CN105549342A - 一种紫外激光光刻方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种紫外激光光刻方法，包括提供待光刻半导体晶圆，对所述半导体晶圆涂覆光刻胶；采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆进行曝光，其中，所述紫外激光发生器出射紫外激光的路径上具有聚光镜组，从而可以通过调节紫光激光的能量和大小，进而可以采用尽可能高的能量和尽可能小的激光点进行曝光，以满足更快速、更高精度、更高成像质量的光刻要求。

Description

一种紫外激光光刻方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种光刻方法。
背景技术
在半导体的制作过程成，经常需要通过光刻工艺来进行精密的图形化加工。现有的光刻方法是利用紫外灯发出的紫外光通过掩膜版照射到附有一层光刻胶薄膜的基片表面，引起曝光区域的光刻胶发生化学反应；再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域的光刻胶（前者称正性光刻胶，后者称负性光刻胶），使掩膜版上的图形被复制到光刻胶薄膜上；最后利用刻蚀技术将图形转移到基片上。
而紫外灯光刻却存在光源分辨率低、成像质量差、精度低等问题，无法满足需要更快速、更高精度、更高成像质量的光刻方法的需要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种紫外激光光刻方法，以解决现有技术中紫外灯光刻分辨率低、成像质量差、精度低的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种紫外激光光刻方法，其特征在于，包括：
提供待光刻半导体晶圆，对所述待光刻半导体晶圆涂覆光刻胶；
采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆进行曝光，其中，所述紫外激光发生器出射紫外激光的路径上具有聚光镜组，以通过聚光镜组来形成高能量的紫外激光点。
优选的，所述聚光镜组包括：沿紫外激光发射方向依次设置的一个反射透镜和一个聚光透镜。
优选的，所述聚光镜组可调节角度。
优选的，所述反射透镜和所述聚光透镜可以分开并单独使用。
优选的，所述反射透镜靠近紫外激光发射一面为反射镜面。
优选的，所述反射透镜在紫外激光发生器一侧表面具有透光微孔。
优选的，所述透光微孔涂有抗反射涂层。
优选的，在采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆进行曝光之前，还包括：调节紫外激光发生器的波长和功率，使紫外激光能量集中。
优选的，在对所述半导体晶圆进行曝光之后，还包括：采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆进行重复曝光。
优选的，所述重复曝光包括：将聚光镜组切换成反射透镜，在反射透镜和半导体晶圆之间设置光刻板，采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆进行大面积曝光。
与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
本发明所提供的紫外激光光刻方法，采用紫外激光发生器对半导体晶圆进行曝光，在曝光的过程中，紫外激光发生器出射紫外激光的路径上具有聚光镜组，从而可以通过调节紫光激光的能量和大小，进而可以采用尽可能高的能量和尽可能小的激光点进行曝光，以满足更快速、更高精度、更高成像质量的光刻要求。
此外，通过可拆卸的聚光镜组，把聚光镜组切换成反射透镜，在完成实施例一的精细图案曝光后，半导体晶圆其余不需要精细图案光刻的地方通过光刻板进行大面积的曝光，不仅实现了高精度、高质量的光刻要求，还提高了光刻的速度，满足了大规模工业化的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的一个实施例提供的一种紫光激光光刻方法的流程图；
图2为本发明的一个实施例提供的一种半导体晶圆的结构示意图；
图3为本发明的一个实施例提供的一种聚光镜组的结构示意图；
图4为本发明的一个实施例提供的一种聚光镜组的局部结构放大结构示意图；
图5为本发明的另一个实施例提供的一种紫光激光光刻方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明的一个实施例提供了一种紫外激光光刻方法，该方法流程图如图1所示，包括：
S1：提供待光刻半导体晶圆；
如图2所示，在半导体晶圆1需要进行光刻一侧涂覆光刻胶2，根据实际需要可以选择正性光刻胶或负性光刻胶，本发明并不对此进行限定。
