用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法，包括：步骤一、进行掩模版设计，在掩模版上形成有掩模版图形，掩模版图形用于定义光刻图形；光刻图形具有侧壁，在掩模版图形上设置有定义光刻图形的侧壁形貌的掩模版侧面图形结构，掩模版侧面图形结构具有使曝光光强逐渐变化的结构；步骤二、在需要曝光的基底上涂布光刻胶；步骤三、采用掩模版对光刻胶进行曝光，进行显影形成光刻图形，在曝光过程中，掩模版侧面图形结构通过使曝光光强逐渐变化来定义光刻图形的侧壁形貌；步骤四、进行后烘。本发明专利技术能定义光刻图形侧壁形貌，方便形成侧面倾斜的光刻图形侧壁。

A method of lithography for defining the profile of the sidewall of lithography pattern

The invention discloses a lithography process method for defining the profile of the side wall of a lithography pattern, which comprises the following steps: Step 1: designing a mask, forming a mask pattern on the mask, and the mask pattern is used for defining the lithography pattern; the lithography pattern has a side wall, and the mask pattern is provided with a mask side pattern structure defining the profile of the side wall of the lithography pattern, and the mask side pattern structure The surface pattern structure has a structure that makes the exposure light intensity gradually change; step 2, apply photoresist on the substrate to be exposed; step 3, use a mask to expose the photoresist and develop to form a photoresist pattern; during the exposure process, the mask side pattern structure defines the side wall morphology of the photoresist pattern by making the exposure light intensity gradually change; step 4, carry out post drying \u3002 The invention can define the shape of the side wall of the lithography pattern, and facilitate the formation of the side inclined lithography pattern side wall.

