[發明專利]一種改善關鍵尺寸均勻性的方法

有效

• 申請號: 201811082512.1
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109300785B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 何發梅
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/3213
• 分類號: H01L21/3213;H01L21/311;H01L21/768
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發明提供一種改善關鍵尺寸均勻性的方法，屬于半導體制造技術領域，包括：采用一第一光罩刻蝕隔離層，以去除位于金屬格區域和連續區域的隔離層，并保留位于分立區域的隔離層，位于金屬格區域的金屬布線層構成金屬格，位于分立區域的外圍金屬結構和隔離層構成臺階，第一光罩具有對應金屬格區域和連續區域的第一刻蝕窗口；依次進行光刻處理和后續處理得到具有預設的關鍵尺寸的目標晶圓。本發明的有益效果：改善提高晶圓中心金屬格邊沿關鍵尺寸的均勻性，增大蝕刻的控制范圍，提高產線的穩定性。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種改善關鍵尺寸均勻性的方法。

背景技術

在背照式影像傳感器生產過程中，晶圓上依次生成金屬布線層、隔離層等，晶圓由多個晶粒區域1構成，在通過必要的工藝在每個晶粒中心形成規則金屬格圖案后，對晶圓進行分割得到一個個獨立的晶粒，再對晶粒進行封裝等處理得到晶粒成品。

如圖1所示，每個晶粒區域1都由金屬格區域2和非金屬格區域3構成，金屬格區域2為矩形，非金屬格區域3環繞在金屬格區域2的四周，非金屬格區域3由分立區域4和連續區域5構成，分立區域4為矩形且數量不超過三個，金屬格區域2的前、后、左、右每側至多有一個分立區域4，并且金屬格區域2和分立區域4之間由連續區域5隔開即金屬格區域2和分立區域4之間不接觸。如圖1所示，為金屬格區域2的前側和右側分別具有一個分立區域4的實施例，圖1僅為其中一種晶粒區域的示意圖。金屬格區域2中的金屬布線層中具有第一金屬，分立區域4的金屬布線層中具有第二金屬，金屬格區域2的金屬布線層用于生成上述金屬格圖案。

現有技術中，金屬布線層的材質可以采用銅也可以采用其他金屬隔離層的材質可以采用氮化硅，假設第一金屬和第二金屬的材質均為銅，則晶粒生成工藝包括：

步驟a1、采用一第一光罩6對隔離層進行刻蝕，如圖2所示，為第一光罩6的示意圖，陰影部分為刻蝕窗口，該刻蝕窗口形狀與金屬格區域2對應，刻蝕后，氮化硅需覆蓋非金屬格區域3(覆蓋非金屬格區域3目的是覆蓋分立區域4的第二金屬)，金屬格區域2的氮化硅被去除即晶粒中間的金屬格區域2打開，位于非金屬格區域3的第二金屬和氮化硅就形成環繞金屬格區域2的封閉式的臺階，封閉式的臺階高度高于金屬格區域2，從而形成高度差，此時，金屬格區域2的金屬布線層構成金屬格圖案，之后進行光刻處理，其中光刻處理包括涂覆底部抗反射層、涂覆光刻膠、旋涂顯影液、曝光、顯影、刻蝕等，由于封閉式臺階的存在，位于臺階處的底部抗反射圖層會產生堆積從而引起均勻性問題；

步驟a2、沉積金屬鋁層，采用一第二光罩7對金屬鋁層進行刻蝕，如圖3所示，為第二光罩7的示意圖，陰影部分為刻蝕窗口，該刻蝕窗口形狀與金屬格區域2和分立區域4對應，刻蝕后，去除金屬格區域2和分立區域4的金屬鋁層，分立區域4的臺階沒有被剩余的金屬鋁層完全包裹，此時，關于金屬格圖案生成的工藝結束。

在晶粒中心形成規則金屬格圖案時，之后進行光刻處理，由于封閉式臺階的存在，位于臺階處的底部抗反射圖層會產生堆積，在進行光刻處理時顯影液容易回彈而堆積在金屬格邊沿區域，再經過蝕刻后金屬格邊沿區域關鍵尺寸偏大，金屬格邊沿區域關鍵尺寸均勻性不好會導致顏色異常的缺陷。目前生產線采用的手段是加長蝕刻時間，通過加長蝕刻時間，能夠使金屬格邊沿區域關鍵尺寸符合設計要求，但會導致金屬格區域關鍵尺寸偏小，而且由于蝕刻機臺的差異和蝕刻速度不固定，如果蝕刻速度偏低產品還是會受到影響。因此，通過加長蝕刻時間并不能從根本上解決問題，最終產品還是會受到影響。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明涉及一種優化光罩設計改善關鍵尺寸均勻性的方法。

本發明采用如下技術方案：