S2：采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆进行曝光，其中，所述紫外激光发生器出射紫外激光的路径上具有聚光镜组。
如图3所示，聚光镜组3包括：沿紫外激光发射方向依次设置的一个反射透镜31和一个聚光透镜32。优选的，反射透镜31和聚光透镜32可以分开并单独使用。紫外激光光束A经过聚光镜组3后，聚集形成高能量的紫外激光点。
其中，如图4所示，反射透镜31靠近紫外激光光束A一面具有为反射镜面301，当紫外激光光束A到达反射镜面表面会被反射回去。具体的，所述反射镜面301表面具有许多微小的透光微孔311。紫外激光光束A透过透光微孔311直接进入到反射透镜31内，减少了紫外激光光束A在反射镜面301表面的反射，减少紫外激光光束A能量的损失。优选的，透光微孔311涂有抗反射涂层312。由于透光微孔涂有抗反射涂层，部分紫外激光光束A可以通过透光微孔311直接穿透反射透镜31。而部分透过透光微孔311进入到反射透镜31内的紫外激光在透镜内发生反射，由于透过微孔很小，大部分的紫外激光被反射到反射镜面301，再由反射镜面301将紫外激光反射回去穿透反射透镜31，从而减少紫外激光光束A能量的损失。最后，紫外激光光束A穿透反射透镜31形成平行光轴的紫外激光光束B。
具体的，聚光镜组3可调节角度，以满足不同光刻工艺要求，实现超精细光刻。
除此之外，还需调节紫外激光发生器的波长和功率，使紫外激光波长尽量短，紫外激光能量集中，这样使曝光的分辨率更高，提高光刻图形的精度。
本实施例中，还可以通过编程控制紫外激光发生器的工作台的步进步距，在半导体晶圆上刻蚀出所需的精细图案。
本发实施例提供的紫外激光光刻的方法，采用紫外激光发生器对半导体晶圆进行曝光，在曝光的过程中，紫外激光发生器出射紫外激光的路径上具有聚光镜组，从而可以通过调节紫光激光的能量和大小，进而可以采用尽可能高的能量和尽可能小的激光点进行曝光，以满足更快速、更高精度、更高成像质量的光刻要求。
实施例二
在完成实施例一的步骤S1和S2后，还包括：
步骤S3：重复曝光。
将聚光镜组3切换成反射透镜31，采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆1进行大面积曝光。
如图5所示，在反射透镜31和半导体晶圆1之间具有光刻板4；紫光激光光束A透过反射透镜31形成高能量的平行于光轴的紫光激光光束B，再透过光刻板4对半导体晶圆1进行大面积的曝光。
本实施例中，通过可拆卸的聚光镜组，把聚光镜组切换成反射透镜，在完成实施例一的精细图案曝光后，待光刻半导体晶圆其余不需要精细图案光刻的地方通过光刻板进行大面积的曝光，不仅实现了高精度、高质量的光刻要求，还提高了光刻的速度，满足了大规模工业化的需求。

Claims (10)

1.一种紫外激光光刻方法，其特征在于，包括：
提供待光刻半导体晶圆，对所述半导体晶圆涂覆光刻胶；
采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆进行曝光，其中，所述紫外激光发生器出射紫外激光的路径上具有聚光镜组，以通过聚光镜组来形成高能量的紫外激光点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚光镜组包括：沿紫外激光发射方向依次设置的一个反射透镜和一个聚光透镜。
3.根据权利要求1或2中任一所述的方法，其特征在于，所述聚光镜组可调节角度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反射透镜和所述聚光透镜可以分开并单独使用。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反射透镜靠近紫外激光发射一面为反射镜面。
6.根据权利要求2或5中任一所述的光刻装置，其特征在于，所述反射透镜在紫外激光发生器一侧表面具有透光微孔。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述透光微孔涂有抗反射涂层。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆进行曝光之前，还包括：调节紫外激光发生器的波长和功率，使紫外激光能量集中。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述半导体晶圆进行曝光之后，还包括：采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆进行重复曝光。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述重复曝光包括：将聚光镜组切换成反射透镜，在反射透镜和半导体晶圆之间设置光刻板，采用紫外激光发生器对所述半导体晶圆进行大面积曝光。
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