【技术实现步骤摘要】
用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法
本专利技术涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法。
技术介绍
光刻图形的定义是一种图形复印即曝光和化学腐蚀即显影相结合的精密表面加工技术。通常情况下，刻蚀制程或者掺杂制程要求光刻定义出的光刻胶形貌倾斜角度即光刻图形的侧壁的侧面倾角接近90度。但少数特殊器件制程要求获得倾斜一定角度的光刻图形形貌，进而得到一定倾斜度的刻蚀形貌。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法，能定义光刻图形侧壁形貌，方便形成侧面倾斜的光刻图形侧壁。为解决上述技术问题，本专利技术提供的用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法包括如下步骤：步骤一、进行掩模版设计，在所述掩模版上形成有掩模版图形，所述掩模版图形用于定义光刻图形。所述光刻图形具有侧壁，在所述掩模版图形上设置有定义所述光刻图形的侧壁形貌的掩模版侧面图形结构，所述掩模版侧面图形结构具有使曝光光强逐渐变化的结构，曝光光强越大的区域所述光刻图形的侧壁的高度越低以及曝光光强越小的区域所述光刻图形的侧壁的高度高。步骤二、在需要曝光的基底上涂布光刻胶。步骤三、采用所述掩模版对所述光刻胶进行曝光，之后对所述光刻胶进行显影形成所述光刻图形，在曝光过程中，所述掩模版侧面图形结构通过使曝光光强逐渐变化来定义所述光刻图形的侧壁形貌。步骤四、对所述光刻胶进行后烘。进一步的改进是，所述光刻图形包括间隔图形和线条图形。进一步的改进是，当所述光刻图形为间隔图形时，所述光刻图形具有内侧面，所述掩模版图形具有内侧面，所述掩模版侧面图形结构位于所述掩模版图形的内侧面上，所述掩模版侧面图形结构中曝光光强越大的区域越靠近所述掩模版图形的内侧面的内侧，使所述光刻图形的侧壁具有倾角小于90度的内侧面形貌。进一步的改进是，对于一个所述间隔图形，所述间隔图形的宽度方向为X方向，所述间隔图形的长度方向为Y方向，在所述X方向或者所述Y方向上的至少一个内侧面上具有倾角小于90度的内侧面形貌，各所述间隔图形的内侧面形貌相同或不同。进一步的改进是，所述掩模版侧面图形结构具有多个俯视面呈孔或缝隙形状的空心结构，所述空心结构之间为实心结构，通过对所述空心结构的大小和排列的设置来形成使曝光光强逐渐变化的结构，所述空心结构的尺寸越大曝光光强越大。进一步的改进是，所述空心结构的俯视面结构为方形或者为圆形；所述空心结构的尺寸包括多种，所述空心结构按照尺寸的大小从所述掩模版图形的内侧面由外往内排列，越靠近内侧的所述空心结构的尺寸越大。尺寸相同的所述空心结构排列成一行且所述空心结构排列成的行和所述掩模版图形的内侧面的底边平行；所述空心结构排列成的行数大于1。进一步的改进是，通过设置各行中的所述空心结构的第一间距以及不同行的所述空心结构之间的第二间距设置所述空心结构的排列密度，所述空心结构的排列密度越大曝光光强越大；同一行中各所述空心结构的第一间距相同，不同行的各所述空心结构的第一间距相同或不同，各所述第一间距和所述第二间距相同或不相同。不同行的所述空心结构错开排放，相邻两行的所述空心结构错开的宽度大于尺寸较大的所述空心结构的尺寸的1/5。进一步的改进是，当所述光刻图形为线条图形时，所述光刻图形具有外侧面，所述掩模版图形具有外侧面，所述掩模版侧面图形结构位于所述掩模版图形的外侧面上，所述掩模版侧面图形结构中曝光光强越大的区域越靠近所述掩模版图形的外侧面的外侧，使所述光刻图形的侧壁具有倾角小于90度的外侧面形貌。进一步的改进是，对于一个所述线条图形，所述线条图形的宽度方向为X方向，所述线条图形的长度方向为Y方向，在所述X方向或者所述Y方向上的至少一个外侧面上具有倾角小于90度的外侧面形貌，各所述线条图形的外侧面形貌相同或不同。进一步的改进是，所述掩模版侧面图形结构具有多个俯视面呈孔或缝隙形状的实心结构，所述实心结构之间为空心结构，通过对所述实心结构的大小和排列的设置来形成使曝光光强逐渐变化的结构，所述实心结构的尺寸越大曝光光强越小。进一步的改进是，所述实心结构的俯视面结构为方形或者为圆形；所述实心结构的尺寸包括多种，所述实心结构按照尺寸的大小从所述掩模版图形的外侧面由内往外排列，越靠近内侧的所述实心结构的尺寸越大。尺寸相同的所述实心结构排列成一行且所述实心结构排列成的行和所述掩模版图形的外侧面的底边平行。所述实心结构排列成的行数大于1。进一步的改进是，通过设置各行中的所述实心结构的第一间距以及不同行的所述实心结构之间的第二间距设置所述实心结构的排列密度，所述实心结构的排列密度越大曝光光强越小；同一行中各所述实心结构的第一间距相同，不同行的各所述实心结构的第一间距相同或不同，各所述第一间距和所述第二间距相同或不相同。不同行的所述实心结构错开排放，相邻两行的所述实心结构错开的宽度大于尺寸较大的所述实心结构的尺寸的1/5。进一步的改进是，步骤二中所述基底为由半导体衬底组成的晶圆。进一步的改进是，步骤二中在涂布所述光刻胶之前，还包括在所述晶圆表面旋涂一层底部抗反射层的步骤。进一步的改进是，步骤四中所述后烘的温度大于120度，时间小于120秒。本专利技术方法通过对掩模版进行设计，在掩模版的掩模版图形上设置了掩模版侧面图形结构，形成灰度掩模版(GrayScaleMask)，掩模版侧面图形结构具有使曝光光强逐渐变化的结构，在曝光时能在掩模版图形侧面形成渐变的曝光光强，通过曝光光强的变化能使光刻图形的形貌产生变化，故能定义光刻图形的侧壁形貌，通过曝光、显影和后烘等工艺能方便形成侧面倾斜的光刻图形侧壁。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是本专利技术实施例用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法的流程图；图2是本专利技术实施例方法设计的掩模版的结构图；图3是图2中掩模版侧面图形结构的局部放大图；图4是采用图3所示的掩模版进行曝光后的曝光光强分布图；图5A是采用图2所示的掩模版形成的光刻胶图形的3D形貌仿真图；图5B是采用图2所示的掩模版形成的光刻胶图形的剖面结构的形貌仿真图。具体实施方式如图1所示，是本专利技术实施例用于定义光刻图形203侧壁204形貌的光刻工艺方法的流程图；如图2所示，是本专利技术实施例方法设计的掩模版的结构图；如图3所示，是图2中掩模版侧面图形结构2的局部放大图；如图4所示，是采用图3所示的掩模版进行曝光后的曝光光强分布图；如图5A所示，是采用图2所示的掩模版形成的光刻胶图形的3D形貌仿真图；如图5B所示，是采用图2所示的掩模版形成的光刻胶图形的剖面结构的形貌仿真图；本专利技术实施例用于定义光刻图形203侧壁204形貌的光刻工艺方法包括如下步骤：步骤一、进行掩模版设计，在所述掩模版上形成有掩模版图形1，所述掩模版图形1用于定义光刻图形203。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、进行掩模版设计，在所述掩模版上形成有掩模版图形，所述掩模版图形用于定义光刻图形；/n所述光刻图形具有侧壁，在所述掩模版图形上设置有定义所述光刻图形的侧壁形貌的掩模版侧面图形结构，所述掩模版侧面图形结构具有使曝光光强逐渐变化的结构，曝光光强越大的区域所述光刻图形的侧壁的高度越低以及曝光光强越小的区域所述光刻图形的侧壁的高度高；/n步骤二、在需要曝光的基底上涂布光刻胶；/n步骤三、采用所述掩模版对所述光刻胶进行曝光，之后对所述光刻胶进行显影形成所述光刻图形，在曝光过程中，所述掩模版侧面图形结构通过使曝光光强逐渐变化来定义所述光刻图形的侧壁形貌；/n步骤四、对所述光刻胶进行后烘。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、进行掩模版设计，在所述掩模版上形成有掩模版图形，所述掩模版图形用于定义光刻图形；
所述光刻图形具有侧壁，在所述掩模版图形上设置有定义所述光刻图形的侧壁形貌的掩模版侧面图形结构，所述掩模版侧面图形结构具有使曝光光强逐渐变化的结构，曝光光强越大的区域所述光刻图形的侧壁的高度越低以及曝光光强越小的区域所述光刻图形的侧壁的高度高；
步骤二、在需要曝光的基底上涂布光刻胶；
步骤三、采用所述掩模版对所述光刻胶进行曝光，之后对所述光刻胶进行显影形成所述光刻图形，在曝光过程中，所述掩模版侧面图形结构通过使曝光光强逐渐变化来定义所述光刻图形的侧壁形貌；
步骤四、对所述光刻胶进行后烘。


