專利名稱：光刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及刻蝕技術(shù)，尤其是光刻方法。
背景技術(shù)：
隨著工藝技術(shù)的演進(jìn)，目前市場(chǎng)上常用的幾種存儲(chǔ)器技術(shù)，例如，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存 儲(chǔ)器(DRAM)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)都已經(jīng)接近其基本物 理極限，基于此，新的存儲(chǔ)技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。相變存儲(chǔ)技術(shù)因其具有非易失性、循環(huán)壽命長(zhǎng)、功耗低、可多級(jí)存儲(chǔ)、高速讀取、抗 干擾等優(yōu)點(diǎn)，特別是其可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步地納米化，從而成為了人們廣泛關(guān)注的一種新的存儲(chǔ) 技術(shù)。申請(qǐng)?zhí)枮?00710097453、名稱為“垂直的氮化鎵基發(fā)光二極管及其制造方法”以及申 請(qǐng)?zhí)枮?00910020174、名稱為“制備垂直結(jié)構(gòu)相變存儲(chǔ)器的方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)中，分別 公開了兩種相變存儲(chǔ)裝置及其制造方法，其中，所述相變存儲(chǔ)裝置至少具有多個(gè)達(dá)到納米 尺寸的電極。然而，在制作相變存儲(chǔ)裝置的過程中，尤其在形成相變存儲(chǔ)裝置中多個(gè)電極的 刻蝕工藝中，隨著分辨尺寸的不斷縮小，刻蝕后電極自身的厚度尺寸與水平尺寸之間的差 異越來(lái)越接近。此外，由于光刻膠自身的厚度限制，隨著電極自身尺寸越來(lái)越趨向于納米化，形成 相變存儲(chǔ)裝置的多個(gè)電極的刻蝕工藝面臨著很多問題。參考圖1至圖3，圖1至圖3分別 是電極間距為90nm、70nm和50nm時(shí)，采用現(xiàn)有的刻蝕方法進(jìn)行曝光所獲得的電鏡圖及對(duì)應(yīng) 的電極結(jié)構(gòu)剖面圖。當(dāng)電極間距為90nm時(shí)，曝光后的圖像符合設(shè)計(jì)要求；然而，由于受到 光刻膠自身厚度限制，當(dāng)電極間距減小至70nm時(shí)，曝光后的圖像中出現(xiàn)了在設(shè)計(jì)圖形中本 不存在的旁瓣圖案，例如旁瓣圖案101，旁瓣圖案102 ；而當(dāng)電極間距繼續(xù)減小，減小至50nm 時(shí)，由于各電極之間的間距減小，各電極寬度和深度的尺寸更加接近，光學(xué)效應(yīng)表現(xiàn)得越來(lái) 越明顯，在曝光后的圖像中，出現(xiàn)了更多旁瓣圖案，例如旁瓣圖案103，旁瓣圖案104等?？?見，在相變存儲(chǔ)裝置中多個(gè)電極的制作過程中。采用現(xiàn)有的刻蝕方法進(jìn)行曝光刻蝕，將會(huì)產(chǎn) 生旁瓣圖案，而影響產(chǎn)品良率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種光刻方法，適于獲得面積很小的目標(biāo)圖案，并且避 免旁瓣圖案的產(chǎn)生。