一种两次曝光改善厚光刻胶角度的方法与流程

1.本发明涉及半导体芯片生产制造工艺，尤其涉及到深沟槽刻蚀过程中需要用厚胶掩膜的生产制造过程。


背景技术：

2.在功率芯片或其他芯片生产制造过程中经常涉及到深槽或选择比较小的刻蚀工艺，需要用厚度较高的光刻胶作为掩膜，厚胶在光刻过程中由于曝光时景深无法覆盖光刻胶厚度，导致曝光过程无法保证光刻胶的角度。该发明通过对光刻的焦平面、景深等相关参数的探索，选择最优的曝光条件进行两次曝光，可以极大地改善光刻胶的角度。


技术实现要素：

3.为了解决上述现有技术的一个或多个技术问题，本发明提出一种两次曝改善厚光刻胶角度的方法。
4.根据本发明提出的一种两次曝改善厚光刻胶角度的方法，其特征在于：将光刻的曝光强度从焦平面开始向上下分别延伸出有效景深区、扩展区及衰减区，如图1所示。有效景深区中间的点画线为焦平面所在位置，曝光的光强在焦平面附近形成有效景深区，在该区域内光表现比较收敛，超出有效景深区的光开始表现的发散即图中扩展区所示，扩展区之外光强度减弱，如图1中的衰减区所示。
5.当光刻胶厚度低于有效景深时，光刻胶落在有效景深范围内时，如图2所示，曝光后的图形角度可以达到90
°
角；而当光刻胶厚度大于有效景深时，如图3所示，部分光刻胶会落在扩展区内，导致光刻胶的角度无法很好的控制或无法做到90
°
的直角形貌。
6.曝光线宽和曝光强度相关，随着曝光强度的增加，线条会发生横向展宽，如图4所示。依此、如图5所示，通过调整第一次曝光的强度，保证第一次曝光的扩展区落在二次曝光的有效景深范围内，经过两次曝光可以有效控制光刻胶的角度。
附图说明
7.图1：曝光光斑及其区域划分，1为焦平面、2为有效景深区、3为扩展区、4为衰减区
8.图2：展示了厚度小于有效景深时的曝光，及显影后的胶形貌。
9.图3：展示了厚度大于有效景深时的曝光，及显影后的胶形貌。
10.图4：展示了曝光强度和曝光过程中的横向展宽效应示意图。
11.图5：展示了本发明的图2：展示了厚度小于有效景深时的两次曝光示意图，及显影后的胶形貌。
具体实施方式
12.为使本发明的制备方法和特点更加清楚，下面对本发明做进一步的详细说明。
13.首先、测量光刻机不同曝光量的有效景深及扩展区，在晶圆表面涂布不同厚度的
光刻胶，用相同光强进行曝光，在保证光刻胶角度的情况下，能曝光到的最大厚度即为该曝光强度下的有效景深。通过测量厚胶表面展开窗口即可获得该曝光条件下的扩展曲区。
14.进一步地、根据所需曝光较厚评估第一次曝光所需的曝光强度，第一次曝光形成的有效扩展宽度应等于第二次曝光的线宽。
15.进一步地、根据第一次曝光的有效扩展宽度选择第二次曝光的光强，且第二次曝光的的线宽等于第一次曝光的有效扩展宽度，进行第二次曝光。


技术特征：
1.一种两次曝光改善厚光刻胶角度的方法，其特征在于，包含一下步骤：步骤一、测量不同曝光强度下曝光的有效景深范围及景深范围并描绘景深附近的扩展区曲线。步骤二、根据光刻胶的厚度选择最优的一次曝光强度及焦平面进行第一次曝光，第一次曝光时的焦平面靠近晶圆表面。步骤三、选择合适的二次曝光条件，在相同位置进行第二次曝光，二次曝光的焦平面高于第一次曝光的焦平面。2.根据权利要求书1，一种两次曝光改善厚光刻胶角度的方法其特征在于所述的厚胶的厚度大于光刻设备特定条件下的景深。3.根据权利要求书1，一种两次曝光改善厚光刻胶角度的方法其特征在于所述两次曝光，第一次曝光的强度弱于第二次曝光。4.根据权利要求书1，一种两次曝光改善厚光刻胶角度的方法其特征在于第一次曝光的焦平面低于第二次曝光的焦平面。5.根据权利要求书1，一种两次曝光改善厚光刻胶角度的方法其特征第一次曝光的扩展区落在第二次曝光的有效景深区内或者边缘。

技术总结
本发明公开一种厚胶光刻角度改善的方法，包括如下步骤：步骤一、测量不同曝光强度下曝光的有效景深并描绘景深范围附近的扩展区曲线；步骤二、根据光刻胶的厚度选择最优的一次曝光强度及焦平面位置进行第一次曝光；步骤三、选择合适的二次曝光条件进行第二次曝光。通过以上两次曝光，可以改善厚胶一次曝光过程中角度太小的问题。中角度太小的问题。


技术研发人员：朱小云
受保护的技术使用者：杭州讯微电子有限公司
技术研发日：2022.06.20
技术公布日：2022/9/2