2.如权利要求1所述的用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法，其特征在于：所述光刻图形包括间隔图形和线条图形。


3.如权利要求2所述的用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法，其特征在于：当所述光刻图形为间隔图形时，所述光刻图形具有内侧面，所述掩模版图形具有内侧面，所述掩模版侧面图形结构位于所述掩模版图形的内侧面上，所述掩模版侧面图形结构中曝光光强越大的区域越靠近所述掩模版图形的内侧面的内侧，使所述光刻图形的侧壁具有倾角小于90度的内侧面形貌。


4.如权利要求3所述的用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法，其特征在于：对于一个所述间隔图形，所述间隔图形的宽度方向为X方向，所述间隔图形的长度方向为Y方向，在所述X方向或者所述Y方向上的至少一个内侧面上具有倾角小于90度的内侧面形貌，各所述间隔图形的内侧面形貌相同或不同。


5.如权利要求3所述的用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法，其特征在于：所述掩模版侧面图形结构具有多个俯视面呈孔或缝隙形状的空心结构，所述空心结构之间为实心结构，通过对所述空心结构的大小和排列的设置来形成使曝光光强逐渐变化的结构，所述空心结构的尺寸越大曝光光强越大。


6.如权利要求5所述的用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法，其特征在于：所述空心结构的俯视面结构为方形或者为圆形；所述空心结构的尺寸包括多种，所述空心结构按照尺寸的大小从所述掩模版图形的内侧面由外往内排列，越靠近内侧的所述空心结构的尺寸越大；
尺寸相同的所述空心结构排列成一行且所述空心结构排列成的行和所述掩模版图形的内侧面的底边平行；所述空心结构排列成的行数大于1。


7.如权利要求6所述的用于定义光刻图形侧壁形貌的光刻工艺方法，其特征在于：通过设置各行中的所述空心结构的第一间距以及不同行的所述空心结构之间的第二间距设置所述空心结构的排列密度，所述空心结构的排列密度越大曝光光强越大；同一行中各所述空心结构的第一间距相同，不同行的各所述空心结构的第一间距相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31