，采用氫氧化鉀溶液顯影，與之前的用Shipley?CD26顯影液相比，主要有以下四方面的優(yōu)點：

1、采用0.5%~1.5%濃度的KOH溶液作為電子束光刻膠UVIII的顯影液能夠得到很好的顯影效果，得到的圖形的粗糙度較低；

2、由于UVIII是一種靈敏度很高的電子束光刻抗蝕劑，所以利用本發(fā)明具有很高的效率以及產率；

3、采用0.5%~1.5%濃度的KOH溶液作為電子束光刻膠UVIII的顯影液，得到的圖形的分辨率很好，單根線的最小分辨率達到了40nm。等間距光柵的最小尺寸做到了100nm。與CD26?相比基本無差別，并且可靠性高，重復性好，在納米光學結構制備中有著廣泛的應用前景；

4、與傳統(tǒng)的Shipley?CD26顯影液相比，本發(fā)明能夠顯著降低成本，本發(fā)明的成本大

約是前者成本的1/150。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的用于電子束光刻膠UVIII的顯影液的配置方法流程圖。

圖2為本發(fā)明提供的用于氫氧化鉀溶液顯影UVIII電子束光刻膠的方法流程圖。

圖3為本發(fā)明提供的用于氫氧化鉀溶液顯影UVIII電子束光刻膠制作100納米等間距光柵的工藝流程圖。

圖4為本發(fā)明提供的用于氫氧化鉀溶液顯影UVIII電子束光刻膠制作100納米單根線工藝流程圖。