专利名称：孔的两次曝光成像光微影方法
技术领域：
本发明涉及一种集成电路制造光刻工艺，特别涉及一种孔的两次曝光成像光微影方法。
背景技术：
目前用KrF 248nm(NA＝0.7)的光刻机曝0.15um以及以下的孔，通常的光刻成像流程如下涂胶-----→软烘烤---→一次曝光---→照后烤---→显影---→硬烤(如附图1所示)。
如果用低数值孔径的KrF光刻机(ASML PAS5000 750E)6％Att.PSM(Phase Shift Mask)衰减型相移光罩，通常一次曝光的光刻工艺只有0.3um的聚焦深度，很难用于量产。通常人们会利用TFP(热回流工艺Thermalflow process)/RELACS(化学收缩辅助的解析度增强光微影技术Resolution enhanced lithography assisted by chemical shrink)以及特殊的版图设计(如辅助孔)来实现此工艺使其具有足够的工艺宽容度或者干脆用高数值孔径的光刻机。上述方法通常不是成本太高就是工艺太复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种孔的两次曝光成像光微影方法，使其方法具有量产所需的工艺宽容度，还可以让低数值孔径的光刻机延用到下一代的技术产品的生产。
为解决上述技术问题，本发明的方法在按常规进行光刻工艺的涂胶、软烘烤后，还包括如下步骤先进行第一次曝光，然后进行第二次曝光，然后通过照后烤、显影及硬烤完成小尺寸孔的光刻工艺。
本发明由于通过简单的两次曝光，用低数值孔径的光刻机即可使工艺达到量产所需的工艺宽容度。本发明可应用于晶圆制造中0.15um以及以下的孔的光刻工艺中。
图1是本发明背景技术中光刻成像流程示意图；图2是本发明方法的两次曝光成像流程示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明方法使用低数值孔径的光刻机，通过两次曝光，使其方法具有量产所需的工艺宽容度，可使用于0.15um以及以下孔的光刻工艺中。
本发明具体实施例采用的是低数值孔径KrF(NA＝0.7)的光刻机，通过简单的两次曝光(类似两次薄光阻成像耦合)，工艺的关键是优化两次曝光的焦平面的高度差。
其操作流程具体包括涂胶-----→软烘烤---→第一次曝光----→第二次曝光---→照后烤---→显影---→硬烤。
其中，第一次曝光与第二次曝光示意图见附图2。
下面举一个具体实施例进行说明。
本发明具体的实施例其参数分别如下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)通过上述两次曝光FEM(focus energy matrix焦平面-能量矩阵)来确定最佳曝光能量和焦平面位置。比如说Eop(最佳曝光能量)＝27mj/cm2 Fop(最佳曝光焦距)＝0.1um；那么本实施例最终曝光工艺程序的参数实际设定如下第一次曝光 E＝27mj/cm2 F1＝0.1um第二次曝光 E＝27mj/cm2 F2＝0.6um必须指出，在本方法中出于对工艺条件的设定和优化考虑，通常第二次曝光能量与第一次曝光能量相同，而且焦平面的优化通过焦平面-能量矩阵FEM(focus energy matrix)实现。第二次曝光的焦平面通常按公式F1+[INT(T)-0.1]，其中F1为第一次曝光焦距(focus offirst exposure)，T为光阻厚度(thickness of resist)，INT为取整函数。另外必须指出，本发明工艺中曝光能量是光刻工艺中普通的常用参量；它的实际使用数值大小与多种因素有关，很难具体确定。本发明实施中的曝光能量除要大于光阻的Eth(光阻开始溶解的阈值曝光能量且光阻应当尽量选择低Eth)两次的曝光能量必须相同外，并没有什么特殊要求，其具体值的确定方法可采用业界通用的FEM方法。
另外，在本方法工艺中关于两次曝光的对准问题，在现存软件中即可解决，如佳能的光刻机软件上已经具有两个Patch的功能，所以软件上没有任何困难。
如上所述，通过类似两次薄光阻成像耦合的两次曝光，使用低数值孔径的光刻机，即可使其工艺达到量产所需的工艺宽容度。本发明方法所涉及工艺可以应用在任何尺寸晶圆制造中0.15um以及以下孔的光刻工艺。
权利要求
1.一种孔的两次曝光成像光微影方法，应用于晶圆制造中0.15um以及以下的孔的光刻工艺，除进行光刻工艺的涂胶、软烘烤外，其特征是，还包括先进行第一次曝光，然后进行第二次曝光，然后通过照后烤、显影及硬烤完成小尺寸孔的光刻工艺。
2.根据权利要求1所述孔的两次曝光成像光微影方法，其特征是所述曝光的焦平面的优化通过焦平面能量矩阵实现；所述第二次曝光曝光能量与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，且必须大于光阻开始溶解的阈值曝光能量。
3.根据权利要求2所述孔的两次曝光成像光微影方法，其特征是所述光阻应选择溶解阈值曝光能量低的光阻。
4.根据权利要求1或2孔的两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]计算，其中F1为第一次曝光焦距，INT为取整函数，T为光阻厚度。
全文摘要
本发明公开了一种孔的两次曝光成像光微影方法，其步骤包括涂胶、软烘烤后，先进行第一次曝光，然后进行第二次曝光，然后通过照后烤、显影及硬烤完成小尺寸孔的光刻工艺。本发明可以应用于晶圆制造中0.15um以及以下的孔的光刻工艺中。
文档编号G03F7/20GK1888980SQ200510027258
公开日2007年1月3日 申请日期2005年6月29日 优先权日2005年6月29日
发明者王伟斌 申请人:上海华虹Nec电子有限公司