專利名稱：孔的兩次曝光成像光微影方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路制造光刻工藝，特別涉及一種孔的兩次曝光成像光微影方法。
背景技術(shù)：
目前用KrF 248nm(NA＝0.7)的光刻機曝0.15um以及以下的孔，通常的光刻成像流程如下涂膠-----→軟烘烤---→一次曝光---→照后烤---→顯影---→硬烤(如附圖1所示)。
如果用低數(shù)值孔徑的KrF光刻機(ASML PAS5000 750E)6％Att.PSM(Phase Shift Mask)衰減型相移光罩，通常一次曝光的光刻工藝只有0.3um的聚焦深度，很難用于量產(chǎn)。通常人們會利用TFP(熱回流工藝Thermalflow process)/RELACS(化學(xué)收縮輔助的解析度增強光微影技術(shù)Resolution enhanced lithography assisted by chemical shrink)以及特殊的版圖設(shè)計(如輔助孔)來實現(xiàn)此工藝使其具有足夠的工藝寬容度或者干脆用高數(shù)值孔徑的光刻機。上述方法通常不是成本太高就是工藝太復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種孔的兩次曝光成像光微影方法，使其方法具有量產(chǎn)所需的工藝寬容度，還可以讓低數(shù)值孔徑的光刻機延用到下一代的技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的方法在按常規(guī)進行光刻工藝的涂膠、軟烘烤后，還包括如下步驟先進行第一次曝光，然后進行第二次曝光，然后通過照后烤、顯影及硬烤完成小尺寸孔的光刻工藝。
本發(fā)明由于通過簡單的兩次曝光，用低數(shù)值孔徑的光刻機即可使工藝達到量產(chǎn)所需的工藝寬容度。本發(fā)明可應(yīng)用于晶圓制造中0.15um以及以下的孔的光刻工藝中。


圖1是本發(fā)明背景技術(shù)中光刻成像流程示意圖；圖2是本發(fā)明方法的兩次曝光成像流程示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
本發(fā)明方法使用低數(shù)值孔徑的光刻機，通過兩次曝光，使其方法具有量產(chǎn)所需的工藝寬容度，可使用于0.15um以及以下孔的光刻工藝中。
本發(fā)明具體實施例采用的是低數(shù)值孔徑KrF(NA＝0.7)的光刻機，通過簡單的兩次曝光(類似兩次薄光阻成像耦合)，工藝的關(guān)鍵是優(yōu)化兩次曝光的焦平面的高度差。
其操作流程具體包括涂膠-----→軟烘烤---→第一次曝光----→第二次曝光---→照后烤---→顯影---→硬烤。
其中，第一次曝光與第二次曝光示意圖見附圖2。
下面舉一個具體實施例進行說明。
本發(fā)明具體的實施例其參數(shù)分別如下1)第一次曝光 E(能量)＝25+/-1 F1(焦距)＝0+/-0.1T(光阻厚度)＝0.66um
2)第二次曝光 E＝25+/-1 F2＝0.5+/-0.13)通過上述兩次曝光FEM(focus energy matrix焦平面-能量矩陣)來確定最佳曝光能量和焦平面位置。比如說Eop(最佳曝光能量)＝27mj/cm2 Fop(最佳曝光焦距)＝0.1um；那么本實施例最終曝光工藝程序的參數(shù)實際設(shè)定如下第一次曝光 E＝27mj/cm2 F1＝0.1um第二次曝光 E＝27mj/cm2 F2＝0.6um必須指出，在本方法中出于對工藝條件的設(shè)定和優(yōu)化考慮，通常第二次曝光能量與第一次曝光能量相同，而且焦平面的優(yōu)化通過焦平面-能量矩陣FEM(focus energy matrix)實現(xiàn)。第二次曝光的焦平面通常按公式F1+[INT(T)-0.1]，其中F1為第一次曝光焦距(focus offirst exposure)，T為光阻厚度(thickness of resist)，INT為取整函數(shù)。另外必須指出，本發(fā)明工藝中曝光能量是光刻工藝中普通的常用參量；它的實際使用數(shù)值大小與多種因素有關(guān)，很難具體確定。本發(fā)明實施中的曝光能量除要大于光阻的Eth(光阻開始溶解的閾值曝光能量且光阻應(yīng)當(dāng)盡量選擇低Eth)兩次的曝光能量必須相同外，并沒有什么特殊要求，其具體值的確定方法可采用業(yè)界通用的FEM方法。
另外，在本方法工藝中關(guān)于兩次曝光的對準問題，在現(xiàn)存軟件中即可解決，如佳能的光刻機軟件上已經(jīng)具有兩個Patch的功能，所以軟件上沒有任何困難。
如上所述，通過類似兩次薄光阻成像耦合的兩次曝光，使用低數(shù)值孔徑的光刻機，即可使其工藝達到量產(chǎn)所需的工藝寬容度。本發(fā)明方法所涉及工藝可以應(yīng)用在任何尺寸晶圓制造中0.15um以及以下孔的光刻工藝。
權(quán)利要求
1.一種孔的兩次曝光成像光微影方法，應(yīng)用于晶圓制造中0.15um以及以下的孔的光刻工藝，除進行光刻工藝的涂膠、軟烘烤外，其特征是，還包括先進行第一次曝光，然后進行第二次曝光，然后通過照后烤、顯影及硬烤完成小尺寸孔的光刻工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述孔的兩次曝光成像光微影方法，其特征是所述曝光的焦平面的優(yōu)化通過焦平面能量矩陣實現(xiàn)；所述第二次曝光曝光能量與第一次曝光曝光能量相同，所述曝光能量是是通常一次曝光成像曝光能量的一半左右，且必須大于光阻開始溶解的閾值曝光能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述孔的兩次曝光成像光微影方法，其特征是所述光阻應(yīng)選擇溶解閾值曝光能量低的光阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2孔的兩次曝光成像光微影方法，所述第二次曝光的焦平面按F1+[INT(T)-0.1]計算，其中F1為第一次曝光焦距，INT為取整函數(shù)，T為光阻厚度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種孔的兩次曝光成像光微影方法，其步驟包括涂膠、軟烘烤后，先進行第一次曝光，然后進行第二次曝光，然后通過照后烤、顯影及硬烤完成小尺寸孔的光刻工藝。本發(fā)明可以應(yīng)用于晶圓制造中0.15um以及以下的孔的光刻工藝中。
文檔編號G03F7/20GK1888980SQ200510027258
公開日2007年1月3日 申請日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者王偉斌 申請人:上海華虹Nec電子有限公司