一種亞微米光柵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種亞微米光柵的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在平面光柵或者頻率選擇表面的制作工藝中，需通過(guò)光刻進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移。每次光刻都需一塊具有相應(yīng)幾何圖形的光刻掩膜，即光刻版-Mask。掩膜是光刻工藝的基準(zhǔn)，光柵的尺寸決定了光刻掩膜的尺寸。
[0003]由于光學(xué)曝光技術(shù)已接近極限，如:i線光源(365nm)可用于制作約0.35um的線條；準(zhǔn)分子激光光源(248nm/193nm)可用于制作約0.25um/0.18um尺寸的線條。因此，利用傳統(tǒng)的光學(xué)曝光技術(shù)和光刻掩膜相結(jié)合的方法很難實(shí)現(xiàn)0.1um的精細(xì)圖形制作。目前常采用電子束曝光技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。
[0004]電子束直寫曝光技術(shù)無(wú)需普通光學(xué)光刻所需的光刻版，其直接從電腦中讀取設(shè)計(jì)的版圖，之后按照版圖中設(shè)計(jì)的圖形，通過(guò)電子束轟擊電子束膠，將圖形轉(zhuǎn)移到樣品上。電子束直寫可以實(shí)現(xiàn)幾納米到0.1微米的微細(xì)線條的制作，通過(guò)電腦直接控制而具有極高的套刻對(duì)準(zhǔn)精度；但在光柵的制作中，有很大一部分光柵的線條尺寸比較大，如全部采用電子束光刻實(shí)現(xiàn)，則需要耗費(fèi)大量的計(jì)時(shí)。
[0005]對(duì)于同一個(gè)圖形內(nèi)部，既有尺寸比較大的線條，又有尺寸小于0.1um的線條的情況下，一般米用光學(xué)曝光和電子束曝光混合曝光的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，如專利CN1392593A中記載的“接觸式曝光與電子束直寫技術(shù)相結(jié)合的混合曝光方法”。
[0006]現(xiàn)有方法一般為光學(xué)光刻和電子束光刻分開(kāi)制作，前后兩次光刻通過(guò)套刻方法使得圖形連在一起，最終完成整個(gè)圖形的制作，其具體工藝步驟如下:
[0007]1、涂普通光刻膠，堅(jiān)膜；
[0008]2、采用掩膜版對(duì)大線條圖形進(jìn)行光學(xué)曝光、顯影，并進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)工藝；
[0009]3、凃電子束光刻膠，堅(jiān)膜；
[0010]4、采用電子束曝光，通過(guò)套刻標(biāo)記將小線條圖形套刻到大線條內(nèi)部，顯影，并進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)工藝。
[0011]其中1、2兩步在某些情況下可以與3、4兩步進(jìn)行對(duì)調(diào)，即順序?yàn)?、4、1、2。通過(guò)上述方法，大圖形的線條的精度會(huì)大于0.lum，并且前后兩次后續(xù)工藝的拼接存在痕跡。例如，當(dāng)后續(xù)工藝為鍍膜時(shí)，由于大線條已經(jīng)先行成膜，當(dāng)采用電子束光刻套刻后，再進(jìn)行小線條的鍍膜時(shí)，小線條和大線條拼接處存在一個(gè)接觸面，該接觸面的存在會(huì)影響圖形的光學(xué)和電學(xué)等性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于簡(jiǎn)化現(xiàn)有的工藝步驟，提高光柵線條精度。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種亞微米光柵的制作方法，包括如下步驟，
[0014]S1、涂光刻膠、堅(jiān)膜；S2、利用掩膜版對(duì)線條的中心部分進(jìn)行光學(xué)曝光；S3、采用電子束曝光，通過(guò)套刻標(biāo)記將線條邊緣細(xì)節(jié)套刻到所述線條的中心部分；S4、顯影，及后處理工藝；S5、去膠，完成光柵制作；
[0015]或者，S1、涂光刻膠、堅(jiān)膜；S2、采用電子束曝光，對(duì)線條邊緣細(xì)節(jié)進(jìn)行曝光；S3、利用掩膜版對(duì)線條的中心部分進(jìn)行光學(xué)曝光；S4、顯影，及后處理工藝；S5、去膠，完成光柵制作。
[0016]優(yōu)選地,所述光刻膠為對(duì)光學(xué)波長(zhǎng)和電子束均敏感的光刻膠。
[0017]優(yōu)選地，所述光學(xué)曝光采用接近式光刻機(jī)、接觸式光刻機(jī)或者投影式光刻機(jī)。
[0018]優(yōu)選地，所述電子束曝光的線條邊緣細(xì)節(jié)的尺寸為100nm-200nm。
[0019]優(yōu)選地，所述后處理工藝為鍍膜或者刻蝕。
[0020]本發(fā)明的另一技術(shù)方案包括一種亞微米光柵的制作方法，其包括如下步驟，
