專利名稱：深紫外光刻制作“t”型柵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)中的微電子加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種深紫外光刻 制作"T"型柵的方法。
背景技術(shù)：
在高頻、微波領(lǐng)域的器件制作中，柵長(zhǎng)越短，工作頻率也就越高，由于器 件的高頻增益除了受柵長(zhǎng)影響之外，受柵寄生參量柵電阻Rg和柵電容Cgs的影 響也很大。減小柵長(zhǎng)，可以使柵電容Cgs降低，但要保證柵電阻Rg不能降低， 為解決Rg和Cgs的矛盾，采用"T"形柵技術(shù)是目前最有效工藝途徑。目前有 許多不同的叫法，如"T"形柵、蘑菇形柵、"r"形柵等，是根據(jù)其形狀而形 象化的叫法。在半導(dǎo)體器件制作的領(lǐng)域，細(xì)線條的加工是技術(shù)難點(diǎn)，也是衡量 器件水平的主要指標(biāo)，同樣，在化合物半導(dǎo)體器件制作工藝中，柵的制作是關(guān) 鍵的制作工藝，"T"型柵的加工工藝更是難點(diǎn)中的難點(diǎn)；目前，在深亞微米化 合物半導(dǎo)體器件制作中一般采用電子束光刻和多層膠的方法制作"T"型柵，一般，在實(shí)際工藝制作中，采用I線曝光可以將"T"型柵的柵長(zhǎng)做到0. 35微米， 采用電子束光刻可以將柵長(zhǎng)做到0. l微米以下，目前國(guó)內(nèi)外已有此方面的專利 以及大量的相關(guān)論文，但是，由于受到設(shè)備的影響，電子束光刻制作"T"型柵 的加工效率極低，而采用i線光刻制作的"T"型柵柵長(zhǎng)又不能滿足器件對(duì)柵長(zhǎng) 日益提高的要求；本發(fā)明采用深紫外(DUV)光刻和多層膠的方法，并采用化學(xué)縮 細(xì)的分辨率增強(qiáng)技術(shù)，進(jìn)一步將柵長(zhǎng)降低，并增加了工藝的寬容度。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用深紫外光刻制作"T"型柵的方 法，采用化學(xué)縮細(xì)的分辨率增強(qiáng)技術(shù)，進(jìn)一步將柵長(zhǎng)降低，并增加了工藝的寬 容度。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是 一種深紫外光刻制作"T" 型柵的方法，該方法包括下面步驟 步驟l、清洗襯底并進(jìn)行干燥，步驟2、在干燥后的襯底上涂敷深紫外化學(xué)放大光刻膠，步驟3、采用深紫外曝光機(jī)進(jìn)行對(duì)位套刻、曝光、顯影，初步形成柵根的光刻膠 窗口圖形，步驟4、釆用化學(xué)縮細(xì)溶液，對(duì)曝光開出的柵根的光刻膠窗口進(jìn)行縮細(xì)處理， 步驟5、涂敷光刻膠電子束抗蝕劑， 步驟6、涂敷深紫外化學(xué)放大光刻膠，步驟7、采用深紫外曝光機(jī)進(jìn)行對(duì)位套刻、曝光、顯影，在化學(xué)放大光刻膠上光 刻出窗口 ，步驟8、采用深紫外光對(duì)電子束抗蝕劑進(jìn)行曝光，并顯影，形成柵帽的光刻膠窗 口圖形，步驟9、釆用金屬蒸發(fā)的方法淀積柵電極的金屬， 步驟IO、剝離金屬、去膠，完成"T"型柵的制作。所述深紫外化學(xué)放大光刻膠為用于248nm深紫外光刻的光刻膠。所述縮細(xì)溶液是采用Clariant公司的RELACSTM材料。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于采用本方法，使"T"型柵的柵 長(zhǎng)可以突破光刻版最細(xì)線條制作的限制，節(jié)省光刻版的制作費(fèi)用，同時(shí)可以使 化合物半導(dǎo)體器件的深亞微米加工實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?


