一种同时形成一维和二维光刻胶图形的方法技术

一种同时形成一维和二维光刻胶图形的方法，包括：第一步骤，在第一掩膜版上设计一维图形，设计二维图形的第一线条图形；第二步骤，在第二掩膜版上设计一维图形的保护图形以及二维图形的第二线条图形；第三步骤，在需形成一维和二维光刻胶图形的硅片上进行光刻胶的涂布和烘烤；第四步骤，用第一掩膜版对第三步骤之后的硅片进行第一次曝光；第五步骤，用第二掩膜版对第四步骤之后的硅片进行第二次曝光；第六步骤，用硅烷化剂对第五步骤之后的硅片进行硅烷基化处理，形成硅烷基化图层；第七步骤，以硅烷基化图层为掩膜层，对完成第六步骤之后的硅片进行干法刻蚀，将未发生硅烷基化反应的光刻胶去除，形成所需的一维和二维光刻胶图形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及半导体制造工艺中的光刻工艺，更具体地说，本专利技术涉及一种在集成电路制造工艺中同时形成一维和二维光刻胶图形的方法。
技术介绍
在集成电路制造工艺的某些特殊工艺中，要求在同一次光刻过程中同时形成一维的线条/线槽(Line/Space)图形(如图1a所示的100/101)和二维的方孔图形(正方形或长方形孔)(如图1b所示的200和201)或方块图形(正方形或长方形块)(如图1c所示的300和301)，通常的做法就是在一块掩膜版上同时设计一维的线条和二维的方孔/方块图形，经过一次曝光和显影后获得。但是，由于线条图形和方孔/方块图形分别具有一维和二维图形的特征，其在空间影像和光学衍射特性上的差别，使得这两种图形所需要的0PC(0ptical ProximityCorrect1n:光学临近修正)模型、曝光参数(NA/Sigma:数值孔径/相干系数)，光刻胶种类等光刻条件都有很大的区别。因此，同一次光刻就很难同时满足线条和方孔/方块图形的要求。例如，当光刻的各种条件是线条图形所需的最佳条件时，就能够使一维的线条图形获得较好的分辨率和工艺窗口，但二维的方孔图形性能(图形分辨率和保真度)则比较差。即使当光刻的各种条件是方孔/方块图形所需的最佳条件时，但由于在曝光时二维图形在XY两个方向的相互作用，使得在4个角处的光强度及光学模型和其他区域的不一样，导致空间影像失真，因此最终形成的光刻胶图形保真度也较差。图2就是掩膜版上的二维方孔图形经一次曝光显影后所获得光刻胶图形，很明显，本来希望获得长方形孔图形变成了椭圆形。针对此问题，目前业界通常采用的方法是通过特殊的OPC方法来对方孔/方块图形进行修正，例如:如图3所示，通过在方孔图形200的4个角添加增补块400 (Serif)的方法来提高方孔图形的分辨率和工艺窗口，这种方法有以下几个缺点:(1)添加的增补块容易对周边的其他图形产生影响，导致OPC的准确性不是太高，甚至发生图形粘连现象；(2)针对不同的方孔/方块图形，需要添加不同尺寸的增补块，处理过程复杂，同时也会增加掩膜版的制作难度；(3)这种方法并没有改变方孔/方块图形的二维特征，其光刻所需的最佳条件仍然和一维的线条图形有区别，因此该方法对方孔/方块图形的分辨率和保真度以及工艺窗口的改善非常有限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够在集成电路制造工艺中同时形成一维和二维光刻胶图形的方法，其中该方法不但能同时形成一维和二维的光刻胶图形，而且又能解决传统方法中二维的方孔/方块图形无法获得较好的图形分辨率和保真度以及工艺窗口的问题。为了实现上述技术目的，根据本专利技术，，其中所述的二维光刻胶图形是通过将两块掩膜版上的一维线条图形分别叠加曝光后再依次经过硅烷基化和光刻胶刻蚀而获得的。优选地，包括:第一步骤:在第一掩膜版上设计一维图形，并且设计二维图形的第一线条图形；第二步骤:在第二掩膜版上设计一维图形的保护图形以及二维图形的第二线条图形；第三步骤:在需形成一维和二维光刻胶图形的硅片上进行光刻胶的涂布和烘烤；第四步骤:用第一步骤设计好的第一掩膜版对完成第三步骤之后的硅片进行第一次曝光；第五步骤:用第二步骤设计好的第二掩膜版对完成第四步骤之后的硅片进行第二次曝光；第六步骤:用硅烷化剂对完成第五步骤之后的硅片进行硅烷基化处理，形成硅烷基化图层；第七步骤:以硅烷基化图层为掩膜层，对完成第六步骤之后的硅片进行干法刻蚀，将未发生硅烷基化反应的光刻胶去除，形成所需的一维和二维光刻胶图形。