CN101592858B - 修正光刻胶图形误差的方法 - Google Patents
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Abstract
一种修正光刻胶图形误差的方法，包括下列步骤：根据密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的电路图形尺寸，依次执行第一光刻胶修剪步骤、第二光刻胶修剪步骤修剪光刻胶图形或依次执行第二光刻胶修剪步骤、第一光刻胶修剪步骤修剪光刻胶图形；检测所述光刻胶图形，若所述密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸差异超过跨栅距蚀刻偏差的范围，则重复上述步骤，其中，所述第一光刻胶修剪步骤与第二光刻胶修剪步骤中密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的蚀刻速率比较结果相反。所述修正光刻胶图形误差的方法减小了密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异，提高了光刻工艺的精度。
Description
技术领域
本发明涉及修正光刻胶图形误差的方法。
背景技术
目前，随着超大规模集成电路的发展，电路设计尺寸越来越小，特别是到了65nm以下的工艺时，电路的关键尺寸(CD，Critical Dimension)的变化对于器件性能的影响也越来越大，例如电路的关键尺寸变化会直接导致器件运行速度的变化。
由于受到曝光机台(optical exposure tool)的分辨率极限(resolution limit)的影响，在对这些光罩上的电路图形进行曝光工艺以进行图形转移时，便很容易产生光学临近效应(OPE，optical proximity effect)。美国专利US6042973揭露于光罩表面的多个集成电路图形边缘分别形成近似圆形的次解析栅栏(sub-resolution grating)，因此当该电路图形转移至晶圆时，该电路图形边缘的分辨率可以提高，然而该次解析栅栏并无法避免该电路图形转移时发生光学临近效应。因此，为了避免上述光学临近效应造成光罩图形转移失真，而无法将电路图形正确地转移至晶圆上，现行的半导体工艺均是先利用计算机系统来对该电路图形进行光学临近修正(OPC，optical proximity correction)，以消除光学临近效应，然后再依据修正过的电路图形制作光罩图形，形成于光罩上。因此，光学临近修正的基本原理就是对于电路图形进行预先的修改，使得修改的量正好能够补偿光学临近效应造成的缺陷，从而经过光学临近修正而形成的光罩图形转移到晶圆上后，就能达到曝光工艺的要求。
而由于电路的不同，相应的电路图形由于栅距(pitch)不同而会出现密集型(dense)和稀疏型(iso)两种图形分布情况。参照图1所示，所述密集型图形，即指图形10和图形10′的分布情况，其栅距较小，而所述稀疏型图形，即指图形11和图形11′的分布情况，其栅距较大。因此，虽然经过了光学临近修正，在进行曝光工艺后，分别位于密集型和稀疏型分布的相同电路图形，其所形成的光刻胶图形也会由于密集型和稀疏型栅距的不同而出现明显的尺寸差异，例如，可能对于密集型分布来说，其曝光工艺后形成的光刻胶图形的尺寸要大于稀疏型分布的光刻胶图形的尺寸。因此，在蚀刻后还会采用跨栅距蚀刻偏差(through-pitch etch bias)指标来对不同图形分布情况的变化差异来进行质量控制。而很多情况下，经过光学临近修正的电路图形会因为图形分布情况的不同，而使得在蚀刻工艺后形成的器件超出跨栅距蚀刻偏差的范围，因而影响整个光刻工艺的精度。
发明内容
本发明提供一种修正光刻胶图形误差的方法，解决现有技术由于密集型分布和稀疏型分布的栅距不同而造成的光刻胶图形变化差异的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种修正光刻胶图形误差的方法，包括下列步骤：
根据密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的电路图形尺寸，依次执行第一光刻胶修剪步骤、第二光刻胶修剪步骤修剪光刻胶图形或依次执行第二光刻胶修剪步骤、第一光刻胶修剪步骤修剪光刻胶图形；
检测所述光刻胶图形，若所述密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸差异超过跨栅距蚀刻偏差的范围，则重复上述步骤，
其中，所述第一光刻胶修剪步骤与第二光刻胶修剪步骤中密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的蚀刻速率比较结果相反。
所述第一光刻胶修剪步骤包括：采用稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率快于密集型分布光刻胶图形蚀刻速率的蚀刻气体。所述蚀刻气体包括氯气和氧气的混合气体或者氯化氢和氧气的混合气体。
所述第二光刻胶修剪步骤包括：采用密集型分布光刻胶图形蚀刻速率快于稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率的蚀刻气体。所述蚀刻气体包括溴化氢和氧气的混合气体。
