半导体器件的加工控制方法、装置及高能粒子束光刻设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种半导体器件的加工控制方法、装置及高能粒子束光刻设备，该方法将若干层集成电路子版图分别转化为灰度图片/数字文件，根据高能粒子束加工参数与灰度值/目标参数值之间的对应关系，获取灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加工参数，在目标基材上每制作完一层材料层之后，再在该层材料层上设置一层硬掩模，根据高能粒子束加工参数，控制光刻设备发射高能粒子束穿过硬掩模作用于该层材料层上，雕刻灰度图片/数字文件对应的图案至该层材料层，之后去除该层材料层上的硬掩模，依次制作下一层材料层，重复执行上述步骤，直至去掉最后一层材料层上的硬掩模，得到目标半导体器件，从而提高了半导体器件加工精度。工精度。工精度。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的加工控制方法、装置及高能粒子束光刻设备


[0001]本申请实施例涉及半导体加工
，尤其涉及一种半导体器件的加工控制方法、装置及高能粒子束光刻设备。

技术介绍

[0002]在传统的半导体加工
中，往往都是基于集成电路掩膜版与光刻技术的结合，实现将集成电路版图转移至硅基材上，进而完成半导体器件的制造。
[0003]但是，随着对半导体器件的尺寸要求越来越高，支撑光刻技术的光源系统(如EUV光刻机)的制造和集成电路掩膜版的制作变得越发艰难，使用集成电路掩膜版也会使半导体器件的制造成本巨大，并且，若对集成电路版图进行修改或微调，则需要再重新制作掩膜版，致使加工效率低下。
[0004]本申请中的高能粒子束可以是离子束、电子束、激光束、X射线等，其中实验用到的是高能聚焦离子束。高能粒子束拥有比普通光学系统更小的波长，可以提升版图转移的分辨率，适合于制作更小尺寸的器件。比如DUV光刻机因为波长的限制，只适用于制作特征尺寸大于7nm的器件；对于7nm以下的器件制作，必须要引入EUV。而高能粒子束拥有比EUV更小的波长。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种半导体器件的加工控制方法、装置及高能粒子束光刻设备，可以在不制作集成电路掩膜版完成半导体器件的加工处理，提高加工效率，所述技术方案如下:
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种半导体器件的加工控制方法，包括：
[0007]获取目标半导体器件对应的集成电路版图；其中，所述集成电路版图包括若干层集成电路子版图，每一层集成电路子版图分别对应所述目标半导体器件一层或者多层材料层的图案；
[0008]将若干层所述集成电路子版图分别转化为预设格式的若干层灰度图片/数字文件；
[0009]根据预设的高能粒子束加工参数与灰度值/目标参数值之间的对应关系，获取所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加工参数；
[0010]在目标基材上每制作完一层所述材料层之后，再在该层材料层上设置一层硬掩模，根据相应的所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加工参数，控制高能粒子束光刻设备发射高能粒子束穿过所述硬掩模作用于该层材料层上，雕刻所述灰度图片/数字文件对应的图案至该层材料层，之后去除该层材料层上的所述硬掩模，依次制作下一层所述材料层，重复执行上述步骤，直至去掉最后一层所述材料层上的所述硬掩模，得到所述目标半导体器件。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种半导体器件的加工控制装置，包括：
[0012]第一获取模块，获取目标半导体器件对应的集成电路版图；其中，所述集成电路版图包括若干层集成电路子版图，每一层集成电路子版图分别对应所述目标半导体器件一层或者多层材料层的图案；
[0013]版图转化模块，用于将若干层所述集成电路子版图分别转化为预设格式的若干层灰度图片/数字文件；
[0014]第二获取模块，用于根据预设的高能粒子束加工参数与灰度值/目标参数值之间的对应关系，获取所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加工参数；
[0015]加工控制模块，用于在目标基材上每制作完一层所述材料层之后，再在该层材料层上设置一层硬掩模，根据相应的所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加工参数，控制高能粒子束光刻设备发射高能粒子束穿过所述硬掩模作用于该层材料层上，雕刻所述灰度图片/数字文件对应的图案至该层材料层，之后去除该层材料层上的所述硬掩模，依次制作下一层所述材料层，重复执行上述步骤，直至去掉最后一层所述材料层上的所述硬掩模，得到所述目标半导体器件。
[0016]第三方面，本申请实施例提供了一种高能粒子束光刻设备，包括：粒子束发生器、粒子束控制器、工作腔室、工作载台、处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述粒子束发生器、所述粒子束控制器、所述工作腔室以及所述工作载台分别与所述处理器建立数据连接，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的半导体器件的加工控制方法的步骤。
[0017]本申请实施例中，通过获取目标半导体器件对应的集成电路版图；其中，所述集成电路版图包括若干层集成电路子版图，每一层集成电路子版图分别对应所述目标半导体器件一层或者多层材料层的图案；将若干层所述集成电路子版图分别转化为预设格式的若干层灰度图片/数字文件；根据预设的高能粒子束加工参数与灰度值/目标参数值之间的对应关系，获取所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加工参数；在目标基材上每制作完一层所述材料层之后，再在该层材料层上设置一层硬掩模，根据相应的所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加工参数，控制高能粒子束光刻设备发射高能粒子束穿过所述硬掩模作用于该层材料层上，雕刻所述灰度图片/数字文件对应的图案至该层材料层，之后去除该层材料层上的所述硬掩模，依次制作下一层所述材料层，重复执行上述步骤，直至去掉最后一层所述材料层上的所述硬掩模，得到所述目标半导体器件。这种半导体器件的加工控制方法不仅不需要制作多张掩膜版，降低加工成本，还能够灵活地修改集成电路版图，提高加工效率，并且，由于高能粒子束光刻设备在雕刻每一层材料层前，均在材料层上设置了一层硬掩模，雕刻后再去除掉硬掩模，从而能够有效缩窄高能粒子束线宽，提高半导体器件的加工精度。
