[发明专利]使用氢氧化钾溶液显影UVIII的电子束光刻高分辨率图形的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米尺度的微细加工技术领域，具体涉及一种电子束光刻高分辨率图形的方法。

背景技术

随着大规模集成电路的特征尺寸进入纳米级，目前微电子工艺向着纳米尺度发展，如何制作出好的纳米结构成为纳米阶段的一个主要问题。这就对微纳加工工艺提出了更高的要求。

电子束光刻如今成为纳米电子器件制作的一个主要工艺手段，是目前国际上公认的高分辨率图像制作技术，已经广泛的在实验室应用。电子束光刻机使用电子束作为束源，对电子束光刻胶进行曝光，使之发生交聚或者降解反应，再经过显影，在光刻胶上制作纳米结构。光刻胶通常是一种可以在溶液中溶解的有机聚合物。工艺中对光刻胶的指标一般有：分辨率、灵敏度、对比度、与衬底的粘附性。最传统的电子束光刻胶是PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）。PMMA为正性光刻胶，分辨率高，但是最大的缺点是灵敏度很低因此曝光时间长，因此开发纳米工艺成本高。美国Shipley公司的UVIII光刻胶是一种化学放大胶，具有较高的热稳定性，与传统的PMMA光刻胶相比，灵敏度很高，分辨率也很高。由于电子束曝光是效率比较低的技术，曝光同样的图形，灵敏度高的光刻胶所用的时间会远远低于灵敏度低的光刻胶，所以减少曝光时间来降低工艺成本尤为重要。一般采用美国Shipley 公司生产的Shipley CD26显影液显影UVIII光刻胶，但是该显影液价格昂贵，运输时间长，保存周期短，不适合大规模生产。本发明提出的氢氧化钾溶液作为UVIII光刻胶的显影液，具有制作方便，价格极其便宜，使用周期长，无需购买，并且显影特性与CD26无差别。

发明内容

本发明的目的在于提出一种简单、方便、便宜的电子束光刻高分辨率图形的方法。

本发明提出的电子束光刻高分辨率图形的方法，采用用氢氧化钾溶液显影电子束光刻用的化学放大UVIII胶，具体步骤为：

步骤1、清洗基片，烘干；

步骤2、在基片上旋涂液态HMDS作为粘附层，用于粘结UVIII和基片；

步骤3、旋涂UVIII光刻胶，前烘；

步骤4、电子束光刻，对UVIII光刻胶进行曝光 ；

步骤5、对曝光后的基片进行热板后烘，对曝光后的UVIII光刻胶用0.5%~1.5%浓度的氢氧化钾溶液作为显影液显影，定影，吹干，得到UVIII曝光后的图形。

上述方案中，所述基片清洗采用微电子标准清洗工艺，即RCA清洗工艺。

上述方案中，所述前烘、后烘使用的是热板，热板的温度为110~130℃，前烘时间50~70s，后烘时间为80~100s。

上述方案中，所述0.5%~1.5%浓度的氢氧化钾溶液，由氢氧化钾粉末和一定体积的去离子水混合而成的。氢氧化钾粉末为分析纯的氢氧化钾粉末。所述定影用的定影液为去离子水，定影时间30~40s；所述吹干使用高纯氮气吹干。

有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明提供的这种显影电子束光刻的化学放大UVIII胶的方法，采用氢氧化钾溶液显影，与之前的用Shipley CD26显影液相比，主要有以下四方面的优点：

1、采用0.5%~1.5%浓度的KOH溶液作为电子束光刻胶UVIII的显影液能够得到很好的显影效果，得到的图形的粗糙度较低；

2、由于UVIII是一种灵敏度很高的电子束光刻抗蚀剂，所以利用本发明具有很高的效率以及产率；

3、采用0.5%~1.5%浓度的KOH溶液作为电子束光刻胶UVIII的显影液，得到的图形的分辨率很好，单根线的最小分辨率达到了40nm。等间距光栅的最小尺寸做到了100nm。与CD26 相比基本无差别，并且可靠性高，重复性好，在纳米光学结构制备中有着广泛的应用前景；

4、与传统的Shipley CD26显影液相比，本发明能够显著降低成本，本发明的成本大

约是前者成本的1/150。

附图说明

图1为本发明提供的用于电子束光刻胶UVIII的显影液的配置方法流程图。

图2为本发明提供的用于氢氧化钾溶液显影UVIII电子束光刻胶的方法流程图。

图3为本发明提供的用于氢氧化钾溶液显影UVIII电子束光刻胶制作100纳米等间距光栅的工艺流程图。

图4为本发明提供的用于氢氧化钾溶液显影UVIII电子束光刻胶制作100纳米单根线工艺流程图。