CN108121156A - 光刻胶台阶图形制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光刻胶台阶图形制作方法，所述光刻胶台阶图形制作方法包括：在基片表面依次形成第一光刻胶和第二光刻胶，所述第一光刻胶和所述第二光刻胶性质不同；利用第一掩膜板对所述第二光刻胶进行第一次曝光显影处理，形成第一台阶图形；利用第二掩膜板对所述第一光刻胶进行第二次曝光显影处理，形成第二台阶图形，其中所述第二台阶图形的尺寸大于所述第一台阶图形，并与所述第一台阶图形构成光刻胶台阶图形。

Description

光刻胶台阶图形制作方法
【技术领域】
本发明涉及半导体芯片制造技术领域，特别地，涉及一种光刻胶台阶图形制作方法。
【背景技术】
光栅通常是利用在硅片上形成高低不同、宽窄不同的台阶图形，从而对照射到其上的光线产生干涉、衍射、反射等光学作用，达到一定的光学功能。常规的光栅制造工艺是通过在硅片上生长一定厚度的介质层，然后经过多次的光刻、刻蚀，从而形成上述台阶图形。
不过，常规的光栅制作方法存在下面几个问题：
第一、制造成本高，每做一个台阶，就需要一次光刻、刻蚀、去胶步骤。对已芯片制造价格体系来说，芯片的价格是与光刻层次有直接关系的。
第二、除了第一层次的图形是做在平坦的介质层上以外，其他层次的图形制作前，介质层表面已经凹凸不平了，在涂覆光刻胶的时候，会严重影响涂胶的效果，诸如，有些地方的光刻胶很厚，有些地方的光刻胶很薄，不同厚度的光刻胶，对曝光时的曝光量等工艺条件的要求是不一样的，这就影响了曝光效果。
第三、当涂胶前，介质层表面凸凹不平的现象过于严重的时候，涂胶甚至无法正常完成，因为光刻胶是液体状，涂覆光刻胶时是在高速旋转的条件下进行了，介质层表面的凹凸不平，会使得光刻胶出现飞溅的效果，造成部分区域无法被光刻胶覆盖。
有鉴于此，有必要提供一种光刻胶台阶图形制作方法，以解决现有技术存在的上述问题。
【发明内容】
本发明的其中一个目的在于为解决上述问题而提供一种光刻胶台阶图形制作方法。
本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法，包括：在基片表面依次形成第一光刻胶和第二光刻胶，所述第一光刻胶和所述第二光刻胶性质不同；利用第一掩膜板对所述第二光刻胶进行第一次曝光显影处理，形成第一台阶图形；利用第二掩膜板对所述第一光刻胶进行第二次曝光显影处理，形成第二台阶图形，其中所述第二台阶图形的尺寸大于所述第一台阶图形，并与所述第一台阶图形构成光刻胶台阶图形。
作为在本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第一光刻胶为正胶，所述第二光刻胶为负胶，且所述第二光刻胶覆盖所述第一光刻胶。
作为在本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述基片为半导体衬底或者形成在所述半导体衬底表面的介质层。
作为在本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第二光刻胶被所述第一掩膜板覆盖的第一掩膜区域在所述第一次显影过程中被去除掉，而未被所述第一掩膜板覆盖的第一曝光区域在所述第一次显影过程中保留在所述第一光刻胶表面。
作为在本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第一光刻胶在所述第一次曝光显影处理过程被整体地保留在所述第一台阶图形的下方。
作为在本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第一光刻胶未被所述第二掩膜板覆盖的第二曝光区域在所述第二次显影过程被去除掉，而所述第一光刻胶被所述第二掩膜板覆盖的第二掩膜区域在所述第二次显影过程中被保留在所述第一台阶图形下方。
作为在本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，在所述第二次曝光显影过程中，所述第一台阶图形被所述第二掩膜板覆盖因而保留在所述第二台阶图形的表面。
作为在本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，还包括：对所述光刻胶台阶图形进行固化处理。
