CN104020638A - 掩膜板图形的形成方法和光刻及刻蚀方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种掩膜板图形的形成方法，在掩膜板上的线条之间形成填充部，所述填充部覆盖相邻线条之间的间隙并向相邻线条的排列方向延伸。将所述填充部与所述线条组合形成用以双次曝光技术中一次曝光的第一图形，并将所述填充部作为用以双次曝光技术中另一次曝光的第二图形。此方法由于填充了间隙及其周围区域，使得形成的第二图形面积较大，很大程度上减轻了光学临近效应的影响。本发明还提供一种光刻及刻蚀方法，利用分离出的第一图形和第二图形分别曝光，得以在基底上形成较好的成像。

Description

掩膜板图形的形成方法和光刻及刻蚀方法

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种掩膜板图形的形成方法和光刻及刻蚀方法。

背景技术

近年来，随着半导体技术的不断进步，器件的功能也不断强大。然而随之而来的是，器件的特征尺寸越来越小，制造难度也与日俱增。对于复杂的电路布图，器件和导线在掩膜版上的尺寸越来越小，并趋近曝光系统的理论极限，因此，光刻后基底表面的成像将产生严重的畸变，即产生光学临近效应(OpticalProximity Effect，OPE)。随着光刻技术逐渐面临更高的要求和挑战，双重图形技术(Double Patterning Technology，DPT)作为最新提出的光刻分辨率增强技术(Resolution Enhancement Technology，RET)，在45nm及以下节点设计制造的重要性已越来越突出，并获得业界的广泛青睐。

双重图形被当作是一种能够使本已很难再降低的k1因子(表征光刻工艺复杂度的参数)得以继续减小的主流方案，它的原理是将一套高密度的掩膜图形分解成两套分立的、密度低一些的图形，然后分别将它们通过曝光印制到目标基底上，即可在很大程度上减小光学临近效应带来的损害。

针对不同的掩膜版图形，业界有不同的图形形成方法。如图1所示，在掩膜版上的两根线条20之间存在较为狭窄的间隙10时，通常不直接将两根线条20分离到两个图形上，而是将两根线条20连接合并后分到第一分离图形上(如图2A所示)，用于第一次曝光，以在基底上仅形成一根连续线条20’，然后将分离前两根线条20之间的间隙10做成垂直于前述线条20的竖条20’’分到第二分离图形上(如图2B所示)，用于通过第二次曝光将线条20’分开。

然而，当两根线条20之间的间隙10过于狭窄时，竖条20’’的尺寸也会非常狭小，如此一来，在光刻时的工艺窗口过小时，光学临近效应对所述竖条20’’造成的影响非常大，第二分离图形在基底上产生的成像往往如图2C所示，即产生了严重的畸变，进而影响光刻的精准度。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种掩膜板图形的形成方法，适用于双次曝光技术，包括

