[發明專利]改善掩膜關鍵尺寸趨勢的制造方法

有效

• 申請號: 200710037153.3
• 申請日: 2007-02-06
• 公開（公告）號: CN101241302A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 田明靜
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G03F1/14
• 分類號: G03F1/14;G03F1/00;G03F7/16;G03F7/20;G03F7/26;G03F7/42;H01L21/027;H01L21/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及半導體制造技術，具體地說，涉及一種改善掩膜關鍵尺寸趨勢(critical?dimension?trend)的制造方法。

背景技術

掩膜工藝是半導體制造中的一個重要流程，也稱光罩工藝。掩膜工藝除了應用于晶圓制造外，還廣泛應用于液晶顯示器、印刷電路板等等制造上面。主要的掩膜類型有二進制強度掩膜及衰減式相位移掩膜。對于傳統的二進制強度掩膜，掩膜的制造方法一般包括如下步驟：首先對客戶需要的原始圖形進行數據轉換步驟，將轉換的曝光數據輸入曝光裝置內；提供一片鍍有不透光鉻金屬膜的石英基板(統稱“基片”)；在基片上鍍光刻膠；根據圖形數據，利用曝光裝置對基片進行曝光，形成曝光圖形；進行顯影步驟，如果使用的是正光刻膠，感光部分的光刻膠在此步驟被移除，同時將曝光圖形轉移到不透光鉻金屬膜上；利用干法蝕刻對不透光的鉻金屬膜進行蝕刻步驟，將具有曝光圖形的鉻金屬膜移除；將光刻膠移除。

所謂掩膜的關鍵尺寸趨勢是評價掩膜品質的重要因素之一，其主要來源包括曝光的趨近效應(proximity?effect)和干法蝕刻的圖形負荷效應(pattern?loadingeffect)，而兩者都與圖形的密度均勻性相關。

一般情況下，曝光步驟的趨近效應是由于曝光電子在光刻膠層的散射所造成的效應，散射電子等效于微微增加了曝光能量，從而會使臨近的圖形尺寸變大。趨近效應和圖形密度相關，掩膜圖形密度越不均勻，趨近效應越明顯。

另外，眾所周知，蝕刻具有兩種基本方式：一種為干法蝕刻，另一種為濕法蝕刻。干法蝕刻是利用氣體分子或其產生的離子自由基，對未被光刻膠覆蓋部分的材質(如上述所述的鉻金屬膜)同時進行物理式撞擊、濺蝕及化學反應，來移除欲蝕刻部分。濕法蝕刻是利用合適的化學溶液，腐蝕未被光刻膠覆蓋部分的材質，并在完成蝕刻反應后，由溶液帶走腐蝕物。由于干法蝕刻采用物理式撞擊，為非等向性蝕刻，因此可以獲得良好的尺寸控制，可以實現細微圖形的轉換，能夠滿足越來越小的尺寸要求，逐漸成為亞微米及以下尺寸最主要的蝕刻方式。然而濕法蝕刻采用溶液腐蝕，為等向性蝕刻，會造成側向腐蝕的現象，限制了半導體器件尺寸向微細化的發展。上述制造方法中的蝕刻步驟采用干法蝕刻就是為了獲得良好的尺寸控制。

雖然采用干法蝕刻可以獲得良好的尺寸控制，但是也存在不足之處。如果圖形密度不均勻，在干法蝕刻步驟時就會引入了圖形負荷效應，對于亞微米及以下尺寸的半導體器件來說，這種效應更加明顯。傳統方法如光學趨近校正及曝光機趨近校正由于其本身的局限亦無法消除這種圖形負荷效應，從而影響了原始圖形的關鍵尺寸，嚴重時甚至會出現掩膜圖形的失真現象。

因此，需要提供一種新的制造方法以克服上述缺陷。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種通過改善掩膜關鍵尺寸趨勢來提高掩膜圖形準確性的制造方法。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種新的制造方法，該方法包括如下步驟：a.提供原始圖形；b.添加輔助圖形于原始圖形上，提高圖形密度，然后進行圖形數據轉化步驟，輸入曝光數據；c.提供具有不透光層的石英基片，在該不透光層上鍍光刻膠；d.根據轉化的圖形數據，進行曝光步驟；e.進行顯影步驟，將曝光圖形轉移到基片的不透光層上；f.對不透光層進行干法蝕刻步驟；g.移除光刻膠；h.二次輸入曝光數據；i.二次鍍光刻膠；j.對整片掩膜二次曝光步驟；k.二次顯影步驟；l.濕法蝕刻步驟，移除輔助掩膜圖形；m.二次移除光刻膠。

進一步地，在步驟b中添加輔助圖形后的效果，應使整片掩膜圖形的密度均勻。

進一步地，在步驟j中，二次曝光圖形的感光部分完全覆蓋第一次曝光圖形的輔助圖形區，非感光部分完全覆蓋第一次曝光圖形的原始圖形區。

與現有技術相比，本發明通過添加輔助圖形，提高了圖形密度的均勻性，完成干法蝕刻后，通過二次工藝移除輔助圖形，從而使最終的成品掩膜并沒有改變整片掩膜的原始圖形，這種制造方法消除或至少減小干法蝕刻步驟的圖形負荷效應及曝光步驟的趨近效應，達到了提高掩膜圖形準確性的有益效果。

附圖說明

通過以下對本發明一實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解其發明的目的、具體結構特征和優點。其中，附圖為：

圖1為本發明第一實施方式中原始圖形的示意圖。

圖2為本發明第一實施方式中輔助圖形穿插于原始圖形中形成的第一次曝光圖形的示意圖。