作为在本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述固化处理为紫外线固化。
作为在本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述光刻胶台阶图形作为光栅用于对光线进行干涉、衍射或反射来实现预定光学功能。
相较于现有技术，本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法其通过采用正胶与负胶叠加使用的方式，经过两次曝光，形成了光刻胶台阶图形。上述光刻胶台阶图形的制作方法简单易行，相对现有技术在介质层多次刻蚀来形成台阶图形的做法，省去了多次刻蚀和多次去胶，节约了成本，并且，在光刻胶(正胶和负胶)的涂布过程中时，基底表面是完全平整的，涂胶的效果能够保证，诸如光刻胶的厚度均匀性等，另外，因为涂胶的效果能够保证，因此光刻胶的曝光效果可以得到有效保证。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法一种实施例的流程示意图；
图2～图5为图1所示的光刻胶台阶图形制作方法各个工艺步骤的示意图。
【具体实施方式】
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决现有技术用于光栅的台阶图形在制作过程中存在的各种问题，本发明提供一种光刻胶台阶图形制作方法，其通过采用正胶(正性光刻胶)与负胶(负性光刻胶)叠加使用的方式，经过两次曝光，形成了光刻胶台阶图形。上述光刻胶台阶图形的制作方法简单易行，相对现有技术在介质层多次刻蚀来形成台阶图形的做法，省去了多次刻蚀和多次去胶，节约了成本，并且，在光刻胶(正胶和负胶)的涂布过程中时，基底表面是完全平整的，涂胶的效果能够保证，诸如光刻胶的厚度均匀性等，另外，因为涂胶的效果能够保证，因此光刻胶的曝光效果可以得到有效保证。
请参阅图1，其为本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法一种实施例的流程示意图。具体地，所述光刻胶台阶图形制作方法可以主要包括以下步骤：
步骤S1，在基片表面依次形成第一光刻胶和第二光刻胶，其中所述第一光刻胶为正胶，所述第二光刻胶为负胶，且所述第二光刻胶覆盖所述第一光刻胶；
请参阅图2，所述基片可以为半导体衬底；在步骤S1中，首先提供一个半导体衬底，所述半导体衬底可以为硅衬底；接着，在所述半导体衬底表面涂覆第一光刻胶，然后在所述第一光刻胶表面涂覆第二光刻胶。其中，所述第一光刻胶和所述第二光刻胶的性质不同，具体地，在本实施例中，所述第一光刻胶为正胶，而所述第二光刻胶为负胶。
作为一种替代实施例，所述基片也可以为形成于所述半导体衬底的介质层，也即是说，在步骤S1中，可以首先在所述半导体衬底形成介质层，然后再在所述介质层表面依次涂覆不同性质的第一光刻胶和第二光刻胶。
步骤S2，利用第一掩膜板对所述第二光刻胶进行第一次曝光显影处理，形成第一台阶图形；
请参阅图3，具体地，由于所述第二光刻胶为负胶，在步骤S3中，所述第二光刻胶被所述第一掩膜板覆盖的区域(即第一掩膜区域)在第一次显影过程中可以被去除掉，而未被所述第一掩膜板覆盖而可以透光的区域(即第一曝光区域)由于在第一次曝光过程中发生了负性光敏反应，因此在第一次显影过程中无法被去除，从而保留在所述第一光刻胶表面。也即是说，在经过所述第一次曝光显影处理之后，所述第二光刻胶只有位于所述第一曝光区域的部分被保留，从而便形成第一台阶图形。
另一方面，对于所述第二光刻胶下方的第一光刻胶，由于其性质与所述第二光刻胶不同，所述第一光刻胶在所述第一次曝光显影处理过程中不会被去除，因此所述第一光刻胶被整体地保留在所述第一台阶图形下方，如图3所示。
步骤S3，利用第二掩膜板对所述第一光刻胶进行第二次曝光显影处理，形成第二台阶图形，其中所述第二台阶图形的尺寸大于所述第一台阶图形，并与所述第一台阶图形构成光刻胶台阶图形；
具体地，请参阅图4，由于所述第一光刻胶为正胶，在步骤S4中，所述第一光刻胶未被所述第二掩膜板覆盖而可以透光的区域(即第二曝光区域)由于在第二次曝光过程中发生了正性光敏反应，因此在第二次显影过程可以被去除掉；而所述第一光刻胶被所述第二掩膜板覆盖的区域(即第二掩膜区域)由于未发生正性光敏反应，因此在第二次显影过程中无法被去除，从而保留在所述第一台阶图形下方。也即是说，在经过所述第二次曝光显影处理之后，所述第一光刻胶只有位于所述第一掩膜区域的部分被保留，从而便形成第二台阶图形。
