一種同時(shí)形成一維和二維光刻膠圖形的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體制造工藝中的光刻工藝，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種在集成電路制造工藝中同時(shí)形成一維和二維光刻膠圖形的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路制造工藝的某些特殊工藝中，要求在同一次光刻過(guò)程中同時(shí)形成一維的線條/線槽(Line/Space)圖形(如圖1a所示的100/101)和二維的方孔圖形(正方形或長(zhǎng)方形孔)(如圖1b所示的200和201)或方塊圖形(正方形或長(zhǎng)方形塊)(如圖1c所示的300和301)，通常的做法就是在一塊掩膜版上同時(shí)設(shè)計(jì)一維的線條和二維的方孔/方塊圖形，經(jīng)過(guò)一次曝光和顯影后獲得。
[0003]但是，由于線條圖形和方孔/方塊圖形分別具有一維和二維圖形的特征，其在空間影像和光學(xué)衍射特性上的差別，使得這兩種圖形所需要的OPC(Optical ProximityCorrect1n:光學(xué)臨近修正)模型、曝光參數(shù)(NA/Sigma:數(shù)值孔徑/相干系數(shù))，光刻膠種類等光刻條件都有很大的區(qū)別。因此，同一次光刻就很難同時(shí)滿足線條和方孔/方塊圖形的要求。例如，當(dāng)光刻的各種條件是線條圖形所需的最佳條件時(shí)，就能夠使一維的線條圖形獲得較好的分辨率和工藝窗口，但二維的方孔圖形性能(圖形分辨率和保真度)則比較差。即使當(dāng)光刻的各種條件是方孔/方塊圖形所需的最佳條件時(shí)，但由于在曝光時(shí)二維圖形在XY兩個(gè)方向的相互作用，使得在4個(gè)角處的光強(qiáng)度及光學(xué)模型和其他區(qū)域的不一樣，導(dǎo)致空間影像失真，因此最終形成的光刻膠圖形保真度也較差。圖2就是掩膜版上的二維方孔圖形經(jīng)一次曝光顯影后所獲得光刻膠圖形，很明顯，本來(lái)希望獲得長(zhǎng)方形孔圖形變成了橢圓形。
[0004]針對(duì)此問(wèn)題，目前業(yè)界通常采用的方法是通過(guò)特殊的OPC方法來(lái)對(duì)方孔/方塊圖形進(jìn)行修正，例如:如圖3所示，通過(guò)在方孔圖形200的4個(gè)角添加增補(bǔ)塊400 (Serif)的方法來(lái)提高方孔圖形的分辨率和工藝窗口，這種方法有以下幾個(gè)缺點(diǎn):(1)添加的增補(bǔ)塊容易對(duì)周邊的其他圖形產(chǎn)生影響，導(dǎo)致OPC的準(zhǔn)確性不是太高，甚至發(fā)生圖形粘連現(xiàn)象；(2)針對(duì)不同的方孔/方塊圖形，需要添加不同尺寸的增補(bǔ)塊，處理過(guò)程復(fù)雜，同時(shí)也會(huì)增加掩膜版的制作難度；(3)這種方法并沒(méi)有改變方孔/方塊圖形的二維特征，其光刻所需的最佳條件仍然和一維的線條圖形有區(qū)別，因此該方法對(duì)方孔/方塊圖形的分辨率和保真度以及工藝窗口的改善非常有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠在集成電路制造工藝中同時(shí)形成一維和二維光刻膠圖形的方法，其中該方法不但能同時(shí)形成一維和二維的光刻膠圖形，而且又能解決傳統(tǒng)方法中二維的方孔/方塊圖形無(wú)法獲得較好的圖形分辨率和保真度以及工藝窗口的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種同時(shí)形成一維和二維光刻膠圖形的方法，其中，所述的二維光刻膠圖形是通過(guò)將兩塊掩膜版上的一維線條圖形分別疊加曝光后再經(jīng)顯影獲得的。
[0007]優(yōu)選地，提供了一種同時(shí)形成一維和二維光刻膠圖形的方法，其特征在于包括:
