[發明專利]曝光方法、光刻方法及通孔的制作方法

有效

• 申請號: 200710094403.7
• 申請日: 2007-12-07
• 公開（公告）號: CN101452214A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 鄧澤希
• 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: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F7/16;H01L21/027
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及一種曝光方法、光刻方法及通孔的制作方法。

背景技術

在電路集成化的要求愈來愈高的情況下，整個電路元件大小的設計也朝向尺寸不停縮小的方向前進。而整個半導體制造工藝中最舉足輕重的步驟之一可以說是光刻了，凡是與金屬氧化半導體元件結構相關的，例如：各層薄膜的圖案，及摻雜區域，都是由光刻這個步驟來決定的。

此外，整個半導體工業的元件集成度，是否能繼續往更小的線寬推進，也決定于光刻制造工藝技術的發展。為了能適應這一需求，一些提高光掩膜解析度的方法被不斷地提出來，例如光學鄰近修正。

光學鄰近修正的目的，是用以消除因鄰近效應所造成的線寬偏差現象。所謂鄰近效應是當光束透過光掩膜上的圖案投影在晶片上時，一方面由于光束會產生散射現象而使得光束被擴大，另一方面，光束會透過晶片表面的光阻層經由晶片的半導體基底再反射回來，產生干涉的現象，因此會重復曝光，而改變再光阻層上實際的曝光量。此種現象當制造工藝的線寬愈小時愈明顯，尤其當其線寬接近于光源的波長時。

最近，在諸如半導體器件和光電器件的電子器件中，布線在多層中形成以增加集成程度。在具有多層布線結構的器件中，通孔在層間絕緣膜中形成，以便通過層間絕緣膜層的布線層之間獲得穩定的導電性能。而通孔的質量也成為了影響半導體器件質量的重要因素。

目前，以通孔模型為基礎的光學鄰近校正法是利用不同間距、不同線寬所建立的測試圖案來收集數據。

圖1是現有技術的一種以通孔模型為基礎的光學鄰近校正法的測試圖案示意圖。

請參照圖1，測試圖案100的方形通孔102的線寬104為其一邊的長度；間距106則是從方形通孔102的一邊到鄰近方形通孔相對位置的舉例。光掩膜上的方形測試圖案100的通孔102的線寬為0.8um、間距為1.6um；依次類推，測試圖案110的通孔112的線寬為0.84um、間距為1.68um；測試圖案114的通孔116的線寬為0.88um、間距為1.76um，利用包含上述不同線寬、不同間距的測試圖案100、110、114的光掩膜，在已涂布光阻層的晶片上進行曝光與顯影制造工藝，并測量顯影以后光阻層的線寬，此時晶片上的通孔圖案因為鄰近效應的關系，呈現出不同于光掩膜上方形的測試圖案，而是在角落呈現圓弧形且線寬也較小的圖案。將測量到的線寬與光掩膜上的線寬做比較，比較實際線寬與預定線寬之后，可以將線寬與間距的關系制作成以間距為橫軸、以線寬為縱軸的關系圖。

在例如申請號為01103097.6的中國專利申請中，還能夠找到更多關于通孔的光學鄰近校正的信息。

在一些情況下，通常需要一些方形的通孔，例如，如圖2所示，在將襯底層3與多晶硅層1連接的時候，通常都是通過通孔層4的通孔將襯底層3與多晶硅層1連通。然而，常規的通孔工藝由于實際形成的通孔尺寸會小于掩膜版上通孔尺寸，因此，為了達到需要的通孔尺寸常常需要將掩膜版的通孔尺寸做大，然而這樣就有可能使得通孔延及到擴散阻擋層2上，如圖2中圓圈所示，導致擴散阻擋層2和多晶硅層1短路，嚴重影響器件性能。雖然目前可以用光學鄰近修正的方法來調整通孔的掩膜版圖形來避免通孔延及到擴散阻擋層2上，但對于通孔的掩膜版光學鄰近修正通常比較復雜，并且對于不同大小的通孔，還需要分別進行通孔掩膜版圖形的修正，因此，工藝操作上效率不高。

發明內容

本發明提供一種曝光方法、光刻方法以及通孔的制作方法，解決現有技術通孔制作方法應用光學鄰近修正工藝操作效率不高的問題。

為解決上述問題，本發明提供了一種曝光方法，包括在基底上形成光阻層以及通過光罩對于基底上的光阻層進行曝光，其中在所述曝光過程中調節曝光光源中的各個透鏡頭的相對角度和相對距離以及調節透鏡組內環境氣壓，以使所獲得的相應光阻層開口具有比光罩上的掩模圖形更大的面積。

本發明還提供了一種光刻方法，包括在基底上形成光阻層；對于光阻層進行曝光顯影形成光阻層開口；以光阻層為掩膜，在光阻層開口位置對于基底進行蝕刻；去除光阻層，其中在所述曝光過程中調節曝光光源中的各個透鏡頭的相對角度和相對距離以及調節透鏡組內環境氣壓，以使所獲得的相應光阻層開口具有比光罩上的掩模圖形更大的面積。