与现有技术相比，上述所公开的修正光刻胶图形误差的方法具有以下优点：通过依次采用两步对于密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率不同，且效果相反的光刻胶修剪步骤，减小了密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异，从而保证蚀刻后的器件能够满足跨栅距蚀刻偏差的要求，提高了光刻工艺的精度。
附图说明
图1是密集型分布图形和稀疏型分布图形的栅距示意图；
图2是本发明修正光刻胶图形误差的方法的一种实施方式流程图。
具体实施方式
本发明所公开的修正光刻胶图形误差的方法，通过依次采用两步对于密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率不同，且效果相反的光刻胶修剪步骤，减小了密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异，从而保证蚀刻后的器件能够满足跨栅距蚀刻偏差的要求，提高了光刻工艺的精度。
参照图2所示，本发明修正光刻胶图形误差的方法的一种实施方式包括下列步骤：
步骤s1，测量密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的电路图形尺寸；
步骤s2，所述稀疏型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸是否大于密集型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，若是则依次执行步骤s3、s3′、s5，若否则依次执行步骤s4、s4′、s5。
步骤s3，执行第一光刻胶修剪步骤，即采用稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率快于密集型分布光刻胶图形蚀刻速率的蚀刻气体蚀刻光刻胶图形；
步骤s3′，执行第二光刻胶修剪步骤，即采用密集型分布光刻胶图形蚀刻速率快于稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率的蚀刻气体蚀刻光刻胶图形；
步骤s4，执行第二光刻胶修剪步骤，即采用密集型分布光刻胶图形蚀刻速率快于稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率的蚀刻气体蚀刻光刻胶图形；
步骤s4′，执行第一光刻胶修剪步骤，即采用稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率快于密集型分布光刻胶图形蚀刻速率的蚀刻气体蚀刻光刻胶图形；
步骤s5，所述密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸差异是否超过跨栅距蚀刻偏差的范围，若是，则返回步骤s2，若否，则停止。
对于步骤s3和步骤s4′，所述蚀刻气体包括氯气和氧气的混合气体或者氯化氢和氧气的混合气体。
对于步骤s3′和步骤s4，所述蚀刻气体包括溴化氢和氧气的混合气体。
下面通过具体的例子对上述方法作进一步说明。
如前所述，虽然经过了光学临近修正，在进行曝光工艺后，分别位于密集型和稀疏型分布的相同电路图形，其所形成的光刻胶图形也会由于密集型和稀疏型栅距的不同而出现明显的尺寸差异。因而，本实施方式所述流程就是针对密集型和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异不符合技术要求的情况。
在对光刻胶图形进行修剪之前，先要确定合适的修剪步骤，即根据密集型和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异的情况选择相应的修剪步骤，首先执行步骤s1，测量密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的电路图形尺寸。本步骤的目的就是为了获得密集型和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异的情况，由于已假定所述密集型和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异不符合技术要求，因此对于密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形中的相同电路图形，存在以下两种情况：1)所述稀疏型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于密集型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，且不符合技术要求，即超出跨栅距蚀刻偏差的范围2)所述密集型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于稀疏型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，且不符合技术要求，即超出跨栅距蚀刻偏差的范围。