[0008]第一步驟:在第一掩膜版上設(shè)計(jì)一維圖形，并且設(shè)計(jì)二維圖形的第一線條圖形；
[0009]第二步驟:在第二掩膜版上設(shè)計(jì)一維圖形的保護(hù)圖形以及二維圖形的第二線條圖形；
[0010]第三步驟:在需形成一維和二維光刻膠圖形的硅片上進(jìn)行光刻膠的涂布和烘烤；
[0011]第四步驟:用第一步驟設(shè)計(jì)好的第一掩膜版對(duì)完成第三步驟之后的硅片進(jìn)行第一次曝光；
[0012]第五步驟:用第二步驟設(shè)計(jì)好的第二掩膜版對(duì)完成第四步驟之后的硅片進(jìn)行第二次曝光；
[0013]第六步驟:對(duì)完成第五步驟之后的硅片進(jìn)行顯影，以獲得所需的一維光刻膠圖形和所需的二維光刻膠圖形。
[0014]優(yōu)選地，在第一步驟中，所述一維圖形與所需的一維光刻膠圖形相對(duì)應(yīng)。
[0015]優(yōu)選地，所述二維圖形的第一線條圖形的寬度al取決于所需的二維光刻膠圖形的第一邊長(zhǎng)X，所述第一線條圖形的長(zhǎng)度bl大于所述第一線條圖形的寬度al的4倍，且所述第一線條圖形的長(zhǎng)度bl大于所需的二維光刻膠圖形的第二邊長(zhǎng)y的η倍，其中η為掩膜版的放大倍率，也即需要滿足:bl>4*al且bl>n*y。
[0016]優(yōu)選地，在第二步驟中，所述一維圖形的保護(hù)圖形是一個(gè)不透光區(qū)域，且該不透光區(qū)域的大小能完全覆蓋第一步驟中設(shè)計(jì)的一維圖形。
[0017]優(yōu)選地，所述二維圖形的第二線條圖形的寬度a2取決于所需的二維光刻膠圖形的第二邊長(zhǎng)1，所述第二線條圖形的長(zhǎng)度b2大于所述第二線條圖形的寬度a2的4倍，且所述第二線條圖形的長(zhǎng)度b2大于二維光刻膠圖形的第一邊長(zhǎng)X的η倍，其中η為掩膜版的放大倍率，也即需要滿足:b2>4*a2且b2>n*x。
[0018]優(yōu)選地，第一步驟中設(shè)計(jì)的所述第一線條圖形和第二步驟中設(shè)計(jì)的所述第二線條圖形在空間投影上相互垂直。
[0019]優(yōu)選地，第三步驟中的所述光刻膠為正性光刻膠。
[0020]優(yōu)選地，在第六步驟中，如果所需的二維光刻膠圖形是正方形孔或/和長(zhǎng)方形孔，則所述顯影采用負(fù)性顯影，如果所需的二維光刻膠圖形是正方形塊或/和長(zhǎng)方形塊，則所述顯影采用正性顯影。
[0021]優(yōu)選地，一維光刻膠圖形包括線條和線槽；二維光刻膠圖形包括正方形孔、長(zhǎng)方形孔、正方形塊和長(zhǎng)方形塊。
[0022]優(yōu)選地，通過(guò)調(diào)節(jié)第一掩膜版上二維圖形的第一線條圖形的寬度，獲得不同尺寸的二維光刻膠圖形第一邊長(zhǎng)，通過(guò)調(diào)節(jié)第二掩膜版上二維圖形的第二線條圖形的寬度，獲得不同尺寸的二維光刻膠圖形第二邊長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]結(jié)合附圖，并通過(guò)參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對(duì)本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中:
[0024]圖1a是一維光刻膠圖形示意圖。
[0025]圖1b是二維光刻膠圖形(正方形孔或/和長(zhǎng)方形孔)的一種示例的示意圖。
[0026]圖1c是二維光刻膠圖形(正方形塊或/和長(zhǎng)方形塊)的另一示例的示意圖。
[0027]圖2是二維方孔圖形經(jīng)一次曝光顯影后所獲得光刻膠圖形。
[0028]圖3是現(xiàn)有技術(shù)采用的方孔圖形添加增補(bǔ)塊的光學(xué)臨近修正示意圖。
