光刻图案化方法与流程

本公开涉及光刻图案化方法，更具体地，本公开涉及用于减小光刻胶图案的线宽的细线图案化方法。

背景技术：

1、光刻(photolithography)是一种将掩模版(reticle)的掩模图案转移到光刻胶上的技术。光刻胶图案的分辨率极限取决于掩模版的分辨率和曝光设备的波长。

2、在典型的双重图案化(double patterning)中，在曝光设备中经历光刻(photolithography)过程之后，基板被从曝光设备中卸载(unload)，经历后续过程，然后被重新装载(load)到曝光设备以经历另一光刻(photolithography)过程。因此，可以提高光刻胶图案的分辨率极限。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开的一方面是为了提高图案密度，使其超过曝光设备的分辨率。

3、本公开的另一方面是为了使用arf浸没式设备形成约20nm的线和约20nm的线图案。

4、技术方案

5、根据示例性实施例的图案化方法包括：在基板上形成第一光刻胶层；使用具有掩模图案的线和空间的掩模版和曝光设备以高于或等于阈值能量的第一曝光能量对所述第一光刻胶层进行第一分区曝光；以及将所述掩模版偏移低于所述掩模图案的线宽的量，并且使用所述掩模板以高于或等于所述阈值能量的第二曝光能量对所述第一光刻胶层进行第二分区曝光，以形成光刻胶图案。所述第一曝光能量的空间分布可以与所述第二曝光能量的空间分布重叠。

6、在示例性实施例中，所述第一曝光能量可以是所述阈值能量的125％至155％。

7、在示例性实施例中，所述掩模版的偏移值可以是所述掩模图案的线宽的10％至20％。

8、在示例性实施例中，所述曝光设备可以是arf浸没式设备，所述掩模图案可以具有40nm的线宽，并且所述掩模图案可以具有40nm的空间宽度。

9、在示例性实施例中，所述图案化方法可以进一步包括对所述第一光刻胶层进行显影(develop)，以形成图案化的第一光刻胶图案。所述第一光刻胶图案可以具有小于33nm的线宽。

10、在示例性实施例中，所述图案化的第一光刻胶图案的线宽可以在20nm的水平，并且所述图案化的第一光刻胶图案的空间宽度可以在60nm的水平。

11、在示例性实施例中，所述图案化方法可以进一步包括对所述第一光刻胶层进行显影(develop)，以形成图案化的第一光刻胶图案。所述第一光刻胶图案的高度与所述第一光刻胶图案的线宽的纵横比可以为4以下。

12、在示例性实施例中，所述第一曝光能量与所述第二曝光能量可以相同，并且所述第一曝光能量可以是所述阈值能量的143％。

13、在示例性实施例中，所述图案化方法可以进一步包括对所述第一光刻胶层进行显影(develop)，以形成图案化的第一光刻胶图案。所述第一曝光能量和所述第二曝光能量可以高于或等于所述阈值能量，所述第一曝光能量和所述第二曝光能量的总和可以是所述阈值能量的260％至300％。

14、根据示例性实施例的图案化方法包括：在基板上形成硬掩模层；在所述硬掩模层上形成第一光刻胶层；使用具有掩模图案的线和空间的掩模版和曝光设备以高于或等于阈值能量的第一曝光能量对所述第一光刻胶层进行第一分区曝光；将所述掩模版偏移低于所述掩模图案的线宽的量，并且使用所述掩模版以高于或等于所述阈值能量的第二曝光能量对所述第一光刻胶层进行第二分区曝光；对所述第一光刻胶层进行显影以形成第一光刻胶图案；使用所述第一光刻胶图案作为掩模蚀刻所述硬掩模层以形成初级硬掩模图案；去除所述第一光刻胶图案，然后在所述初级硬掩模图案上形成第二光刻胶层；将所述掩模版相对于所述初级硬掩模图案偏移所述掩模图案的间距的1/2，然后使用所述掩模版和所述曝光设备以高于或等于所述阈值能量的第三曝光能量对所述第二光刻胶层进行第三分区曝光；以及将所述掩模版偏移低于所述掩模图案的线宽的量，然后使用所述掩模版以高于或等于所述阈值能量的第四曝光能量对所述第二光刻胶层进行第四分区曝光。

15、在示例性实施例中，所述图案化方法还可以包括：对所述第二光刻胶层进行显影，以形成第二光刻胶图案；以及使用所述第二光刻胶图案和所述初级硬掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述基板。

16、在示例性实施例中，所述图案化方法还可以包括：对所述第二光刻胶层进行显影，以形成第二光刻胶图案；使用所述第二光刻胶图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述初级硬掩模图案，以形成主硬掩模图案；以及去除所述第二光刻胶图案，然后使用所述主硬掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述基板。

17、技术效果

18、如上所述，根据示例性实施例的图案化方法可以形成38nm以下的图案，该38nm是arf浸没式设备的分辨率极限。

19、根据示例性实施例的图案化方法可以使用arf浸没式设备形成20nm水平的线图案。

20、根据示例性实施例的图案化方法可以使用arf浸没式设备形成20nm水平的线和20nm水平的空间图案。

技术特征：

1.一种图案化方法，其包括：

2.根据权利要求1所述的图案化方法，其中，

3.根据权利要求1所述的图案化方法，其中，

4.根据权利要求1所述的图案化方法，其中，

5.根据权利要求1所述的图案化方法，进一步包括：

6.根据权利要求5所述的图案化方法，其中，

7.根据权利要求1所述的图案化方法，进一步包括：

8.根据权利要求1所述的图案化方法，其中，

9.根据权利要求1所述的图案化方法，进一步包括：

10.一种图案化方法，其包括：

11.根据权利要求10所述的图案化方法，进一步包括：

12.根据权利要求10所述的图案化方法，进一步包括：

技术总结一种图案化方法，包括：在基板上形成第一光刻胶层；使用具有掩模图案的线和空间的掩模版和曝光设备以高于或等于阈值能量的第一曝光能量对第一光刻胶层进行第一分区曝光；以及将掩模版偏移低于掩模图案的线宽的量，并且使用掩模版以高于或等于阈值能量的第二曝光能量对第一光刻胶层进行第二分区曝光，以形成光刻胶图案。第一曝光能量的空间分布可以与第二曝光能量的空间分布重叠。技术研发人员：宋政哲,朴民俊,李完珪,朴钟完受保护的技术使用者：韩国科学技术院技术研发日：技术公布日：2024/7/25