[0021]S1、涂光刻膠、堅(jiān)膜；S2、利用掩膜版對(duì)大線條圖形進(jìn)行光學(xué)曝光；S3、采用電子束曝光，通過(guò)套刻標(biāo)記將小線條圖形套刻到所述大線條圖形內(nèi)部；S4、顯影，及后處理工藝；S5、去膠，完成光柵制作；
[0022]或者，S1、涂光刻膠、堅(jiān)膜；S2、采用電子束曝光，對(duì)小線條圖形進(jìn)行曝光；S3、利用掩膜版對(duì)大線條圖形進(jìn)行光學(xué)曝光；S4、顯影，及后處理工藝；S5、去膠，完成光柵制作。
[0023]優(yōu)選地，所述光刻膠為對(duì)光學(xué)波長(zhǎng)和電子束均敏感的光刻膠。
[0024]優(yōu)選地，所述光學(xué)曝光采用接近式光刻機(jī)、接觸式光刻機(jī)或者投影式光刻機(jī)。
[0025]優(yōu)選地，所述后處理工藝為鍍膜或者刻蝕。
[0026]本發(fā)明的有益效果包括:通過(guò)一次涂膠、兩次曝光、一次顯影工藝制作光柵，制作工藝簡(jiǎn)化，節(jié)約時(shí)間及成本；同時(shí)，由于工藝步驟簡(jiǎn)化，避免多次工藝拼接造成的變形，保證了光柵線條的精度，提高器件或圖形的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的二維的臺(tái)階光柵中的目標(biāo)亞微米光柵結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1、2中的掩膜版結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1、2中的電子束曝光圖形。
[0030]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3、4中的掩膜版結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖5為本發(fā)明實(shí)施例3、4中的電子束曝光圖形。
[0032]圖6為本發(fā)明實(shí)施例5中的涂光刻膠示意圖。
[0033]圖7為本發(fā)明實(shí)施例5中的電子束曝光示意圖。
[0034]圖8為本發(fā)明實(shí)施例5中的光學(xué)曝光示意圖。
[0035]圖9為本發(fā)明實(shí)施例5中的顯影處理工藝示意圖。
[0036]圖10為本發(fā)明實(shí)施例5中的鍍膜處理工藝示意圖。
[0037]圖11為本發(fā)明實(shí)施例5中的剝離工藝示意圖。
[0038]圖12為本發(fā)明實(shí)施例5中的刻蝕處理工藝示意圖。
[0039]圖13為本發(fā)明實(shí)施例5中的去膠工藝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0041]本發(fā)明提供一種亞微米光柵的制作方法，用于制作對(duì)線條精度要求比較高的光柵，也可用于制作同時(shí)含有粗線條和細(xì)線條的光柵，包括如下步驟，
[0042]S1、涂光刻膠、堅(jiān)膜；
[0043]S2、利用掩膜版對(duì)線條的中心部分進(jìn)行光學(xué)曝光；
[0044]S3、采用電子束曝光，通過(guò)套刻標(biāo)記將線條邊緣細(xì)節(jié)套刻到所述線條的中心部分；
[0045]S4、顯影,及后處理工藝；
[0046]S5、去膠，完成光柵制作；
[0047]或者，S2、采用電子束曝光，對(duì)線條邊緣細(xì)節(jié)進(jìn)行曝光；
[0048]S3、利用掩膜版對(duì)線條的中心部分進(jìn)行光學(xué)曝光；
[0049]或者，S2、利用掩膜版對(duì)大線條圖形進(jìn)行光學(xué)曝光；
[0050]S3、采用電子束曝光，通過(guò)套刻標(biāo)記將小線條圖形套刻到所述大線條圖形內(nèi)部；
[0051]或者，S2、采用電子束曝光，對(duì)小線條圖形進(jìn)行曝光；
[0052]S3、利用掩膜版對(duì)大線條圖形進(jìn)行光學(xué)曝光。
[0053]本發(fā)明通過(guò)一次涂膠、兩次曝光、一次顯影工藝制作光柵，制作工藝簡(jiǎn)化，節(jié)約時(shí)間及成本；同時(shí)，由于工藝步驟簡(jiǎn)化，避免多次工藝拼接造成的變形，保證了光柵線條的精度，提高器件或圖形的性能。
[0054]進(jìn)一步地，光刻膠為對(duì)光學(xué)波長(zhǎng)和電子束均敏感的光刻膠。如I線光刻膠、PMMA,HSQ 和 ZEP。
[0055]以在基底材料上刻蝕二維光柵圖形為例來(lái)說(shuō)明，如圖1所示。該圖形為二維的臺(tái)階光柵中的一個(gè)單元，其具體尺寸如下:A=lum，B=Ium, C=200nm，其中對(duì)A/B/C尺寸的正負(fù)偏差不能超過(guò)50nm，在現(xiàn)有技術(shù)中，如直接采用光學(xué)曝光轉(zhuǎn)移其中Ium的圖形，則圖形的精度無(wú)法滿足要求，如下采用本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2制作。
[0056]實(shí)施例1
[0057]S1、涂PMMA光刻膠、堅(jiān)膜；
[0058]S2、如圖2所示，利用掩膜版對(duì)線條的中心部分采用投影式光刻機(jī)進(jìn)行光學(xué)曝光；
[0059]S3、采用電子束曝光，通過(guò)套刻標(biāo)記將線條邊緣細(xì)節(jié)套刻到所述線條的中