[發明專利]一種圖形化工藝方法

有效

• 申請號: 201511031851.3
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN106933054B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 任書銘
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備(集團)股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F7/00;G03F7/26
• 代理公司: 31237 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發明提供一種圖形化工藝方法，在透光襯底上直接涂覆光刻膠，在透光襯底上直接涂覆光刻膠，在對透光襯底的正面進行曝光后，見光區接收的最小光通量定義為E_T，然后對透光襯底的背面進行曝光，定義使所述光刻膠發生反應所需的最小光通量為E₀，則背面曝光所使用的曝光劑量E_B滿足E₀>E_B>E₀?E_T，這樣見光區底部接收到的光通量為E_B+E_T，則E_B+E_T>E₀，因此見光區底部的光刻膠可以發生光酸反應，而遮光區接收到的光通量僅為E_B，由于E₀>E_B，遮光區的光刻膠仍然不能發生光酸反應，這樣解決了傳統工藝中由于見光區底部光刻膠接收到的光通量不足而無法發生光酸反應從而導致光刻膠殘留的問題，提高了光刻分辨率。

技術領域

本發明涉及半導體光刻領域，特別涉及一種圖形化工藝方法。

背景技術

近幾年來，隨著平板行業發展迅速，高分辨率顯示技術地不斷出現，要求液晶像素點向細微化發展，因此對平板制程提出了新的挑戰，而液晶像素點細微化發展的關鍵就是高分辨率的光刻技術。

在TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)制程中，為保證產率最大化，一般生產上都采用低劑量的正性光刻膠，正性光刻膠也稱為正膠。正性光刻膠樹脂是一種叫做線性酚醛樹脂的酚醛甲醛，當沒有溶解抑制劑存在時，線性酚醛樹脂會溶解在顯影液中。在曝光前，DNQ(重氮萘醌)是一種強烈的溶解抑制劑，也是一種感光劑，它能夠降低樹脂的溶解速度，在紫外曝光后，DNQ在光刻膠中化學分解，成為溶解度增強劑，大幅提高顯影液中的溶解度因子至100或者更高。這種曝光反應會在DNQ中產生羧酸，它在顯影液中溶解度很高，也就是說這種正性光刻膠遇見紫外光后會發生光酸反應從而分解，在隨后的顯影液中，光酸反應形成的物質會溶解在顯影液中從而被去除。相應地，負性光刻膠則遇見紫外光會產生單體聚合反應，產生的物質不能溶解在相應的顯影液，而未遇見紫外光的部分不發生化學反應，在相應的顯影液中會發生溶解從而被去除。

傳統圖形化工藝方法為：請參照圖1，在透光襯底01上依次形成金屬層、光刻膠層，然后對該光刻膠02進行曝光、顯影，圖中箭頭方向為光照方向，在曝光顯影后，留下的光刻膠02圖案即為后續需要形成的金屬線路的圖案，然后對未被光刻膠02覆蓋的金屬進行刻蝕去除，此時被光刻膠02覆蓋的金屬線路由于被光刻膠02保護，所以得以保留，當將光刻膠02剝離時，則在透光襯底01上形成了金屬線路。因此如果使用的光刻膠02為正性，那么在曝光時使用的掩膜版04即為正性，即線路圖案中需要留下金屬03的部分為黑色，阻擋紫外光對該部分光刻膠02的照射，此處稱為遮光區，需要去除金屬03的部分對應的掩膜版04上該處的顏色為透明色，使得紫外光穿過掩膜版04對該部分的光刻膠02進行照射，此處稱為見光區，從而在顯影后，見光區的金屬層上方沒有光刻膠02的覆蓋，該處的金屬03能夠方便地被刻蝕去除。

由于目前半導體器件的細微化發展，需要形成的金屬線路也趨于細小化發展，尤其是要求金屬線路的寬度、線路之間的距離越來越小，其中曝光形成的圖形線路之間的最小距離稱為光刻分辨率。如果光刻分辨率較低，那么金屬線路之間原本應該被腐蝕去除的金屬，卻由于上層光刻膠02殘留而保留，嚴重影響整個半導體器件內的線路。上層光刻膠02的殘留主要是因為在接收曝光時，接收的光通量不能使其發生光酸反應。

對光刻膠本身而言曝光劑量與光刻分辨率是一對矛盾的存在，通過最小線寬公式(Lmin為最小線寬，s為曝光劑量，q為單個光子或電子反應所需的劑量)可知，曝光劑量越小，最小線寬越大，即光刻分辨率越低，但如果一味增加曝光劑量，那么光照太強，使得透光襯底01、甚至是光刻膠02自身會產生強烈的折射，導致遮光區的光刻膠02受到折射光的影響從而發生光酸反應。