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種光刻方法，其中包括采用至少包括多個(gè)第一 圖案的第一掩模版對(duì)硅片進(jìn)行曝光顯影，獲得與所述第一圖案相對(duì)應(yīng)的第一光刻圖案，其 中，所述第一圖案之間保持第一設(shè)定間隔；采用至少包括多個(gè)第二圖案的第二掩模版對(duì)所 述第一光刻圖案再次進(jìn)行曝光顯影，其中，基于與第二圖案相對(duì)應(yīng)的第二光刻圖案與所述 第一光刻圖案之間呈垂直分布，并根據(jù)所述第二光刻圖案與所述第一光刻圖案形成刻蝕圖 案；基于所述刻蝕圖案，對(duì)所述硅片進(jìn)行刻蝕。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)通過在第一掩模版和第二掩模版中，設(shè)置
3呈垂直分布的條狀圖案或設(shè)置條狀圖案與塊狀圖案的組合，并且應(yīng)用所述第一掩模版和所 述第二掩模版依次進(jìn)行曝光顯影，從而獲得呈密集分布或離散分布的、具有很小面積的目 標(biāo)圖案，有效地避免了旁瓣圖案的產(chǎn)生，提高了產(chǎn)品良率。


圖1至圖3是當(dāng)電極間距為90nm、70nm和50nm時(shí)，采用現(xiàn)有的刻蝕方法進(jìn)行曝光 所獲得的電鏡圖及對(duì)應(yīng)的電極結(jié)構(gòu)剖面圖；圖4是本發(fā)明光刻方法實(shí)施方式的流程示意圖；圖5是本發(fā)明光刻方法一種具體實(shí)施方式
中第一掩模版和第二掩模版的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖6是應(yīng)用圖5所示第一掩模版和第二掩模版，本發(fā)明光刻方法具體實(shí)施方式
的 流程示意圖；圖7是本發(fā)明光刻方法一種具體的實(shí)施例中，第一掩模版和第二掩模版的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖8至圖11是應(yīng)用圖7所示第一掩模版和第二掩模版，本發(fā)明光刻方法流程的剖 面示意圖；圖12是本發(fā)明光刻方法另一種具體實(shí)施方式
中第一掩模版和第二掩模版的結(jié)構(gòu) 示意圖；圖13是應(yīng)用圖12所示第一掩模版和第二掩模版，本發(fā)明光刻方法具體實(shí)施方式
的流程示意圖；圖14是本發(fā)明光刻方法另一種具體的實(shí)施例中，第一掩模版和第二掩模版的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖15至圖18是應(yīng)用圖14所示第一掩模版和第二掩模版，本發(fā)明光刻方法流程的 剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式參考圖4，本發(fā)明實(shí)施方式提供了一種光刻方法，包括步驟Si，采用至少包括多 個(gè)第一圖案的第一掩模版對(duì)硅片進(jìn)行曝光顯影，獲得與所述第一圖案相對(duì)應(yīng)的第一光刻圖 案，其中，所述第一圖案之間保持第一設(shè)定間隔；步驟S2，采用至少包括多個(gè)第二圖案的第 二掩模版對(duì)所述第一光刻圖案再次進(jìn)行曝光顯影，其中，基于與第二圖案相對(duì)應(yīng)的第二光 刻圖案與所述第一光刻圖案之間呈垂直分布，并根據(jù)所述第二光刻圖案與所述第一光刻圖 案形成刻蝕圖案；步驟S3，基于所述刻蝕圖案，對(duì)所述硅片進(jìn)行刻蝕。在一種具體實(shí)施方式
中，參考圖5，所述第一圖案和所述第二圖案可分別為條狀圖 案，例如，所述第一掩模版A中至少包括多個(gè)保持第一設(shè)定間隔DlOO的橫形條紋110且所 述第二掩模版B中至少包括多個(gè)保持第二設(shè)定間隔D200的豎形條紋120，或者所述第一掩 模版C中至少包括多個(gè)保持第一設(shè)定間隔DlOO的豎形條紋130且所述第二掩模版D中至 少包括多個(gè)保持第二設(shè)定間隔D200的橫形條紋140。參考圖6，基于此，本發(fā)明光刻方法具體實(shí)施方式
