[發(fā)明專利]一種提升翹曲片上細線條光刻成品率的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111504226.1
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114300343A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設計）人: 王溯源;王雯潔;梁宗文
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 葉立劍

本發(fā)明涉及一種提升翹曲片上細線條光刻成品率的方法，包含如下步驟:1）在翹曲片上摸索細線條光刻條件，選定初始線寬L1對應的劑量、焦距和照明方式等曝光參數；2）基于1中選定的光刻參數，在翹曲片上全片曝光，得到尺寸為L1的初始圖形；3）基于2中獲得的初始圖形，摸索化學縮放（shrink）條件，選定目標變化量L對應的混合烘烤溫度/時間、顯影時間等參數；4）利用1和3中選定的工藝條件，在翹曲片上通過化學shrink工藝獲得目標尺寸L2。優(yōu)點：1）可有效增加翹曲片上細線條光刻的焦深窗口，提升關鍵層成品率；2）該工藝不限于襯底類型，不限于步進式光刻機的品牌和型號，通用性好；3）工藝簡單，具備批量生產所需的低成本優(yōu)勢。

技術領域

本發(fā)明是一種提升翹曲片上細線條光刻成品率的方法，屬于電子檢測設備技術領域。

背景技術

化合物半導體在電子遷移率、禁帶寬度等方面有更好的特性，在雷達、無線通信等方面具有硅基器件無法比擬的優(yōu)勢，尤其適合高頻、寬帶大功率應用。以SiC基GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）為代表的第三代半導體可以設計制造功率放大器、低噪聲放大器和開關等器件，在5G毫米波頻段應用潛力較大。

由于材料特性和芯片工藝路線的不同，化合物半導體與硅基半導體在制造流程上存在明顯的差異。化合物芯片制造往往需要專門的生產工藝和產線設備，以滿足其特殊的工藝需求。在實際生產過程中，部分關鍵工藝機臺雖然已根據化合物襯底的特性做了適應性的改造或調整，卻依然存在工藝窗口不足的問題，無法發(fā)揮機臺在硅基襯底上的優(yōu)異性能。一個典型的例子是用于SiC基GaN工藝細線條曝光的stepper光刻機：由于SiC基GaN襯底翹曲大的原因，stepper光刻機在曝光過程中，逐場調平和調焦識別精準度受到一定干擾，圓片在機臺極限分辨率尺度的線條工藝窗口有限，造成關鍵層光刻成品率較低，無法滿足批量生產的穩(wěn)定性需求。

有必要開發(fā)一種針對翹曲襯底的曝光方法，利用這種方法，提升關鍵層的光刻成品率，滿足批產需求。

發(fā)明內容

本發(fā)明提出的是一種提升翹曲片上細線條光刻成品率的方法，其目的在于解決類似于SiC基GaN這類翹曲大的襯底在stepper曝光時極限分辨率工藝窗口有限的問題，通過引入化學shrink工藝，增大工藝窗口，滿足批產需求。

本發(fā)明的技術解決方案：一種提升翹曲片上細線條光刻成品率的方法，包含如下步驟：

1）選定翹曲片上細線條光刻條件，選定初始線寬L1對應的曝光參數，包括光刻膠的劑量、焦距和照明方式；

2）基于步驟1）中選定的光刻參數，在翹曲片上全片曝光，得到尺寸為L1的初始圖形；

3）基于步驟2）中獲得的初始圖形，確定化學shrink條件，選定目標變化量L對應的參數，包括混合烘烤溫度/時間、顯影時間；

4）利用步驟3）中選定的工藝條件，在翹曲片上通過化學shrink工藝獲得目標尺寸L2。

所述曝光采用步進式光刻機，所述翹曲片為碳化硅或碳化硅基氮化鎵襯底，所述細線條為接近stepper曝光設備極限分辨率的精細圖形(±10%左右)。

所述步驟1）中的光刻膠和步驟3）中化學shrink膠兼容。

所述步驟2）中尺寸為L1的初始圖形為孤立條、孤立孔、密集條、密集孔。

所述步驟4）中L2尺寸等于或者小于光刻機的極限線寬。

本發(fā)明的有益效果：

1）可有效增加翹曲片上細線條光刻的焦深窗口，提升關鍵層成品率。

2）該工藝不限于襯底類型，不限于步進式光刻機的品牌和型號，通用性好。

3）工藝簡單，具備批量生產所需的低成本優(yōu)勢。

附圖說明

附圖1是正常圓片和翹曲圓片cell 截面示意圖對比。