本公开提供了一种利用不同照明模式获得高分辨图形的方法，涉及光刻技术领域，方法包括：在基底上形成依次层叠的负性感光膜层、正性感光膜层和金属增强层；采用第一照明模式，基于掩模版对正性感光膜层进行曝光，采用第二照明模式，基于掩模版对负性感光膜层进行曝光，第一照明模式与第二照明模式的照明波长相同，第一照明模式的第一焦深与第二照明模式的第二焦深不同；依次对曝光后的正性感光膜层和曝光后的负性感光膜层进行显影，获得两次曝光产生的图形结构；将两次曝光产生的图形结构传递至基底上，获得高分辨图形。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光刻，尤其涉及一种利用不同照明模式获得高分辨图形的方法。
技术介绍
1、栅极图形作为微电子器件关键层之一，其特征尺寸直接代表着纳米光刻技术的加工节点，其中，高分辨栅极的制备逐渐成为半导体器件领域的研究热点。当栅极特征尺寸小于50 nm时，各种分辨率增强技术应运而生，其中，双重曝光技术在半导体器件关键层的加工中获得了大量的应用。双重曝光技术将同一关键层图形拆分在两块掩模版上，利用精密对准进行两次曝光，从而实现了更小特征尺寸栅极关键层图形的加工。但是，随着特征尺寸进一步降低，双重曝光对对准精度要求越来越高，这对精密对准技术提出了更大的挑战。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开实施例提供了一种利用不同照明模式获得高分辨图形的方法，包括：在基底上至少形成依次层叠的负性感光膜层、正性感光膜层和金属增强层，负性感光膜层靠近基底；采用第一照明模式，基于掩模版对正性感光膜层进行曝光，采用第二照明模式，基于掩模版对负性感光膜层进行曝光，第一照明模式与第二照明模式的照明波长相同，第一照明模式的第一焦深与第二照明模式的第二焦深不同；对曝光后的正性感光膜层和曝光后的负性感光膜层进行显影，获得两次曝光产生的图形结构；将两次曝光产生的图形结构传递至基底上，获得高分辨图形。
2、根据本公开的实施例，第一照明模式包括正入射照明，第二照明模式包括离轴照明，第一照明模式和第二照明模式的照明波长包括365 nm、248 nm、193 nm、13.5 nm中的一种；第一焦深小于第二焦深。
>3、根据本公开的实施例，采用涂覆、喷涂、或熏蒸的方法制备负性感光膜层和正性感光膜层；正性感光膜层的材料包括ar系列光刻胶、xt系列光刻胶、phs光刻胶中的至少之一；正性感光膜层的厚度为20 nm～50 nm；负性感光膜层的材料包括pmma光刻胶、su-8光刻胶、聚酯类光刻胶中的至少之一，负性感光膜层的厚度为50 nm～1000 nm。4、根据本公开的实施例，采用热蒸镀、电子束蒸镀、磁控溅射沉积、化学气相沉积或涂覆的方法制备金属增强层，金属增强层的材料包括激发表面等离子体材料。
5、根据本公开的实施例，掩模版的挡光层的材料包括铬、硅、钼中的至少之一，掩模版的掩模图形高度为30 nm～50 nm，掩模图形的周期为40 nm～300 nm，掩模图形的占空比为3:1～1:1，掩模图形的关键尺寸为20 nm～150 nm。
6、根据本公开的实施例，正入射照明的曝光剂量为20 mj/cm2-200 mj/cm2，正性感光膜层上图形结构的缝宽大于掩模图形的周期的一半。
7、根据本公开的实施例，离轴照明，照明角度为5°～90°，离轴照明的曝光剂量为50mj/cm2-300 mj/cm2，负性感光膜层上图形结构的线宽小于掩模图形的周期的一半，负性感光膜层上图形结构与掩模版的掩模图形的结构相反。
8、根据本公开的实施例，对曝光后的正性感光膜层和曝光后的负性感光膜层进行显影，包括：采用正性显影液对正性感光膜层进行显影，正性显影液包括ar300-35显影液、tmah显影液、naoh显影液中的至少之一；采用负性显影液对负性感光膜层进行显影，负性显影液包括乙酸正丁酯显影液、3-乙氧基丙酸乙酯显影液、2-庚酮显影液中的至少之一。
9、根据本公开的实施例，将两次曝光产生的图形结构传递至基底上，包括：采用离子束刻蚀、反应离子刻蚀或感应耦合等离子体刻蚀将两次曝光产生的图形结构传递至基底上。
10、根据本公开的实施例，基底包括透明基底或不透明基底；透明衬底包括石英基底、玻璃基底或蓝宝石基底；不透明基底包括硅基底。
11、根据本公开的实施例提供的利用不同照明模式获得高分辨图形的方法，至少具备以下技术效果：
12、该方法利用不同照明模式具有不同焦深的特点，只需要利用同一块掩模版且不依赖精密对准技术就可以实现高技术节点栅极图形结构加工，能够获得分辨率提升一倍的纳米图形结构，有效解决了当前双重曝光技术在高分辨图形加工中严重依赖精密对准技术的现状，同时减少了加工掩模的数量，降低了加工的难度和成本，加工效率高。该方法不仅可以应用于各种新型纳米器件，也可以应用于高技术节点的半导体芯片关键层的加工领域。
