[發明專利]超高深寬比圖形的光刻工藝方法

有效

• 申請號: 202110011356.5
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112731775B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 程宇;紀明岐;朱至淵;李玉華;吳長明;姚振海;金樂群
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦健

本發明公開了一種超高深寬比圖形的光刻工藝方法，對光刻圖形采用以雙重曝光技術為基礎，同時采用單次曝光對焦增強技術對圖形進行曝光，最后形成超高深寬比的圖形。本發明通過雙重曝光技術及單次曝光對焦增強技術的疊加效應，結合強力曝光后烘烤，將兩次曝光的投影疊加在一起，最終形成了超高深寬比的光刻圖形。

技術領域

本發明涉及半導體器件制造領域，特別是指一種超高深寬比圖形的光刻工藝方法。

背景技術

接觸式圖像傳感器（Contact?image?sensor，簡稱?CIS）是由一排與掃描原稿寬度相同的光電傳感陣列、?LED光源陣列和柱狀透鏡陣列等部件組成一種新興圖像傳感器。這些部件全部集成在一個條狀方形盒內，不需要另外的光學附件，沒有調整光路和景深等問題，其結構簡單、體積小、應用方便。在一些應用場合，CIS傳感器比CCD或COMS等傳感器有無法比擬的優點。它采用觸點式感光元件（光敏傳感器）進行感光，在掃描平臺下1mm～2mm處，300～600個紅、綠、藍三色LED（發光二極管）傳感器緊緊排列在一起，產生白色光源，取代了CCD掃描儀中的CCD陣列、透鏡、熒光管和冷陰極射線管等復雜機構，把CCD掃描儀的光、機、電一體變成CIS掃描儀的機、電一體。在傳真機、掃描儀、紙幣清分兌零等領域應用非常廣泛。

CIS工藝中用于像素區隔離的層次，其深寬比需求往往超過10:1，如圖1所示，是某一CIS工藝中形成的深溝槽的顯微圖。其中代表層次PXHP(P型高壓隔離阱)在90nm節點工藝的CIS中深寬比為8:1，65nm節點工藝的CIS中深寬比已經提高到12:1，如圖2所示，隨著CIS工藝不斷發展，要求其深寬達到15:1甚至更高。

而受制于空間像的工藝窗口限制，普通光刻膠單次曝光的高寬比極限是4:1，CIS光刻膠單次曝光的高寬比極限8:1。

CIS采取DET(Double?Exposure?Technique，雙重曝光技術)，DET可以突破一次曝光本身景深DOF所受限制，如圖3所示，使DOF變大，增加工藝窗口，理論最大高寬比極限16:1。

曝光次數過多會影響產線上的吞吐量，降低生產效率，理論上不采取三次曝光。

啟用單次曝光聚焦增強EFESE(Enabling?Focus?Enhancement?With?SingleExposure)技術,用于提高DOF(Depth?of?Focus，景深),但同時會犧牲EL(Exposurelatitude,?曝光寬容度),而且還需要機臺配備該功能。

晶圓承臺繞X軸產生傾斜，相當于拉長投影?，同時犧牲對比度。

EFESE?FR(Focus?range，對角范圍)越大，DOF越大,EL越小，同時MEEF（掩模誤差增強因子，Mask?Error?Enhancement?Factor，被定義為晶圓上光刻膠線寬（CD?wafer）隨掩模上圖形線寬（CD?mask）變化的斜率）也會上升。

另一種方法是使用德國默克公司的收縮材料，如圖4所示，先做出一定深寬比的圖形，然后涂收縮材料涂層，曝光后烘烤PEB去除多余的材料，可以獲得更高深寬比的圖形，得到超出當前條件工藝極限的間隙CD。這種方法也需要機臺配備獨立單元,且需考慮與其他材料同圖層及漏區的兼容性問題。

還有一種方法是，高強沖洗材料，顯影后增加高強沖洗材料沖洗及去離子水沖洗,降低表面張力,增加圖形的倒塌工藝窗口，這種方式也需要機臺配備獨立單元。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種超高深寬比圖形的光刻工藝方法，利用現有的機臺設備形成高深寬比的圖形。

為解決上述問題，本發明所述的一種超高深寬比圖形的光刻工藝方法，包含：

對光刻圖形采用以雙重曝光技術為基礎，同時采用單次曝光對焦增強技術對圖形進行曝光，最后形成超高深寬比的圖形。