提供一掩膜板图形，所述掩膜版图形包含多个间隔分布的线条；

形成填充部，所述填充部覆盖相邻线条之间的间隙并向相邻线条的排列方向延伸；

将所述填充部与所述线条组合形成用以双次曝光技术中一次曝光的第一图形；以及

将所述填充部作为用以双次曝光技术中另一次曝光的第二图形；

在所述第一图形和第二图形中，其中一个图形为透光图形，另一个图形为不透光图形。

可选的，所述间隙是沿同一直线排列的两个线条之间的间隙。

可选的，所述间隙的宽度小于等于65nm。

可选的，所述第一图形为不透光图形，所述第二图形为透光图形。

可选的，所述第一图形为透光图形，所述第二图形为不透光图形。

本发明还提供了一种光刻及刻蚀方法，采用所述的掩膜板图形的形成方法形成的掩膜板图形，所述光刻及刻蚀方法包括以下步骤：

采用第一图形对一基底进行双次曝光技术中一次曝光，并对所述基底进行显影及刻蚀；以及

采用第二图形对所述基底进行双次曝光技术中另一次曝光，并对所述基底进行显影及刻蚀。

可选的，采用第一图形进行第一次曝光，采用第二图形进行第二次曝光；或者，采用第一图形进行第二次曝光，采用第二图形进行第一次曝光。

本发明还提供了一种光刻及刻蚀方法，采用所述的掩膜板图形的形成方法形成的掩膜板图形，所述光刻及刻蚀方法包括以下步骤：

采用第一图形对一基底进行双次曝光技术中一次曝光；

采用第二图形对所述基底进行双次曝光技术中另一次曝光；以及

对所述基底进行显影及刻蚀。

可选的，采用第一图形进行第一次曝光，采用第二图形进行第二次曝光；或者，采用第一图形进行第二次曝光，采用第二图形进行第一次曝光。

相比于现有技术，本发明提供的掩膜板图形的形成方法，在掩膜板上的线条之间形成填充部，所述填充部覆盖相邻线条之间的间隙并向相邻线条的排列方向延伸。将所述填充部与所述线条组合形成用以双次曝光技术中一次曝光的第一图形，并将所述填充部作为用以双次曝光技术中另一次曝光的第二图形。此方法由于填充了间隙及其周围区域，使得形成的第二图形面积较大，很大程度上减轻了光学临近效应的影响。本发明还提供一种光刻及刻蚀方法，利用分离出的第一图形和第二图形分别曝光，得以在基底上形成较好的成像。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的掩膜板图形。

图2A为现有技术中掩膜板分离方法分离出的第一分离图形。

图2B为现有技术中掩膜板分离方法分离出的第二分离图形。

图2C为现有技术中采用第二分离图形曝光后在基底上产生的图形。

图3为本发明一实施例所述掩膜板图形的形成方法的流程图。

图4为本发明一实施例所述掩膜板图形的形成方法中小于65nm间隙的选择示意图。

图5为本发明一实施例所述掩膜板图形的形成方法中形成填充部后的示意图。

图6A为本发明一实施例所述掩膜板图形的形成方法形成出的第一图形。

图6B为本发明一实施例所述掩膜板图形的形成方法形成出的第二图形。

具体实施方式

如图3所示，本发明提供的掩膜板图形的形成方法包含如下步骤：

提供一掩膜板图形，所述掩膜版图形包含多个间隔分布的线条；

形成填充部，所述填充部覆盖相邻线条之间的间隙并向相邻线条的排列方向延伸；

将所述填充部与所述线条组合形成用以双次曝光技术中一次曝光的第一图形；以及

将所述填充部作为用以双次曝光技术中另一次曝光的第二图形；

在所述第一图形和第二图形中，其中一个图形为透光图形，另一个图形为不透光图形。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本实施例提供的掩膜板图形的形成方法适用于双次曝光技术。

首先，如图1所示，提供掩膜板图形，所述掩膜板图形包含多个间隔分布的线条20，多个所述线条20之间具有间隙10。具体的，如果线条20为透光部，则间隙10为不透光部，反之，如果线条20为不透光部，则间隙10为透光部。

然后，形成填充部30，所述填充部30覆盖相邻线条20之间的间隙10并向相邻线条20的排列方向延伸，如图5所示。在本实施例中，所述间隙10是沿同一直线排列的两个线条20之间的间隙，填充部30向相邻线条20的排列方向延伸后，其边缘与相邻线条20的边缘重合。在本实施例中，并不填充掩膜板图形上的所有的间隙10，而仅选择较小的间隙10进行填充，因为光学临近效应对较大间隙的影响不会太大，因此不需要利用第二图形将所述较大间隙分开，所述较大间隙可以直接在第一图形上与线条20分开。例如，仅选择宽度小于65nm的间隙10及其周围区域进行填充，因为在后续曝光时，光学临近效应对65nm以上的间隙造成的影响不大。如图4所示，在提供掩膜板图形后，首先选择出掩膜板图形上小于65nm的间隙10，即图4所示虚线框中的线条间隙，再填充所述间隙10及其周围区域。

形成如图5中所示的填充部30后，将填充部30与线条20组合形成第一图形，如图6A所示。组合时，与填充部30跟与其相邻的线条的边界融合形成整体，然后与掩膜板图形上的其他线条10一起形成用以双次曝光技术中一次曝光的第一图形。

然后，将所述填充部30作为用以双次曝光技术中另一次曝光的第二图形，如图6B所示。如果所述第一图形为不透光图形，则所述第二图形为透光图形。如果所述第一图形为透光图形，则所述第二图形为不透光图形。在本实施例的图示中，所述第一图形为不透光图形，所述第二图形为透光图形。

