[發明專利]光刻層掩膜版的制備方法、離子注入方法

有效

• 申請號: 201911147979.4
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110850677B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 丁麗華;齊雪蕊;何大權;魏芳;朱駿;呂煜坤;張旭升
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G03F1/36
• 分類號: G03F1/36;G03F1/44
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陶金龍

本發明提供了一種光刻層掩膜版的制備方法、離子注入方法，本發明通過在有源區上方的光刻層掩膜版中增加輔助圖形，改變了有源區上方需要降低光透過率區域及其周圍的光強分布，從而減小光刻層掩膜的透過率，減弱反射光強度，使光刻的圖形少受或不受雜光的影響，有效的保護了光刻的圖形，使光刻工藝窗口得到有效增加。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種降低光刻掩膜透過率的光刻層掩膜版的制備方法及離子注入方法。

背景技術

隨著集成電路制造業的發展進入到45nm，28nm節點以后，對光刻領域的要求也是隨之增加，同時隨著設計尺寸的減小，硅片襯底的立體圖形結結構等正在成為減小光刻工藝窗口的關鍵因素。

硅片襯底的立體圖形影響主要來自有源區和隔離區的差別。隔離區一般為氧化硅材料，對248nm或者193nm的激光都是透明的。激光進入隔離區以后，在有源區底部和側壁形成反射和散射，導致光刻圖形失真，產生產品良率降低或器件漏電等品質問題。

傳統的做法一般是在硅片上面增加底部抗反射層，如一些有機化合物，或者氮化硅，氮氧化硅等吸光材料，使激光不能進入隔離區形成反射(或是很少量的光進入到隔離區)，添加底部抗反射層的層次，一般要經過一道刻蝕工序，將底部抗反射層打開，再繼續進行下一步工藝。在離子注入層工藝中，如果添加了底部抗反射層，一是增加刻蝕工序，對于相對多的離子注入層來說是一筆很大的支出，影響產品的利率；二是有源區表面會因為刻蝕造成表面的不平整性，影響器件性能；三是增加抗反射層以后，在經過抗反射層的刻蝕以后，必須有足夠的光阻厚度用來抵擋離子注入，這樣整體圖形的高寬比增加，對光刻工藝來說也是不利的。如圖1所示，為在硅片上失真的注入層圖形示意圖；從圖1中看到，箭頭L所指的注入層圖形中間位置的線寬變窄，注入層圖形邊界變得彎曲并且邊界模糊不規則，表現出失真缺陷。請參閱圖2，為對有源區進行離子注入的襯底結構示意圖，圖2中，底部有源區101和其上方的倒梯形有源區102，具有注入層圖形的光阻104位于由透明氧化硅材料形成的隔離區103上，注入層掩膜版106氧化硅玻璃位于光阻104上；其中，非離子注入區圖形105經光刻形成于光阻104中，非離子注入區圖形105下方的半導體襯底區域不離子注入，同樣，在注入層掩膜版106對應于非離子注入區圖形105的位置也有鉻金屬圖案107，注入層掩膜版106中的鉻金屬圖案107用于阻擋鉻金屬圖案107所在位置的入射光線，從而經曝光后，在光阻104中形成離子注入區圖案。從圖2中可以看到，在曝光時，當光線透過注入層掩膜版106后，進入到隔離區103，由于隔離區103為透明氧化硅材料，光線可以入射到隔離區103側壁并且進一步被反射到光阻104中非離子注入區圖形105所在位置，這樣，會造成光刻圖案的失真，使得光刻后的非離子注入區圖形變窄，而離子注入區圖形變寬，并且，這種光反射將導致所形成的非離子注入區域邊界不光滑、彎曲以及非離子注入區域寬窄不一致的弊端。從而導致離子注入圖案失真，影響期間性能。

現在普遍的做法是利用光學臨近修正手段，對離子注入層版圖做一系列的放大處理，但是在實際應用中，我們也發現并不是所有的圖形都可以利用單純的放大來處理。不同的有源區尺寸和距離，對離子注入層圖形的影響是不一致的，這就導致很難通過單純的規則式OPC修正手段來處理離子注入層版圖信息來幫助增加光刻工藝窗口。

在光學臨近修正中，散射條(scattering?bar)是光學臨近修正的常用手段之一，通過在半孤立和孤立圖形周圍添加亞分辨率輔助圖形，改善其光強分布，提高其成像質量。本發明借鑒了散射條的定義，利用在有源區周圍增加一系列的輔助圖形手段，改變離子注入層光罩在有源區附近的光強分布，減小其光透過率，減少激光進入隔離區以后在有源區側壁和底部形成反射和散射，削弱反射光對離子注入層圖形的影響，增加了光刻工藝窗口。

發明內容

為了克服以上問題，本發明旨在提供一種光刻層掩膜版的制備方法及離子注入方法，減小光刻層掩膜版的光透過率，減少對光刻層圖形的光反射效應。

為了達到上述目的，本發明提供了一種降低光透過率的光刻層掩膜版制備方法，其包括以下步驟：