[0018]为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本申请的技术方案。
附图说明
[0019]图1为本申请一个实施例提供的半导体器件的加工控制方法的流程示意图；
[0020]图2为本申请一个实施例提供的缩窄高能粒子束线宽的原理示意图；
[0021]图3为本申请一个实施例提供的半导体器件的加工控制方法中S104的流程示意图；
[0022]图4为本申请另一个实施例提供的半导体器件的加工控制方法中S104的流程示意图；
[0023]图5为本申请另一个实施例提供的半导体器件的加工控制方法的流程示意图；
[0024]图6为本申请一个实施例提供的四个MOS管并联集成电路版图对应的灰度图片的示意图；
[0025]图7为本申请另一个实施例提供的半导体器件的加工控制方法中S207的流程示意图；
[0026]图8为本申请一个实施例提供的半导体器件的加工控制装置的结构示意图；
[0027]图9为本申请一个实施例提供的高能粒子束光刻设备的结构示意图。
具体实施方式
[0028]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0029]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的加工控制方法，其特征在于，包括步骤：获取目标半导体器件对应的集成电路版图；其中，所述集成电路版图包括若干层集成电路子版图，每一层集成电路子版图分别对应所述目标半导体器件一层或者多层材料层的图案；将若干层所述集成电路子版图分别转化为预设格式的若干层灰度图片/数字文件；根据预设的高能粒子束加工参数与灰度值/目标参数值之间的对应关系，获取所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加工参数；其中，所述目标参数值为用于体现所述数字文件存储的信息所采用的参数值；在目标基材上每制作完一层所述材料层之后，再在该层材料层上设置一层硬掩模，根据相应的所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加工参数，控制高能粒子束光刻设备发射高能粒子束穿过所述硬掩模作用于该层材料层上，雕刻所述灰度图片/数字文件对应的图案至该层材料层，之后去除该层材料层上的所述硬掩模，依次制作下一层所述材料层，重复执行上述步骤，直至去掉最后一层所述材料层上的所述硬掩模，得到所述目标半导体器件。2.根据权利要求1所述的半导体器件的加工控制方法，其特征在于，所述去除该层材料层上的硬掩模，包括步骤：控制所述高能粒子束光刻设备发射高能粒子束作用于所述硬掩模，轰击去除所述硬掩模；或者，控制所述高能粒子束光刻设备在所述硬掩模上喷射腐蚀试剂，腐蚀去除所述硬掩模；或者，控制所述高能粒子束光刻设备中的化学机械研磨装置，通过所述化学机械研磨装置去除所述硬掩模。3.根据权利要求1或2所述的半导体器件的加工控制方法，其特征在于：所述硬掩模为氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、碳薄膜、铂薄膜或钨薄膜。4.根据权利要求1所述的半导体器件的加工控制方法，其特征在于，所述高能粒子束加工参数包括高能粒子束加速电压和/或高能粒子束作用时间，根据预设的高能粒子束加工参数与灰度值/目标参数值之间的对应关系，获取所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加工参数，包括步骤：根据所述灰度图片/数字文件中像素点的灰度值/目标参数值，获取所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束加速电压，当所述灰度图片/数字文件中像素点的灰度值/目标参数值越小时，使所述高能粒子束光刻设备的高能粒子束加速电压越高，当所述灰度图片/数字文件中像素点的灰度值/目标参数值越大时，使所述高能粒子束光刻设备的高能粒子束加速电压越低；或，根据所述灰度图片/数字文件中像素点的灰度值/目标参数值，获取所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束作用时间，当所述灰度图片/数字文件中像素点的灰度值/目标参数值越小时，使所述高能粒子束光刻设备的高能粒子束作用时间越长，当所述灰度图片/数字文件中像素点的灰度值/目标参数值越大时，使所述高能粒子束光刻设备的
高能粒子束作用时间越短；或，获取所述灰度图片/数字文件中所有像素点的灰度均值/目标参数均值，当所述灰度均值/目标参数均值越小时，使所述高能粒子束光刻设备的所述高能粒子束加速电压越高，并根据所述灰度图片/数字文件中像素点的灰度值/目标参数值，获取在所述高能粒子束加速电压不变的情况下所述灰度图片/数字文件中各像素点对应的高能粒子束作用时间，当所述灰度图片/数字文件中像素点的灰度值/目标参数值越小时，使所述高能粒子束光刻设备的高能粒子束作用时间越长，当所诉灰度图片/数字文件中像素点的灰度值/目标参数值越大时，使所述高能粒子束光刻设备的高能粒子束作用时间越短。5.根据权利要求1所述的半导体器件的加工控制方法，其特征在于，所述将若干层所述集成电路子版图分别转化为预设格式的若干层灰度图片/数字文件之后，包括步骤：获取每层所述集成电路子版图对应的灰度图片/数字文件中的目标像素点以及所述目标像素点在所述灰度图片/数字文件中的坐标；其中，所述目标像素点为灰度值/目标参数值低于预设阈值的像素点；当第i至j层所述灰度图片/数字文件中均存在坐标相同的目标像素点时，得到第i至j层所述灰度图片/数字文件中的待调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：珠海洪启科技合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：