可包括步驟S11，采用第一掩模 版對(duì)硅片進(jìn)行曝光顯影，獲得與所述第一掩模版的橫形條紋或豎形條紋相對(duì)應(yīng)的第一光刻圖案；步驟S12，采用第二掩模版對(duì)所述第一光刻圖案再次進(jìn)行曝光顯影，獲得與所述第二 掩模版的豎形條紋或橫形條紋相對(duì)應(yīng)的第二光刻圖案；步驟S13，所述第二光刻圖案中的 每?jī)蓚€(gè)相鄰的豎形條紋或橫形條紋將所述第一光刻圖案中的橫形條紋或豎形條紋圍成的 區(qū)域構(gòu)成目標(biāo)圖案，多個(gè)目標(biāo)圖案構(gòu)成刻蝕圖案；步驟S14，基于所述刻蝕圖案，對(duì)所述硅 片進(jìn)行刻蝕。具體來(lái)說(shuō)，所述第二圖案中每?jī)蓚€(gè)相鄰的豎形條紋或橫形條紋的設(shè)定間隔為所述 目標(biāo)圖案的長(zhǎng)度或?qū)挾?。在本發(fā)明光刻方法一種具體的實(shí)施例中，其中，參考圖7，第一掩模版210包括多 個(gè)間距為Dl的橫條211，第二掩模版220包括多個(gè)間距為D2的豎條221。首先，參考圖8，在硅片200上涂覆光刻膠，形成光刻膠層201。接著，參考圖9，以第一掩模版210為掩模版，對(duì)光刻膠層201進(jìn)行曝光和顯影，在 光刻膠層201上形成與第一掩模版210的圖案相對(duì)應(yīng)的第一光刻圖案230。其中，對(duì)應(yīng)于多 個(gè)間距為Dl的橫條211，第一光刻圖案230也包括多個(gè)條狀圖案231。接著，參考圖10，以第二掩模版220為掩模版，對(duì)具有第一光刻圖案230的光刻膠 層201進(jìn)行曝光和顯影，在第一光刻圖案230的基礎(chǔ)上形成與第二掩模版220的圖案相對(duì) 應(yīng)的第二光刻圖案。具體來(lái)說(shuō)，由于第二掩模版220包括多個(gè)間距為D2的豎條221，于是， 在第一光刻圖案230的基礎(chǔ)上，基于多個(gè)豎條221所形成的第二光刻圖案分別對(duì)多個(gè)條狀 圖案231進(jìn)行切割，從而在光刻膠層201上形成了包括多個(gè)方塊241的光刻圖案。其中，方 塊241為兩個(gè)相鄰的豎條之間的橫條區(qū)域，方塊241的長(zhǎng)度為兩個(gè)相鄰豎條之間的間距，即 間距D2。最后，參考圖11，在光刻膠層201上獲得光刻圖案之后，基于光刻膠層201，刻蝕硅 片200，獲得多個(gè)電極M2。在本發(fā)明光刻方法的其它實(shí)施方式中，所述第一圖案還可為橫形條紋和豎形條紋 的組合，相對(duì)應(yīng)的，所述第二圖案為豎形條紋和橫形條紋的組合，其中，所述第一圖案的橫 形條紋與所述第二圖案的豎形條紋相對(duì)應(yīng)，所述第一圖案的豎形條紋與所述第二圖案的橫 形條紋相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明上述實(shí)施方式中，每個(gè)目標(biāo)圖案的尺寸可通過第一掩模版中第一圖案的寬 度和第二掩模版中每?jī)蓚€(gè)相鄰第二圖案之間的間距所決定，也就是說(shuō)，可根據(jù)所需要的目 標(biāo)圖案的尺寸，對(duì)第一掩模版中第一圖案以及第二掩模版中第二圖案的排布進(jìn)行設(shè)置，并 通過上述步驟，獲得具有多個(gè)目標(biāo)圖案的刻蝕圖案。