[0029]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同時(shí)形成一維和二維光刻膠圖形的方法的流程圖。
[0030]圖5a是本發(fā)明方法的第一步驟完成后的第一掩膜版的版圖示意圖。
[0031]圖5b是本發(fā)明方法的第二步驟完成后的第二掩膜版的版圖示意圖。
[0032]圖5c是本發(fā)明方法的第四步驟完成后的光刻膠潛影示意圖。
[0033]圖5d是本發(fā)明方法的第五步驟完成后的光刻膠潛影示意圖。
[0034]圖5e是本發(fā)明方法的第六步驟完成后的一維光刻膠線條圖形和二維光刻膠方孔圖形。
[0035]圖5f是本發(fā)明方法的第六步驟完成后的一維光刻膠線槽圖形和二維光刻膠方塊圖形。
[0036]圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0037]100-所需的一維光刻膠線條圖形；101_所需的一維線槽光刻膠圖形；200_所需的二維長(zhǎng)方形孔光刻膠圖形；201_所需的二維正方形孔光刻膠圖形；300_所需的二維長(zhǎng)方形塊光刻膠圖形；301_所需的二維正方形塊光刻膠圖形；x-所需的二維光刻膠圖形的第一邊長(zhǎng)；y_所需的二維光刻膠圖形的第二邊長(zhǎng)；400_傳統(tǒng)工藝中的增補(bǔ)塊；110_第一掩膜版上的一維圖形；210_第一掩膜版上的二維圖形的第一線條圖形；120_第一掩膜版上的一維圖形的保護(hù)圖形；220_第二掩膜版上的二維圖形的第二線條圖形；110a-光刻膠內(nèi)一維圖形的潛影；210a_光刻膠內(nèi)二維圖形的第一線條圖形的潛影；220a_光刻膠內(nèi)二維圖形的第二線條圖形的潛影；201a_光刻膠內(nèi)二維圖形的潛影；500_未曝光區(qū)域；al_第一掩膜版上的二維圖形的第一線條圖形的寬度；bl-第一掩膜版上的二維圖形的第一線條圖形的長(zhǎng)度；a2-第二掩膜版上的二維圖形的第二線條圖形的寬度；b2-第二掩膜版上的二維圖形的第二線條圖形的長(zhǎng)度。
[0038]需要說(shuō)明的是，附圖用于說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號(hào)。
【具體實(shí)施方式】
[0039]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0040]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同時(shí)形成一維和二維光刻膠圖形的方法的流程圖。其中，具體地，例如，一維光刻膠圖形包括線條和線槽；二維光刻膠圖形包括正方形孔、長(zhǎng)方形孔、正方形塊和長(zhǎng)方形塊。
[0041]與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，在根據(jù)本發(fā)明的同時(shí)形成一維和二維光刻膠圖形的方法中，所述二維光刻膠圖形是通過(guò)將兩塊掩膜版上的一維線條圖形分別疊加曝光后再經(jīng)顯影獲得的。
[0042]下面將結(jié)合圖4描述本發(fā)明的具體優(yōu)選實(shí)施例。
[0043]如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同時(shí)形成一維和二維光刻膠圖形的方法包括:
[0044]第一步驟S1:在第一掩膜版上設(shè)計(jì)一維圖形110，并且設(shè)計(jì)二維圖形的第一線條圖形210，如圖5a所示；
[0045]具體地，在第一步驟SI中，所述一維圖形與所需的(即，將要形成的)一維光刻膠圖形相對(duì)應(yīng)；而且所述二維圖形的第一線條圖形的寬度al取決于所需的二維光刻膠圖形的第一邊長(zhǎng)X，所述第一線條圖形的長(zhǎng)度bl大于所述第一線條圖形的寬度al的4倍，且所述第一線條圖形的長(zhǎng)度bl大于所需的二維光刻膠圖形的第二邊長(zhǎng)y的η倍(其中η為掩膜版的