[發明專利]一種通過雙重圖形技術增加高深寬比光刻工藝窗口的方法

在審

• 申請號: 201710987040.3
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107731664A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 張濤;王曉龍;李德建;吳鵬
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 智云

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造領域，且特別涉及一種通過雙重圖形技術增加高深寬比光刻工藝窗口的方法。

背景技術

目前在工藝中有深寬比超過10:1的光刻層，該層次的用途是像素區的隔離，當像素區離子注入劑量越大，器件的功能就會越強；同時該層次也是沿著”摩爾定律”發展的代表層次，業界推動的三個主要方向：像素尺寸縮小，關鍵尺寸縮小，光刻膠加厚。

目前現有產品的該層次圖形結構為2D的DOT圖形，重復的DOT間的空間為像素區域的關鍵圖形，以目前的光阻厚度，深寬比已大于10：1，以目前工藝的光阻厚度，用2次曝光的曝光方式，光刻的工藝窗口已達極限并偶爾會出現光刻工藝窗口不夠導致的生產線的異常。根據客戶對該層次的工藝開發要求，當像素尺寸繼續減小時，以DOT的圖形結構更容易造成圖形倒塌的情況，即光刻工藝窗口不足。

發明內容

本發明提出一種通過雙重圖形技術增加高深寬比光刻工藝窗口的方法，針對高深寬比的層次，當像素尺寸逐漸減小，目標線寬減小的情況下，采用雙重圖形技術將1層2D點圖形拆成2層1D溝槽圖形同時結合PSM光罩的工藝方式，增加高深寬比層次的工藝窗口。

為了達到上述目的，本發明提出一種通過雙重圖形技術增加高深寬比光刻工藝窗口的方法，包括下列步驟：

將光刻的工藝要求分割成兩次光刻的組合；

利用第一光罩對工藝圖形進行第一次光刻處理；

利用第二光罩對工藝圖形進行第二次光刻處理；

其中，所述第一光罩和第二光罩組合形成的工藝窗口圖形為工藝要求的像素尺寸，所述第一光罩和第二光罩為1D溝槽圖形光罩。

進一步的，所述第一光罩包括多個沿著第一方向平行設置的溝槽圖形光罩，所述第二光罩包括多個沿著第二方向平行設置的溝槽圖形光罩。

進一步的，所述第一光罩中多個溝槽圖形光罩在第一方向上的間距為第一尺寸，所述第二光罩中多個溝槽圖形光罩在第二方向上的間距為第二尺寸。

進一步的，所述第一尺寸和第二尺寸組合形成工藝要求的像素尺寸。

進一步的，所述第一光罩和第二光罩通過定位誤差方法控制組合圖形。

進一步的，所述第一光罩和第二光罩采用1D溝槽圖形的PSM光罩。

本發明提出的通過雙重圖形技術增加高深寬比光刻工藝窗口的方法，通過雙重圖形的工藝方式，將1層2D圖形改為2層1D圖形，并運用PSM光罩來達到像素尺寸減小，線寬減小的目的。本發明增加了光刻的工藝窗口，減少了2D圖形在小像素尺寸下圖形倒塌的風險。

附圖說明

圖1所示為現有技術一次成型的2D圖形結構示意圖。

圖2所示為本發明較佳實施例的第一光罩的結構示意圖。

圖3所示為本發明較佳實施例的第二光罩的結構示意圖。

圖4所示為本發明較佳實施例光罩組合結構示意圖。

圖5所示為本發明采用PSM光罩和現有技術采用BIM光罩的對比圖。

具體實施方式

以下結合附圖給出本發明的具體實施方式，但本發明不限于以下的實施方式。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

本發明提出一種通過雙重圖形技術增加高深寬比光刻工藝窗口的方法，包括下列步驟：

將光刻的工藝要求分割成兩次光刻的組合；

利用第一光罩對工藝圖形進行第一次光刻處理；

利用第二光罩對工藝圖形進行第二次光刻處理；

其中，所述第一光罩和第二光罩組合形成的工藝窗口圖形為工藝要求的像素尺寸，所述第一光罩和第二光罩為1D溝槽圖形光罩。

請參考圖1，圖1所示為現有技術一次成型的2D圖形結構示意圖。2D圖形在小像素尺寸下(0.7*1.4um)會發生圖形倒塌。

請參考圖2和圖3，圖2所示為本發明較佳實施例的第一光罩的結構示意圖，圖3所示為本發明較佳實施例的第二光罩的結構示意圖。所述第一光罩100包括多個沿著第一方向平行設置的溝槽圖形光罩，所述第二光罩200包括多個沿著第二方向平行設置的溝槽圖形光罩。