此外，本發(fā)明上述實(shí)施方式中，采用了分步曝光顯影，并通過分步曝光顯影中所分 別采用的第一掩模版和第二掩模版，具體來(lái)說(shuō)，借助于第二光刻圖案中相鄰的條狀圖案對(duì) 第一光刻圖案中相鄰的條狀圖案進(jìn)行切割，形成了多個(gè)具有極小面積的目標(biāo)圖案，并且形 成光刻圖案。本發(fā)明上述實(shí)施方式避免了采用具有直接與每個(gè)目標(biāo)圖案相對(duì)應(yīng)的圖案的掩 模版，從而避免了在每次的曝光顯影過程中，由于掩模版圖案過小而導(dǎo)致旁瓣圖案的產(chǎn)生， 進(jìn)而有效地提高了產(chǎn)品良率，尤其適用于刻蝕圖案包括多個(gè)排布密集的目標(biāo)圖案的情況。在另一種實(shí)施方式中，參考圖12，所述第一圖案為條狀圖案，所述第二圖案為塊狀 圖案，例如，所述第一掩模版E中至少包括多個(gè)具有設(shè)定寬度的豎形條紋150且所述第二掩 模版F中至少包括多個(gè)保持設(shè)定間隔的塊狀圖案160，或者所述第一掩模版G中至少包括多個(gè)具有設(shè)定寬度的橫形條紋170且所述第二掩模版H中至少包括多個(gè)保持設(shè)定間隔的塊狀 圖案180。參考圖13，基于此，本發(fā)明光刻方法具體實(shí)施方式
可包括步驟S21，采用第一掩 模版對(duì)硅片進(jìn)行曝光顯影，獲得與所述第一掩模版條狀圖案相對(duì)應(yīng)的第一光刻圖案；步驟 S22，采用第二掩模版對(duì)所述第一光刻圖案再次進(jìn)行曝光顯影，獲得與所述第二掩模版的塊 狀圖案相對(duì)應(yīng)的第二光刻圖案；步驟S23，每?jī)蓚€(gè)相鄰的塊狀圖案將條狀圖案所截的區(qū)域 構(gòu)成目標(biāo)圖案，多個(gè)目標(biāo)圖案構(gòu)成刻蝕圖案；步驟S24，基于所述刻蝕圖案，對(duì)所述硅片進(jìn) 行刻蝕。具體來(lái)說(shuō)，所述塊狀圖案的設(shè)定間隔為所述目標(biāo)圖案的長(zhǎng)度，所述條狀圖案的寬 度為所述目標(biāo)圖案的寬度；或者，所述塊狀圖案的設(shè)定間隔為所述目標(biāo)圖案的寬度，此時(shí)， 所述條狀圖案的寬度為所述目標(biāo)圖案的長(zhǎng)度。在本發(fā)明光刻方法一種具體的實(shí)施例中，其中，參考圖14，第一掩模版310包括多 個(gè)寬度為D3的橫條311，第二掩模版320包括多個(gè)間距為D4的塊狀圖案321。首先，參考圖15，在硅片300上涂覆光刻膠，形成光刻膠層201。接著，參考圖16，以第一掩模版310為掩模版，對(duì)光刻膠層301進(jìn)行曝光和顯影，在 光刻膠層301上形成與第一掩模版310的圖案相對(duì)應(yīng)的第一光刻圖案330。其中，對(duì)應(yīng)于多 個(gè)寬度為D3的橫條311，第一光刻圖案330也包括多個(gè)寬度為D3的條狀圖案331。接著，參考圖17，以第二掩模版320為掩模版，對(duì)具有第一光刻圖案330的光刻膠 層301進(jìn)行曝光和顯影，在第一光刻圖案330的基礎(chǔ)上形成與第二掩模版320的圖案相對(duì) 應(yīng)的第二光刻圖案。具體來(lái)說(shuō)，由于第二掩模版320包括多個(gè)間距為D4的塊狀圖案321， 于是，在第一光刻圖案330的基礎(chǔ)上，基于多個(gè)塊狀圖案321所形成的第二光刻圖案分別對(duì) 多個(gè)條狀圖案331進(jìn)行切割，從而在光刻膠層301上形成了包括多個(gè)方塊341的光刻圖案。 其中，方塊341由兩個(gè)相鄰的塊狀圖案對(duì)條狀圖案進(jìn)行切割而形成，方塊341的寬度為條狀 圖案331的寬度D3，長(zhǎng)度為塊狀圖案321的間距D4。最后，參考圖18，在光刻膠層301上獲得光刻圖案之后，基于光刻膠層301，刻蝕硅 片300，獲得離散的多個(gè)電極342。