在获得了密集型和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异的情况后，执行步骤s2，所述稀疏型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸是否大于密集型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，若是则依次执行步骤s3、s3′、s5，若否则依次执行步骤s4、s4′、s5。若所述稀疏型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于密集型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，则说明在对光刻胶图形修剪的时候就需要多修剪稀疏型分布光刻胶图形。而若所述密集型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于稀疏型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，则说明在对光刻胶图形修剪的时候就需要多修剪密集型分布光刻胶图形。
如上所述，若所述稀疏型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于密集型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，则依次执行步骤s3、s3′、s5。步骤s3将使得稀疏型分布光刻胶图形被蚀刻掉的尺寸大于密集型分布光刻胶图形被蚀刻掉的尺寸。从而通过此步光刻胶修剪步骤进行补偿以缩小尺寸差异。
由于氯气和氧气的混合气体或者氯化氢和氧气的混合气体对于稀疏型分布光刻胶图形的蚀刻速率要快于对于密集型分布光刻胶图形的蚀刻速率，因此首先采用氯气和氧气的混合气体或者氯化氢和氧气的混合气体对于光刻胶图形进行蚀刻。以采用氯气和氧气的混合气体为例，一般采用等离子蚀刻的方法。将具有光刻胶图形的晶片放入所述等离子蚀刻装置中，通过等离子蚀刻装置的进气口引入氯气和氧气的混合气体，然后通过等离子蚀刻装置的上下两个电极产生电场，从而使得所述氯气和氧气的混合气体离子化，来对于所述光刻胶图形进行蚀刻。反应时可以通入保护气体，例如氦(He)。反应时的温度一般为40至60℃，例如40℃、44℃、48℃、52℃、56℃、60℃等。反应时间则根据步骤s1的测量结果来决定，例如，所述稀疏型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于密集型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，并且差异和跨栅距蚀刻偏差要求相差较大，则反应的时间就长些。
在第一步光刻胶修剪步骤完成后，进行步骤s3′。所述光刻胶修剪步骤将使得密集型分布光刻胶图形被蚀刻掉的尺寸大于稀疏型分布光刻胶图形被蚀刻掉的尺寸。从而，若在第一步光刻胶修剪步骤中，若对于稀疏型的光刻胶图形修剪过多造成密集型大于稀疏型的差超过跨栅距蚀刻偏差要求时，就能通过此步光刻胶修剪步骤进行补偿以缩小尺寸差异。
由于溴化氢和氧气的混合气体对于密集型分布光刻胶图形的蚀刻速率要快于对于稀疏型分布光刻胶图形的蚀刻速率，因此首先采用溴化氢和氧气的混合气体对于光刻胶图形进行蚀刻。以采用溴化氢和氧气的混合气体为例，一般采用等离子蚀刻的方法。将具有光刻胶图形的晶片放入所述等离子蚀刻装置中，通过等离子蚀刻装置的进气口引入溴化氢和氧气的混合气体，然后通过等离子蚀刻装置的上下两个电极产生电场，从而使得所述溴化氢和氧气的混合气体离子化，来对于所述光刻胶图形进行蚀刻。反应时可以通入保护气体，例如氦。反应时的温度一般为40至60℃，例如40℃、44℃、48℃、52℃、56℃、60℃等。反应时间也是根据步骤s1的测量结果来决定，例如，所述稀疏型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于密集型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，并且差异和跨栅距蚀刻偏差要求相差较大，则此步反应的时间就应短些，以避免使得差异进一步加大。
在完成第二步光刻胶修剪步骤后，就需要检测上述两步光刻胶修剪步骤是否达到效果，即是否使得密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的相同电路图形尺寸差异达到技术要求。执行步骤s5，所述密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸差异是否超过跨栅距蚀刻偏差的范围，若是，则返回步骤s2，若否，则停止。
即，若经过两步光刻胶修剪步骤后，发现密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异仍然超过所述跨栅距蚀刻偏差的范围，则应再次进行光刻胶修剪步骤，直到满足所述要求。即，发现仍然不能满足要求，则返回步骤s2，判断此时是所述稀疏型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于密集型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，还是所述密集型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于稀疏型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸。
