[发明专利]一种应用于小尺寸样品光刻工艺的方法

说明书

本发明公开了一种应用于小尺寸样品光刻工艺的方法。该方法包括：将待光刻的小尺寸样品放置在冷压法所用设备的压片模具上；将压片用粉末材料填充到放置有小尺寸样品的压片模具中；对压片模具施加压力，将小尺寸样品嵌入到压制所述压片用粉末材料得到的压片中，以得到压片产品。利用本发明，解决了小尺寸样品在匀胶过程中的“边缘”效应问题，提高了样品的表面利用率；解决了在小尺寸样品光刻工艺中，匀胶机和光刻机的真空吸嘴尺寸与待光刻小尺寸样品尺寸不匹配的问题；并且该方法适用于形状规则和不规则的小尺寸样品。

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种应用于小尺寸样品光刻工艺的方法。

背景技术

在半导体工艺中，光刻工艺是必不可少的一个工艺步骤，无论是图形化的材料沉积，还是选择性的刻蚀，都离不开光刻工艺的支持。传统的光刻工艺包括匀胶、曝光和显影三个主要步骤。对于小尺寸样品(边长或直径小于10mm)，在匀胶过程中，光刻胶被甩到样品边缘处时，会因为外部没有相连的区域而受到阻力，导致样品边缘处的光刻胶厚度较大。一方面样品的表面利用率会降低，另一方面，对于接触式曝光来说，较厚的边缘光刻胶也导致光刻版与样品之间存在缝隙，在曝光时发生衍射，影响光刻工艺的精度。

另外，由于光刻机和匀胶机的适用对象一般是几英寸大小的样品，对于小尺寸样品，就会存在光刻机和匀胶机的真空吸嘴尺寸大于样品尺寸，导致小尺寸样品吸不住的现象，即使能吸住，在光刻版位置不能大幅度调整时，小尺寸样品又基本固定在真空吸嘴的位置，导致光刻版上的图形利用率变得很小。

针对小尺寸样品匀胶时的“边缘”效应问题，有学者提出稀释光刻胶和提高旋涂速度的方法，这可在一定程度上减弱“边缘”效应，需要多次实验和尝试，但很难完全解决，并且对设备有一定的要求，同时，对光刻胶的厚度有一定的限制。还有在小尺寸样品周围紧密放置相同厚度的陪片的方法，但是对于不同尺寸和形状的样品，厚度相同和紧密相连都很难保证。有学者利用金相热安装法，将小尺寸样品固定在酚醛树脂片中，光刻后，用热枪加热酚醛树脂，用镊子夹住取出样品，这种方法有折断样品的可能，并且酚醛树脂有毒，同时，大多数光刻胶不耐高温，用热枪加热的过程可能会使光刻胶炭化变性。

针对真空吸嘴尺寸大于小尺寸样品尺寸的问题，有学者提出过一些解决办法，例如，在真空吸嘴上贴膜，并且扎孔，类似于减小真空吸嘴尺寸；又或者，将小尺寸样品粘在大的基片上；再者，定制样品夹具以类似于扩大样品尺寸。这些方法均存在一定的局限性和缺点，真空吸嘴上贴膜扎孔的方法就很难保证膜的平整性和样品的吸附牢固性，匀胶过程可能会将样品甩飞；将小尺寸样品粘在大的基片上，需要选择合适的粘贴方法，既要保证粘贴的牢固性，又要考虑是否容易损伤样品和对样品的污染情况，同时，与真空吸嘴上贴膜扎孔的方法一样，这两种方法均无法解决匀胶时的“边缘”效应。而定制样品夹具的方法，不同尺寸和形状的样品需要制作不同的夹具，特殊形状的样品的夹具制作难度更大，这都会导致夹具的利用率很低，工艺成本和复杂性大大提高；同时，机械硬性夹持方法，存在损伤样品的可能，对于较薄和易碎的样品，这种方法的可行性较低。

发明内容

有鉴于此，为了解决小尺寸样品在匀胶过程中的“边缘”效应问题，以及在光刻工艺中，小尺寸样品尺寸与匀胶机和光刻机的真空吸嘴尺寸不匹配的问题，本发明提供了一种应用于小尺寸样品光刻工艺的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种应用于小尺寸样品光刻工艺的方法，其中，该方法包括：将准备光刻的小尺寸样品放置在冷压法所用设备的压片模具上；将压片用粉末材料填充到放置有小尺寸样品的压片模具中；对压片模具施加压力，将小尺寸样品嵌入到压制压片用粉末材料得到的压片中，以得到压片产品。

可选地，压片产品中的小尺寸样品的其中一个表面与压制压片用粉末材料得到的压片表面平齐。

可选地，一种应用于小尺寸样品光刻工艺的方法，还包括：在将准备光刻的小尺寸样品放置在冷压法所用设备的压片模具上之前，对小尺寸样品进行清洗，并分别用丙酮和无水乙醇对压片模具超声清洗预设时长，再用去离子水冲洗干净压片模具，利用氮气吹干压片模具。