本發(fā)明上述實(shí)施方式中借助于第二光刻圖案中相鄰的塊狀圖案對(duì)第一光刻圖案 中具有一定寬度的條狀圖案進(jìn)行切割，形成了多個(gè)具有極小面積的目標(biāo)圖案，且各目標(biāo)圖 案之間可呈離散分布；通過對(duì)第一掩模版和第二掩模版中塊狀圖案和條狀圖案的分布進(jìn)行 設(shè)置，能夠獲得符合設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)圖案。本發(fā)明上述實(shí)施方式避免了采用具有直接與每個(gè)目標(biāo)圖案相對(duì)應(yīng)的圖案的掩模 版，從而避免了在每次的曝光顯影過程中，由于掩模版圖案過小而導(dǎo)致旁瓣圖案的產(chǎn)生，進(jìn) 而有效地提高了產(chǎn)品良率，尤其適用于包括多個(gè)排布離散的目標(biāo)圖案的刻蝕圖案。在其它的實(shí)施方式中，所述第一圖案為條狀圖案，所述第二圖案中還可包括條狀 圖案和塊狀圖案的集合，例如，所述第二圖案中可包括與所述第一圖案中的條狀圖案呈垂 直分布的條狀圖案，或者也可包括用于與所述條狀圖案相對(duì)應(yīng)的塊狀圖案。其中，所述相互 對(duì)應(yīng)的條狀圖案和塊狀圖案是指，所述塊狀圖案的曝光圖案適于對(duì)所述條狀圖案的曝光圖 案進(jìn)行切割，以獲得目標(biāo)圖案。相較于現(xiàn)有的光刻方法，上述本發(fā)明光刻方法各實(shí)施方式中，根據(jù)不同的刻蝕圖案的圖案分布特征，采用不同的掩模版及圖案組合，具體來(lái)說(shuō)，分別在第一掩模版和第二掩 模版中，設(shè)置呈垂直分布的條狀圖案或設(shè)置條狀圖案與塊狀圖案的組合，從而通過分布應(yīng) 用不同的掩模版進(jìn)行曝光顯影，以獲得呈密集分布或離散分布的、具有很小面積的目標(biāo)圖 案，有效地避免了旁瓣圖案的產(chǎn)生，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
雖然本發(fā)明已通過較佳實(shí)施例說(shuō)明如上，但這些較佳實(shí)施例并非用以限定本發(fā) 明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)有能力對(duì)該較佳實(shí)施例做出各 種改正和補(bǔ)充，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光刻方法，其特征在于，包括采用至少包括多個(gè)第一圖案的第一掩模版對(duì)硅片進(jìn)行曝光顯影，獲得與所述第一圖案 相對(duì)應(yīng)的第一光刻圖案，其中，所述第一圖案之間保持第一設(shè)定間隔；采用至少包括多個(gè)第二圖案的第二掩模版對(duì)所述第一光刻圖案再次進(jìn)行曝光顯影，其 中，基于與第二圖案相對(duì)應(yīng)的第二光刻圖案與所述第一光刻圖案之間呈垂直分布，并根據(jù) 所述第二光刻圖案與所述第一光刻圖案形成刻蝕圖案；基于所述刻蝕圖案，對(duì)所述硅片進(jìn)行刻蝕。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述第一圖案和所述第二圖案分別為 條狀圖案。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻方法，其特征在于，所述第一掩模版包括多個(gè)保持第一設(shè) 定間隔的橫形條紋；所述第二掩模版包括多個(gè)保持第二設(shè)定間隔的豎形條紋。
4.如權(quán)利要求2所述的光刻方法，其特征在于，所述第一掩模版包括多個(gè)保持第一設(shè) 定間隔的豎形條紋；所述第二掩模版包括多個(gè)保持第二設(shè)定間隔的橫形條紋。
