[发明专利]一种电子束光刻方法和半导体器件

说明书

本发明涉及一种电子束光刻方法和半导体器件，属于半导体器件制备技术领域，解决了现有技术中利用辅助图形修正邻近效应时会占用额外的版图面积，不利于器件高密度集成的问题。所述方法包括如下步骤：步骤A：在衬底上形成光刻胶层；步骤B：通过曝光和显影在光刻胶层上形成器件图形和辅助图形，其中，所述器件图形和所述辅助图形采用不同等级的剂量曝光，使辅助图形在显影工艺中不被完全显影，进而使辅助图形在后续刻蚀过程中不被刻蚀到衬底上；步骤C：刻蚀，在衬底上形成器件图形；步骤D：去除衬底表面残留的光刻胶。该方法不仅可以修正邻近效应，还可以避免辅助图形占用额外的衬底面积。

技术领域

本发明涉及半导体器件制备技术领域，尤其涉及一种电子束光刻方法和半导体器件。

背景技术

电子束光刻技术在微纳加工领域广泛应用。随着图形尺寸越来越小，电子束邻近效应越来越严重，导致光刻出的图形发生失真。电子束邻近效应主要是入射电子和光刻胶原子发生前向散射，以及和衬底原子发生背向散射，造成入射的电子能量无法局域在入射点，而是在光刻胶里存在横向分布，使版图能量分布不均匀且在图形之外存在能量分布。现有技术中，有通过辅助图形曝光来调制版图上器件区的能量分布，以达到修正能量沉积的目的，但是，现有的利用辅助图形修正邻近效应时会占用额外的版图面积，不利于器件的高密度集成。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种电子束光刻方法和半导体器件，用以解决现有的利用辅助图形修正邻近效应时会占用额外的版图面积，不利于器件高密度集成的问题。

一方面，本发明提供了一种电子束光刻方法，所述方法包括如下步骤：

步骤A：在衬底上形成光刻胶层；

步骤B：通过曝光和显影在光刻胶层上形成器件图形和辅助图形，其中，所述器件图形和所述辅助图形采用不同等级的剂量曝光，使辅助图形在显影工艺中不被完全显影，进而使辅助图形在后续刻蚀过程中不被刻蚀到衬底上；

步骤C：刻蚀，在衬底上形成器件图形；

步骤D：去除衬底表面残留的光刻胶。

优选地，步骤B中，采用灰度曝光技术使所述器件图形和所述辅助图形进行不同等级的剂量曝光。

优选地，步骤B中，所述器件图形采用大于等于显影阈值的剂量曝光，所述辅助图形采用小于显影阈值的剂量曝光。

优选地，步骤B中，曝光所述辅助图形的剂量使得所述辅助图形显影后仍然存在的光刻胶厚度能够满足在后续刻蚀过程中辅助图形不被刻蚀到衬底上。

优选地，步骤B中，曝光所述辅助图形的剂量使得所述辅助图形显影后仍然存在的光刻胶厚度大于等于后续刻蚀过程中辅助图形被刻蚀的厚度。

优选地，步骤A还包括：将涂有光刻胶层的衬底烘烤后冷却至室温。

优选地，步骤B中，所述曝光在电子束光刻机中进行。

优选地，步骤C中，所述刻蚀在等离子刻蚀机中进行。

优选地，步骤D中，采用丙酮浸泡方式去除衬底表面残留的光刻胶。

另一方面，本发明还提供了一种半导体器件，所述半导体器件上述电子束光刻方法制备得到。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

1、本发明通过对所需曝光的器件图形和辅助图形采用不同等级的剂量曝光，使辅助图形在显影工艺中不被完全显影，辅助图形中未被显影的光刻胶可以保护下面的衬底不受后续的刻蚀影响，进而使辅助图形在后续刻蚀过程中不被刻蚀到衬底上。这样既能通过辅助图形解决因图形能量不均匀而产生邻近效应的问题，同时又不会因引入辅助图形而占用额外的衬底面积，有利于大面积高密度器件制作。