[发明专利]用一次光刻产生T形栅的移相掩模光刻方法

摘要

本发明公开了一种用一次光刻产生T形栅的移相掩模光刻方法，它涉及半导体器件中的微光刻方法。它采用计算机对移相掩模的图形尺寸，进行光刻工艺模拟和优化设计，仅用一块由三个光学位相差互为180°的透明窗口构成的T形栅移相掩模，只需单层正性光刻胶，仅用一次曝光、显影即可产生T形栅光刻胶剖面结构。本发明方法可以大大简化T形栅的制造工艺，因此具有制造工艺简单、周期短，生产效率高，成本低、性能好等特点，特别适用于各种亚微米、深亚微米量级的化合物半导体和集成电路器件的生产制造。

主权项

1.一种用一次光刻产生T形栅的移相掩模光刻方法，其特征在于包括步骤：a.用计算机对T形栅移相掩模的图形尺寸、光刻工艺进行工艺模拟和优化设计：把投影光刻机的光源波长、数值孔径、相干因子、离焦值各参数输入计算机，将T形栅移相掩模的图形窗口尺寸及移相掩模版图的单元布图输入计算机，启动计算机模拟程序，选择曝光、显影剂量，得到符合T形栅要求的一维光强分布、二维和三维光刻胶显影剖面分布结构；b.制作T形栅移相掩模：按照计算机模拟和优化设计的T形栅掩模尺寸，在图形发生器上制作石英(15)铬(17)掩模版(1)、玻璃(16)铬(17)掩模版(2)，石英铬掩模版(1)上制作有组成每个T形栅单元图形的两个亮条图形窗口(6)，玻璃铬掩模版(2)上制作有铬层掩蔽的套刻用透光窗口(8)，用干法反应离子刻蚀机将石英铬掩模版(1)两个亮条图形窗口(6)的石英(15)衬底表面刻蚀到深度(5)的值为h减去化学抛光的深度值，其中h值应满足下式：h＝Kλ/2(n-1)式中：K为奇数，λ为所用投影光刻机的光源波长，n为掩模衬底材料在光源波长λ处的折射率；用湿法化学抛光处理被刻蚀的石英(15)衬底表面，干法刻蚀和化学抛光后，石英(15)衬底被刻蚀到光学位相差为180°的深度(5)的h值，得到石英铬掩模版(3)，在石英铬掩模版(3)上涂光刻胶，用玻璃铬掩模版(2)作套刻掩模，用透光窗口(8)套刻除去石英铬掩模版(3)上中心区的铬层(7)，得到由光学位相差互为180°的三个透光窗口(9)、(11)、(10)构成的T形栅移相掩模版(4)；c.制作半导体T形栅的光刻胶结构：在投影光刻机上使用T形栅移相掩模版(4)，对涂有单层正性光刻胶(19)的半导体晶片进行光刻，得到半导体T形栅光刻胶剖面结构(18)。