5.如權(quán)利要求3或4所述的光刻方法，其特征在于，所述根據(jù)第二光刻圖案與第一光刻 圖案形成刻蝕圖案，包括所述第二光刻圖案中每?jī)蓚€(gè)相鄰的豎形條紋將所述第一光刻圖案中的橫形條紋圍成 的區(qū)域構(gòu)成目標(biāo)圖案，或每?jī)蓚€(gè)相鄰的橫形條紋或?qū)⑺龅谝还饪虉D案中的豎形條紋圍成 的區(qū)域構(gòu)成目標(biāo)圖案；多個(gè)目標(biāo)圖案構(gòu)成刻蝕圖案。
6.如權(quán)利要求5所述的光刻方法，其特征在于，所述第二圖案中每?jī)蓚€(gè)相鄰的豎形條 紋或橫形條紋的設(shè)定間隔為所述目標(biāo)圖案的長(zhǎng)度或?qū)挾取?br> 7.如權(quán)利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述第一圖案為條狀圖案，所述第二圖 案為塊狀圖案。
8.如權(quán)利要求7所述的光刻方法，其特征在于，所述第一掩模版包括多個(gè)具有設(shè)定寬 度的條狀圖案，所述第二掩模版包括多個(gè)保持設(shè)定間隔的塊狀圖案。
9.如權(quán)利要求8所述的光刻方法，其特征在于，所述根據(jù)第二光刻圖案與第一光刻圖 案形成刻蝕圖案，包括每?jī)蓚€(gè)相鄰的塊狀圖案將條狀圖案所截的區(qū)域構(gòu)成目標(biāo)圖案，多個(gè) 目標(biāo)圖案構(gòu)成刻蝕圖案。
10.如權(quán)利要求9所述的光刻方法，其特征在于，所述塊狀圖案的設(shè)定間隔為所述目標(biāo) 圖案的長(zhǎng)度，所述條狀圖案的寬度為所述目標(biāo)圖案的寬度；或所述塊狀圖案的設(shè)定間隔為 所述目標(biāo)圖案的寬度，此時(shí)，所述條狀圖案的寬度為所述目標(biāo)圖案的長(zhǎng)度。
11.如權(quán)利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述第一圖案為條狀圖案，所述第二 圖案包括塊狀圖案與條狀圖案的集合。
12.如權(quán)利要求11所述的光刻方法，其特征在于，所述第一圖案包括條狀圖案，所述第 二圖案中包括與所述第一圖案中的條狀圖案呈垂直分布的條狀圖案，或者包括用于與所述 第一圖案中的條狀圖案相對(duì)應(yīng)的塊狀圖案。
全文摘要
一種光刻方法，包括采用至少包括多個(gè)第一圖案的第一掩模版對(duì)硅片進(jìn)行曝光顯影，獲得與所述第一圖案相對(duì)應(yīng)的第一光刻圖案，其中，所述第一圖案之間保持第一設(shè)定間隔；采用至少包括多個(gè)第二圖案的第二掩模版對(duì)所述第一光刻圖案再次進(jìn)行曝光顯影，其中，基于與第二圖案相對(duì)應(yīng)的第二光刻圖案與所述第一光刻圖案之間呈垂直分布，并根據(jù)所述第二光刻圖案與所述第一光刻圖案形成刻蝕圖案；基于所述刻蝕圖案，對(duì)所述硅片進(jìn)行刻蝕。本發(fā)明通過設(shè)置具有呈垂直分布的條狀圖案或條狀圖案與塊狀圖案的組合的第一掩模版和第二掩模版，并且依次對(duì)其進(jìn)行曝光顯影，以獲得呈密集或離散分布的、具有很小面積的目標(biāo)圖案，有效地避免了旁瓣圖案的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)G03F7/00GK102096312SQ200910201200
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者李承赫 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司