优选地，在第一步骤中，所述一维图形与所需的一维光刻胶图形相对应。优选地，所述二维图形的第一线条图形的宽度al取决于所需的二维光刻胶图形的第一边长X，所述第一线条图形的长度bl大于所述第一线条图形的宽度al的4倍，且所述第一线条图形的长度bl大于所需的二维光刻胶图形的第二边长y的η倍，其中η为掩膜版的放大倍率，也即需要满足:bl>4*al且bl>n*y。优选地，在第二步骤中，所述一维图形的保护图形是一个不透光区域，且该不透光区域的大小能完全覆盖第一步骤中设计的一维图形。优选地，所述二维图形的第二线条图形的宽度a2取决于所需的二维光刻胶图形的第二边长y，所述第二线条图形的长度b2大于所述第二线条图形的宽度a2的4倍，且所述第二线条图形的长度b2大于二维光刻胶图形的第一边长X的η倍，其中η为掩膜版的放大倍率，也即需要满足:b2>4*a2且b2>n*x。优选地，第一步骤中设计的所述第一线条图形和第二步骤中设计的所述第二线条图形在空间投影上相互垂直。优选地，第三步骤中，如果所需的二维光刻胶图形是正方形孔或/和长方形孔，则所述的光刻胶为第一光刻胶，该第一光刻胶在曝光前不含羟基和羧酸基成分，经曝光后能生成羟基或/和羧酸基成分；如果所需的二维光刻胶图形是正方形块或/和长方形块，则所述的光刻胶为第二光刻胶，该第二光刻胶在曝光前含羟基和羧酸基成分，经曝光后羟基或/和羧酸基成分因为发生交联反应而消失。优选地，在第六步骤中，所述的硅烷化剂可以是六甲基二硅氮烷、四甲基二硅氮烷、二甲基甲硅烷二甲胺或N，N-二乙氨基三甲基硅烷中的一种。优选地，一维光刻胶图形包括线条和线槽；二维光刻胶图形包括正方形孔、长方形孔、正方形块和长方形块。优选地，通过调节第一掩膜版上二维图形的第一线条图形的宽度，获得不同尺寸的二维光刻胶图形第一边长，通过调节第二掩膜版上二维图形的第二线条图形的宽度，获得不同尺寸的二维光刻胶图形第二边长。【附图说明】结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:图1a是一维光刻胶图形示意图。图1b是二维光刻胶图形(正方形孔或/和长方形孔)的一种示例的示意图。图1c是二维光刻胶图形(正方形块或/和长方形块)的另一示例的示意图。图2是二维方孔图形经一次曝光显影后所获得光刻胶图形。图3是现有技术采用的方孔图形添加增补块的光学临近修正示意图。图4示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的同时形成一维和二维光刻胶图形的方法的流程图。图5a是本专利技术方法的步骤一完成后的第一掩膜版的版图示意图。图5b是本专利技术方法的步骤二完成后的第二掩膜版的版图示意图。图5c是本专利技术方法的步骤四完成后的光刻胶潜影示意图；图5d是本专利技术方法的步骤五完成后的光刻胶潜影示意图。图5e和图5f是本专利技术方法的步骤八完成后的娃烧基化图形不意图。图5g是本专利技术方法的步骤七完成后的一维光刻胶线条图形和二维光刻胶方孔图形示意图。图5h是本专利技术方法的步骤七完成后的一维光刻胶线槽图形和二维光刻胶方块图形示意图。图6是本专利技术实施例采用的硅烷基化反当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时形成一维和二维光刻胶图形的方法，其特征是所述的二维光刻胶图形是通过将两块掩膜版上的一维线条图形分别叠加曝光后再依次经过硅烷基化和光刻胶刻蚀而获得的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓波，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31