[發明專利]一種應用于小尺寸樣品光刻工藝的方法

有效

• 申請號: 202110304075.9
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113031392B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 馮夢陽;孟憲權;金鵬;周廣迪;霍曉迪;徐鵬飛;王占國
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所;武漢大學
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/16;G03F7/20;B29C43/58;B29C43/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種應用于小尺寸樣品光刻工藝的方法。該方法包括：將待光刻的小尺寸樣品放置在冷壓法所用設備的壓片模具上；將壓片用粉末材料填充到放置有小尺寸樣品的壓片模具中；對壓片模具施加壓力，將小尺寸樣品嵌入到壓制所述壓片用粉末材料得到的壓片中，以得到壓片產品。利用本發明，解決了小尺寸樣品在勻膠過程中的“邊緣”效應問題，提高了樣品的表面利用率；解決了在小尺寸樣品光刻工藝中，勻膠機和光刻機的真空吸嘴尺寸與待光刻小尺寸樣品尺寸不匹配的問題；并且該方法適用于形狀規則和不規則的小尺寸樣品。

技術領域

本發明涉及半導體工藝技術領域，尤其涉及一種應用于小尺寸樣品光刻工藝的方法。

背景技術

在半導體工藝中，光刻工藝是必不可少的一個工藝步驟，無論是圖形化的材料沉積，還是選擇性的刻蝕，都離不開光刻工藝的支持。傳統的光刻工藝包括勻膠、曝光和顯影三個主要步驟。對于小尺寸樣品(邊長或直徑小于10mm)，在勻膠過程中，光刻膠被甩到樣品邊緣處時，會因為外部沒有相連的區域而受到阻力，導致樣品邊緣處的光刻膠厚度較大。一方面樣品的表面利用率會降低，另一方面，對于接觸式曝光來說，較厚的邊緣光刻膠也導致光刻版與樣品之間存在縫隙，在曝光時發生衍射，影響光刻工藝的精度。

另外，由于光刻機和勻膠機的適用對象一般是幾英寸大小的樣品，對于小尺寸樣品，就會存在光刻機和勻膠機的真空吸嘴尺寸大于樣品尺寸，導致小尺寸樣品吸不住的現象，即使能吸住，在光刻版位置不能大幅度調整時，小尺寸樣品又基本固定在真空吸嘴的位置，導致光刻版上的圖形利用率變得很小。

針對小尺寸樣品勻膠時的“邊緣”效應問題，有學者提出稀釋光刻膠和提高旋涂速度的方法，這可在一定程度上減弱“邊緣”效應，需要多次實驗和嘗試，但很難完全解決，并且對設備有一定的要求，同時，對光刻膠的厚度有一定的限制。還有在小尺寸樣品周圍緊密放置相同厚度的陪片的方法，但是對于不同尺寸和形狀的樣品，厚度相同和緊密相連都很難保證。有學者利用金相熱安裝法，將小尺寸樣品固定在酚醛樹脂片中，光刻后，用熱槍加熱酚醛樹脂，用鑷子夾住取出樣品，這種方法有折斷樣品的可能，并且酚醛樹脂有毒，同時，大多數光刻膠不耐高溫，用熱槍加熱的過程可能會使光刻膠炭化變性。

針對真空吸嘴尺寸大于小尺寸樣品尺寸的問題，有學者提出過一些解決辦法，例如，在真空吸嘴上貼膜，并且扎孔，類似于減小真空吸嘴尺寸；又或者，將小尺寸樣品粘在大的基片上；再者，定制樣品夾具以類似于擴大樣品尺寸。這些方法均存在一定的局限性和缺點，真空吸嘴上貼膜扎孔的方法就很難保證膜的平整性和樣品的吸附牢固性，勻膠過程可能會將樣品甩飛；將小尺寸樣品粘在大的基片上，需要選擇合適的粘貼方法，既要保證粘貼的牢固性，又要考慮是否容易損傷樣品和對樣品的污染情況，同時，與真空吸嘴上貼膜扎孔的方法一樣，這兩種方法均無法解決勻膠時的“邊緣”效應。而定制樣品夾具的方法，不同尺寸和形狀的樣品需要制作不同的夾具，特殊形狀的樣品的夾具制作難度更大，這都會導致夾具的利用率很低，工藝成本和復雜性大大提高；同時，機械硬性夾持方法，存在損傷樣品的可能，對于較薄和易碎的樣品，這種方法的可行性較低。

發明內容

有鑒于此，為了解決小尺寸樣品在勻膠過程中的“邊緣”效應問題，以及在光刻工藝中，小尺寸樣品尺寸與勻膠機和光刻機的真空吸嘴尺寸不匹配的問題，本發明提供了一種應用于小尺寸樣品光刻工藝的方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種應用于小尺寸樣品光刻工藝的方法，其中，該方法包括：將準備光刻的小尺寸樣品放置在冷壓法所用設備的壓片模具上；將壓片用粉末材料填充到放置有小尺寸樣品的壓片模具中；對壓片模具施加壓力，將小尺寸樣品嵌入到壓制壓片用粉末材料得到的壓片中，以得到壓片產品。

可選地，壓片產品中的小尺寸樣品的其中一個表面與壓制壓片用粉末材料得到的壓片表面平齊。

可選地，一種應用于小尺寸樣品光刻工藝的方法，還包括：在將準備光刻的小尺寸樣品放置在冷壓法所用設備的壓片模具上之前，對小尺寸樣品進行清洗，并分別用丙酮和無水乙醇對壓片模具超聲清洗預設時長，再用去離子水沖洗干凈壓片模具，利用氮氣吹干壓片模具。