[发明专利]基于HSQ的电子束光刻制备套刻标记的方法

说明书

本发明公开了一种基于HSQ的电子束光刻制备套刻标记的方法，属于光电子技术领域，其特征在于，至少包括如下步骤：S1、对晶圆进行脱水烘焙；S2、在晶圆上旋涂HSQ光刻胶后进行前烘；S3、电子束曝光；利用HSQ为负性光刻胶的特性，绘制mark曝光版图，用较少的时间曝光，完成对绘制版图的直写后显影；S4、高温坚膜烘焙；S5、根据需求旋涂后续工艺所需的光刻胶，将后续工艺版图按照步骤S3mark曝光版图建立的坐标系进行版图套刻；对顶层光刻胶进行显影；进行后续蒸镀或刻蚀工艺，并去除顶层光刻胶；S6、使用HF加去离子水或氨水：过氧化氢：去离子水溶液去除HSQ mark。

技术领域

本发明属于光电子技术领域，特别是涉及一种基于HSQ的电子束光刻制备套刻标记的方法。

背景技术

众所周知，HSQ(商品名)为无机光刻胶，主要成分为氢倍半硅氧烷(类SiO2成份)在常温下呈液态。经过旋涂且烘焙后聚合物将会分解，有机成分将会挥发，余下的就是Si02成份。再经电子束的辐照可使HSQ呈现SiO2的物理性质。

经过二十多年的快速发展，半导体工艺中光刻占着举足轻重的地位。光刻工艺的研发与拓新就变得尤为重要。前沿的100nm紫外光刻机售价及其昂贵，并且受限于掩膜板制备的限制。对于新器件的研发与制备成本难以估量。而无掩膜版限制使用电子束直写的方式进行光刻成为了小批量生产与研究最佳的选择。

与紫外光刻不同，高能电子束打到衬底表面使晶圆表面的光刻胶发生变形，显影后使得光刻胶形成后续工艺所需的掩膜，其中电子束光刻中的套刻恰恰也需要搜集高能电子束在晶圆表面成像的信号进行标记的识别，进行精准的套刻，成像的效果将直接影响电子束套刻的精度。

在制备套刻标记时，传统上有两种方法：一种是在样品表面蒸镀金属做套刻所需的标记，但是为了提高精度往往使用贵金属Au来制作套刻标记。成本较高，同时剥离时残余金属可能会污染晶圆表面。另一种是在样品表面刻蚀标记，刻蚀深度应大于200nm，此工艺不仅受限于晶圆结构的影响，同时也增加了刻蚀时所带来副产物污染晶圆表面的风险；因而为了提高套刻精度，减少工艺步骤可采用使用负性光刻胶HSQ来制备套刻标记。此方法不仅减少了成本，并且在减少工艺步骤的同时也减少了脏污引入的概率。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种基于HSQ的电子束光刻制备套刻标记的方法，目的是为了提高套刻，节约成本，减少污染物的引入概率。

本发明的目的是提供一种基于HSQ的电子束光刻制备套刻标记的方法，包括如下步骤：

S1、对晶圆进行脱水烘焙；

S2、在晶圆上旋涂HSQ光刻胶后进行前烘；

S3、电子束曝光；利用HSQ为负性光刻胶的特性，绘制mark曝光版图，用JEOL JBX-9500FS设备10na束流所用的曝光时间小于5min方便快捷，完成对绘制版图的直写后显影；

S4、高温坚膜烘焙；

S5、根据需求涂布后续工艺所需的光刻胶，将后续工艺版图按照步骤S3mark曝光版图建立的坐标系进行版图套刻；对顶层光刻胶进行显影；

进行后续蒸镀或刻蚀工艺，并去除顶层光刻胶；

S6、使用HF、BOE、氨水：过氧化氢：去离子水溶液去除HSQ mark。

进一步，S1中：进行脱水烘焙的衬底包含Si、第三、五族化合物、LiNbO3、LiTaO3、非铝的单质金属、金属氧化物、多种外延的多层结构，但不含衬底结构底层和顶层含氧化硅成份的晶圆结构。

进一步，S2中：HSQ的厚度同后期掩膜所用光刻胶的厚度具有大于300nm的差值。

更进一步，S3中：电子束曝光时，电子束的加速电压为100KV下，使用L-edit绘制不同线宽的mark。