圖l是本發(fā)明襯底結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明涂敷光刻膠的襯底結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明圖2光刻示意圖；圖4是本發(fā)明圖2光刻后結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明圖4縮細(xì)后結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明圖5涂敷抗蝕劑層和光刻膠層后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明圖6光刻后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明"T"型柵結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖1所示，襯底l采用通用清洗方法，使襯底l干凈，無(wú)沾污，并在150 攝氏度到180攝氏度的干凈的環(huán)境中烘干襯底1表面的水分。如圖2所示，在襯底上涂敷用于248納米波長(zhǎng)光刻的化學(xué)放大光刻膠2，光 刻膠2分辨率0. 2微米以上，厚度約3000 - 5000埃，采用UV1"光刻膠，在90 攝氏度-130攝氏度的溫度下，烘烤60秒-90秒。如圖3所示，采用深紫外(波長(zhǎng)248nra)曝光機(jī)進(jìn)行對(duì)位套刻、曝光，并根 據(jù)光刻機(jī)的分辨率性能和所需的柵長(zhǎng)選擇合適的光刻版，采用濃度2. 38%的四曱 基氫氧化氨(TMAH)溶液顯影60秒左右，初步形成柵根的光刻膠窗口圖形如圖 4所示。如圖5所示，采用Clariant公司的RELACSTM材料,對(duì)開出的柵根的光刻膠 窗口圖形如圖4進(jìn)行縮細(xì)處理；將RELACSTM材料用旋涂機(jī)上旋轉(zhuǎn)涂敷在柵根圖 形上，涂敷完成后在90攝氏度-130攝氏度溫度下烘烤產(chǎn)生交聯(lián)作用，經(jīng)過(guò)溶 解作用，交聯(lián)的部分形成不能溶解的一層薄膜，從而進(jìn)一步降低柵長(zhǎng)(至少可 以將柵長(zhǎng)縮小0. l微米)。如圖6所示，涂敷電子束光刻膠PMMA膠8，厚度由柵金屬的厚度要求決定， 在溫度130 - 200攝氏度環(huán)境下烘烤2(3-30分鐘，再涂敷用于248納米波長(zhǎng)光 刻的化學(xué)放大光刻膠5，分辨率O. 15微米以上，厚度3000 - 5000埃，前烘條件 根據(jù)光刻膠的類型確定，采用UV135，在溫度90攝氏度-130攝氏度的環(huán)境下烘 烤6Q秒-90秒。如圖7所示，采用深紫外(波長(zhǎng)248nm)曝光機(jī)進(jìn)行對(duì)位套刻、曝光，采用 濃度2. 38°/。的四曱基氫氧化氨溶液顯影60秒，采用波長(zhǎng)220納米-248納米的深紫外光源大面積曝光；曱苯顯影，再用氧等離子體去除殘存的底膜，形成"T" 型柵的光刻膠剖面如圖形7 。釆用金屬蒸發(fā)的方法淀積柵電極的金屬，采用通用的剝離技術(shù)進(jìn)行金屬剝 離，并去掉殘留的光刻膠得到如圖8所示的"T"型柵7。
權(quán)利要求
1. 一種深紫外光刻制作“T”型柵的方法，其特征在于該方法包括下面步驟步驟1、清洗襯底并進(jìn)行干燥，步驟2、在干燥后的襯底上涂敷深紫外化學(xué)放大光刻膠，步驟3、采用深紫外曝光機(jī)進(jìn)行對(duì)位套刻、曝光、顯影，初步形成柵根的光刻膠窗口圖形，步驟4、采用化學(xué)縮細(xì)溶液，對(duì)曝光顯影開出的光刻膠窗口圖形進(jìn)行縮細(xì)處理，步驟5、涂敷光刻膠電子束抗蝕劑，步驟6、涂敷深紫外化學(xué)放大光刻膠，步驟7、采用深紫外曝光機(jī)進(jìn)行對(duì)位套刻、曝光、顯影，在化學(xué)放大光刻膠上光刻出窗口，步驟8、采用深紫外光對(duì)電子束抗蝕劑進(jìn)行曝光，并顯影，形成柵帽的光刻膠窗口圖形，步驟9、采用金屬蒸發(fā)的方法淀積柵電極的金屬，步驟10、剝離金屬、去膠，完成“T”型柵的制作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深紫外光刻制作"T"型柵的方法，其特征在于 所述深紫外光刻膠為用于M8nm波長(zhǎng)的深紫外光刻的化學(xué)放大光刻膠。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的深紫外光刻制作"T"型柵的方法，其特征在于 所述縮細(xì)溶液是采用的Clariant公司的RELACS"^材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種深紫外光刻制作“T”型柵的方法，該方法依次為清洗襯底并進(jìn)行干燥；涂敷深紫外化學(xué)放大光刻膠；采用深紫外曝光機(jī)進(jìn)行對(duì)位套刻、曝光、顯影，初步形成柵根的光刻膠窗口圖形；采用化學(xué)縮細(xì)溶液，對(duì)曝光開出的光刻膠窗口圖形進(jìn)行縮細(xì)處理；涂敷電子束抗蝕劑；涂敷深紫外化學(xué)放大光刻膠；采用深紫外曝光機(jī)進(jìn)行對(duì)位套刻、曝光、顯影；采用深紫外光對(duì)電子束抗蝕劑進(jìn)行曝光，并顯影，形成柵帽的光刻膠窗口圖形；采用金屬蒸發(fā)的方法淀積柵電極的金屬；剝離金屬、去膠，完成“T”型柵的制作；該方法使“T”型柵的柵根可以突破光刻版最細(xì)線條制作的限制，節(jié)省光刻版的制作費(fèi)用，同時(shí)可以使化合物半導(dǎo)體器件的深亞微米加工實(shí)現(xiàn)規(guī)模化。
文檔編號(hào)G03F7/039GK101251713SQ20081005473
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月7日
發(fā)明者楊中月 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所