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【技术保护点】
1.一种利用不同照明模式获得高分辨图形的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一照明模式包括正入射照明，所述第二照明模式包括离轴照明，所述第一照明模式和第二照明模式的照明波长包括365 nm、248 nm、193 nm、13.5 nm中的一种；所述第一焦深小于所述第二焦深。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用涂覆、喷涂、或熏蒸的方法制备所述负性感光膜层和所述正性感光膜层；
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用热蒸镀、电子束蒸镀、磁控溅射沉积、化学气相沉积或涂覆的方法制备所述金属增强层，所述金属增强层的材料包括激发表面等离子体材料。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述掩模版的挡光层材料包括铬、硅、钼中的至少之一，所述掩模版的掩模图形高度为30 nm～50 nm，所述掩模图形的周期为40 nm～300 nm，所述掩模图形的占空比为3:1～1:1，所述掩模图形的关键尺寸为20 nm～150 nm。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述正入射照明的曝光剂量为20 mJ/cm2-200 mJ/cm2，所述正性感光膜层上图形结构的缝宽大于所述掩模图形的周期的一半。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述离轴照明的照明角度为5°～90°，所述离轴照明的曝光剂量为50 mJ/cm2-300 mJ/cm2，所述负性感光膜层上图形结构的线宽小于所述掩模图形的周期的一半，所述负性感光膜层上的图形结构与所述掩模版的掩模图形的结构相反。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依次对曝光后的正性感光膜层和曝光后的负性感光膜层进行显影，包括：
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将两次曝光产生的图形结构传递至所述基底上，包括：
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基底包括透明基底或不透明基底；
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【技术特征摘要】
1.一种利用不同照明模式获得高分辨图形的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一照明模式包括正入射照明，所述第二照明模式包括离轴照明，所述第一照明模式和第二照明模式的照明波长包括365 nm、248 nm、193 nm、13.5 nm中的一种；所述第一焦深小于所述第二焦深。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用涂覆、喷涂、或熏蒸的方法制备所述负性感光膜层和所述正性感光膜层；
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用热蒸镀、电子束蒸镀、磁控溅射沉积、化学气相沉积或涂覆的方法制备所述金属增强层，所述金属增强层的材料包括激发表面等离子体材料。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述掩模版的挡光层材料包括铬、硅、钼中的至少之一，所述掩模版的掩模图形高度为30 nm～50 nm，所述掩模图形的周期为40 nm～300 nm，所述掩模图形的占空比为3:1...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，罗云飞，刘凯鹏，张译尹，朱瑶瑶，郭涛，赵泽宇，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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