更具体地，为了使得所述第二台阶图形的尺寸大于所述第一台阶图形，所述第二掩膜板可以覆盖在所述第一台阶图形，并且部分覆盖在所述第一掩膜区域，因此位于所述第一掩膜区域的第一光刻胶在所述第二次曝光显影过程中可以被部分区域，相当于所述第一光刻胶保留的第二光刻胶图形除了被所述第一光刻胶图形覆盖以外，还从所述第一光刻胶图形的边缘进行延伸，从而形成光刻胶台阶图形。
另一方面，由于在所述第二次曝光过程中，所述第二光刻胶的第一台阶图形被所述第二掩膜板覆盖，因此在利用所述第二掩膜板对所述第一光刻胶进行第二次曝光显影处理过程中，所述第二光刻胶并不会受到影响，因而所述第一台阶图形仍然保留在所述第二台阶图形的表面。
步骤S4，对所述光刻胶台阶图形进行固化处理；
具体地，请参阅图5，在本实施例中，所述光刻胶台阶图形可以采用紫外线(UV)进行UV固化，从而使得所述光刻胶台阶图形更加牢固。
在所述光刻胶台阶图形形成之后，其可以应用在半导体器件内部，作为光栅并使用过程中光线产生干涉、衍射、反射等光学作用，达到一定的光学功能。
相较于现有技术，本发明提供的光刻胶台阶图形制作方法其通过采用正胶与负胶叠加使用的方式，经过两次曝光，形成了光刻胶台阶图形。上述光刻胶台阶图形的制作方法简单易行，相对现有技术在介质层多次刻蚀来形成台阶图形的做法，省去了多次刻蚀和多次去胶，节约了成本，并且，在光刻胶(正胶和负胶)的涂布过程中时，基底表面是完全平整的，涂胶的效果能够保证，诸如光刻胶的厚度均匀性等，另外，因为涂胶的效果能够保证，因此光刻胶的曝光效果可以得到有效保证。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光刻胶台阶图形制作方法，其特征在于，包括：
在基片表面依次形成第一光刻胶和第二光刻胶，所述第一光刻胶和所述第二光刻胶性质不同；
利用第一掩膜板对所述第二光刻胶进行第一次曝光显影处理，形成第一台阶图形；
利用第二掩膜板对所述第一光刻胶进行第二次曝光显影处理，形成第二台阶图形，其中所述第二台阶图形的尺寸大于所述第一台阶图形，并与所述第一台阶图形构成光刻胶台阶图形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一光刻胶为正胶，所述第二光刻胶为负胶，且所述第二光刻胶覆盖所述第一光刻胶。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基片为半导体衬底或者形成在所述半导体衬底表面的介质层。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二光刻胶被所述第一掩膜板覆盖的第一掩膜区域在所述第一次显影过程中被去除掉，而未被所述第一掩膜板覆盖的第一曝光区域在所述第一次显影过程中保留在所述第一光刻胶表面。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一光刻胶在所述第一次曝光显影处理过程被整体地保留在所述第一台阶图形的下方。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一光刻胶未被所述第二掩膜板覆盖的第二曝光区域在所述第二次显影过程被去除掉，而所述第一光刻胶被所述第二掩膜板覆盖的第二掩膜区域在所述第二次显影过程中被保留在所述第一台阶图形下方。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述第二次曝光显影过程中，所述第一台阶图形被所述第二掩膜板覆盖因而保留在所述第二台阶图形的表面。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：对所述光刻胶台阶图形进行固化处理。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述固化处理为紫外线固化。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述光刻胶台阶图形作为光栅用于对光线进行干涉、衍射或反射来实现预定光学功能。
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