下面分别详细说明两种利用本发明分离出的第一图形和第二图形进行的光刻及刻蚀方法。

在双重图形技术中，光刻和刻蚀的顺序有两种，即“光刻-光刻-刻蚀”和“光刻-刻蚀-光刻-刻蚀”。

若采用“光刻-光刻-刻蚀”的顺序，则方法如下：

采用第一图形对一基底进行双次曝光技术中一次曝光；

采用第二图形对所述基底进行双次曝光技术中另一次曝光；以及

对所述基底进行显影及刻蚀。

如本实施例的图示，所述第一图形为不透光图形，所述第二图形为透光图形。此时，所述基底上具有涂覆的光刻胶，在本实施例为正胶，因此，采用第一图形对基底曝光后，第一图形以外区域的光刻胶变得可溶；采用第二图形对基底曝光后，在基底上未能变得可溶的光刻胶中，前述填充部30的区域被曝光而变得可溶。最后对所述基底进行显影，即可同时去除经两个曝光后变得可溶的光刻胶，并在基底上形成线条和间隙，为后续的刻蚀提供可良好的图形。当然，两次曝光的顺序可任意选择，本发明不作限制，即也可先采用第二图形对基底曝光，在采用第一图形对基底曝光。

若采用“光刻-刻蚀-光刻-刻蚀”的顺序，则方法如下：

采用第一图形对一基底进行双次曝光技术中一次曝光，并对所述基底进行显影及刻蚀；以及

采用第二图形对所述基底进行双次曝光技术中另一次曝光，并对所述基底进行显影及刻蚀。

如本实施例的图示，所述第一图形为不透光图形，所述第二图形为透光图形。所述基底上具有涂覆的光刻胶，本实施例中为正胶，此时，采用第一图形对基底进行第一次曝光后，第一图形以外区域的光刻胶变得可溶；然后进行第一次显影和第一次刻蚀，即去除经第一次曝光后变得可溶的光刻胶后进行刻蚀；采用第二图形对基底进行第二次曝光后，在基底上剩余的光刻胶中，前述填充部30的区域被曝光而变得可溶，之后对所述基底进行第二次显影，进一步去除经第二次曝光后变得可溶的光刻胶，再进行第二次刻蚀。此方法经过两次的刻蚀而在基底上形成最终图形。当然，两次曝光的顺序可任意选择，本发明不作限制，即也可先采用第二图形对基底曝光，在采用第一图形对基底曝光。

由于填充部30的区域包含了间隙10和其周围的区域，因此反应到第二图形上，即相比于现有技术而言增大了第二次曝光时的工艺窗口，减小了光学临近效应对曝光带来的不利影响。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种掩膜板图形的形成方法，适用于双次曝光技术，其特征在于，包括：

提供一掩膜板图形，所述掩膜版图形包含多个间隔分布的线条；

形成填充部，所述填充部覆盖相邻线条之间的间隙并向相邻线条的排列方向延伸；

将所述填充部与所述线条组合形成用以双次曝光技术中一次曝光的第一图形；以及

将所述填充部作为用以双次曝光技术中另一次曝光的第二图形；

在所述第一图形和第二图形中，其中一个图形为透光图形，另一个图形为不透光图形。

2.如权利要求1所述的掩膜板图形的形成方法，其特征在于：所述间隙是沿同一直线排列的两个线条之间的间隙。

3.如权利要求2所述的掩膜板图形的形成方法，其特征在于：所述间隙的宽度小于等于65nm。

4.如权利要求1所述的掩膜板图形的形成方法，其特征在于：所述第一图形为不透光图形，所述第二图形为透光图形。

5.如权利要求1所述的掩膜板图形的形成方法，其特征在于：所述第一图形为透光图形，所述第二图形为不透光图形。

6.一种光刻及刻蚀方法，采用如权利要求1-5任意一项所述的掩膜板图形的形成方法形成的掩膜板图形，所述光刻及刻蚀方法包括以下步骤：

采用第一图形对一基底进行双次曝光技术中一次曝光，并对所述基底进行显影及刻蚀；以及

采用第二图形对所述基底进行双次曝光技术中另一次曝光，并对所述基底进行显影及刻蚀。

7.如权利要求6所述的光刻及刻蚀方法，其特征在于：采用第一图形进行第一次曝光，采用第二图形进行第二次曝光；或者，采用第一图形进行第二次曝光，采用第二图形进行第一次曝光。

8.一种光刻及刻蚀方法，采用如权利要求1-5任意一项所述的掩膜板图形的形成方法形成的掩膜板图形，所述光刻及刻蚀方法包括以下步骤：

采用第一图形对一基底进行双次曝光技术中一次曝光；

采用第二图形对所述基底进行双次曝光技术中另一次曝光；以及

对所述基底进行显影及刻蚀。

9.如权利要求8所述的光刻及刻蚀方法，其特征在于：采用第一图形进行第一次曝光，采用第二图形进行第二次曝光；或者，采用第一图形进行第二次曝光，采用第二图形进行第一次曝光。