假定此时是所述密集型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于稀疏型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，则执行步骤s4，采用密集型分布光刻胶图形蚀刻速率快于稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率的蚀刻气体蚀刻光刻胶图形。
由于溴化氢和氧气的混合气体对于密集型分布光刻胶图形的蚀刻速率要快于对于稀疏型分布光刻胶图形的蚀刻速率，因此首先采用溴化氢和氧气的混合气体对于光刻胶图形进行蚀刻。以采用溴化氢和氧气的混合气体为例，一般采用等离子蚀刻的方法。将具有光刻胶图形的晶片放入所述等离子蚀刻装置中，通过等离子蚀刻装置的进气口引入溴化氢和氧气的混合气体，然后通过等离子蚀刻装置的上下两个电极产生电场，从而使得所述溴化氢和氧气的混合气体离子化，来对于所述光刻胶图形进行蚀刻。反应时可以通入保护气体，例如氦。反应时的温度一般为40至60℃，例如40℃、44℃、48℃、52℃、56℃、60℃等。反应时间则根据所述差异和跨栅距蚀刻偏差要求的比较结果，若相差较大，则反应的时间就长些。
接下来，进行步骤s4′，采用稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率快于密集型分布光刻胶图形蚀刻速率的蚀刻气体蚀刻光刻胶图形。从而，若在上述光刻胶修剪步骤中，若对于密集型的光刻胶图形修剪过多造成稀疏型大于密集型的差超过跨栅距蚀刻偏差要求时，就能通过此步光刻胶修剪步骤进行补偿以缩小尺寸差异。
由于氯气和氧气的混合气体或者氯化氢和氧气的混合气体对于稀疏型分布光刻胶图形的蚀刻速率要快于对于密集型分布光刻胶图形的蚀刻速率，因此首先采用氯气和氧气的混合气体或者氯化氢和氧气的混合气体对于光刻胶图形进行蚀刻。以采用氯气和氧气的混合气体为例，一般采用等离子蚀刻的方法。将具有光刻胶图形的晶片放入所述等离子蚀刻装置中，通过等离子蚀刻装置的进气口引入氯气和氧气的混合气体，然后通过等离子蚀刻装置的上下两个电极产生电场，从而使得所述氯气和氧气的混合气体离子化，来对于所述光刻胶图形进行蚀刻。反应时可以通入保护气体，例如氦。反应时的温度一般为40至60℃，例如40℃、44℃、48℃、52℃、56℃、60℃等。反应时间也是根据上述比较结果来决定，例如，所述密集型分布光刻胶图形中电路图形的尺寸大于稀疏型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸，并且差异和跨栅距蚀刻偏差要求相差较大，则此步反应的时间就应短些，以避免使得差异进一步加大。
在完成后，仍应执行步骤s5作进一步检测。若经过光刻胶修剪步骤后，所述密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异仍然超过所述跨栅距蚀刻偏差的范围，则应再次进行光刻胶修剪步骤，直到满足所述要求。由于后续步骤已在上述描述中给出，此处就不再赘述了。
综上所述，上述所公开的修正光刻胶图形误差的方法，通过依次采用两步对于密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率不同，且效果相反的光刻胶修剪步骤，减小了密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的尺寸差异，从而保证蚀刻后的器件能够满足跨栅距蚀刻偏差的要求，提高了光刻工艺的精度。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (7)
1.一种修正光刻胶图形误差的方法，其特征在于，包括下列步骤：
根据测量得到的密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的电路图形尺寸，依次执行第一光刻胶修剪步骤、第二光刻胶修剪步骤修剪光刻胶图形或依次执行第二光刻胶修剪步骤、第一光刻胶修剪步骤修剪光刻胶图形；
检测所述光刻胶图形，若所述密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形中相同电路图形的尺寸差异超过跨栅距蚀刻偏差的范围，则重复上述步骤，
其中，所述第一光刻胶修剪步骤与第二光刻胶修剪步骤中密集型分布光刻胶图形和稀疏型分布光刻胶图形的蚀刻速率比较结果相反。
2.如权利要求1所述的修正光刻胶图形误差的方法，其特征在于，所述第一光刻胶修剪步骤包括：采用稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率快于密集型分布光刻胶图形蚀刻速率的蚀刻气体。
3.如权利要求2所述的修正光刻胶图形误差的方法，其特征在于，所述蚀刻气体包括氯气和氧气的混合气体或者氯化氢和氧气的混合气体。
4.如权利要求3所述的修正光刻胶图形误差的方法，其特征在于，所述蚀刻气体的反应温度为40至60℃。
5.如权利要求1所述的修正光刻胶图形误差的方法，其特征在于，所述第二光刻胶修剪步骤包括：采用密集型分布光刻胶图形蚀刻速率快于稀疏型分布光刻胶图形蚀刻速率的蚀刻气体。
6.如权利要求5所述的修正光刻胶图形误差的方法，其特征在于，所述蚀刻气体包括溴化氢和氧气的混合气体。
7.如权利要求6所述的修正光刻胶图形误差的方法，其特征在于，所述蚀刻气体的反应温度为40至60℃。
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