專利名稱：掩模版圖、掩模版制造方法和掩模版圖校正方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學鄰近校正技術，尤其是掩模版圖、掩模版制造方法和掩模版圖校 正方法。
背景技術：
隨著集成電路的日益發(fā)展，設計尺寸越來越小。由于存在光的衍射和干涉現象，在 制作掩模版的過程中，掩模版的圖形與相應的設計圖形之間存在一定的變形和偏差，而這 種變形和偏差進一步地通過掩模版投射到產品上，從而影響到產品的品質，降低產品的良率。現有的掩模版制造方法通常包括以下步驟首先，對硅片進行清洗處理，使硅片表 面清潔且干燥，從而能與光刻膠很好地粘附；接著，將光刻膠均勻地涂布于硅片表面，并對 硅片進行前烘，以使其中的溶劑揮發(fā)；接著，根據設計圖形，對硅片進行選擇曝光；然后，通 過顯影選擇性地除去光刻膠，并腐蝕光刻膠層上出現的金屬蒸發(fā)層，以及進行去膠處理，從 而最終獲得與設計圖形相對應的掩模版。由于光學鄰近效應的存在，在掩模版制作過程中，所形成的掩模版圖形相對于設 計圖形會存在失真，且這種失真對產品尺寸及性能帶來較大的影響。參考圖1，首先，根據接 觸孔類型的設計圖形100制作掩模版110，由于存在光學鄰近校正，制作形成的掩模版110 相較于設計圖形100而言存在偏差；具體來說，在掩模版110四周的拐角處存在拐角變圓的 現象。接著，通過掩模版110形成產品120時，實際曝光形成的產品120具有關鍵尺寸D1， 而根據設計圖形100所計算的期望產品130具有關鍵尺寸D2，并且，由于掩模版110相較 于設計圖形100的失真，使得關鍵尺寸Dl小于關鍵尺寸D2。而產品的實際關鍵尺寸，即實 際尺寸，與期望的關鍵尺寸，即期望尺寸，之間的差異還會隨著設計圖案空間周期分布的差 別而產生變化。并且，隨著空間周期的減小，實際尺寸與期望尺寸之間差異越來越大；對于 密集型圖形，例如空間周期小于140nm的圖形，產品的實際尺寸與期望尺寸之間的差異達 到6nm以上；對于孤立性圖形，例如空間周期大于300nm的圖形，實際尺寸與期望尺寸之間 的差異也達到3nm。這種關鍵尺寸的差異嚴重地影響到產品的性能。在現有技術中，對于掩模版圖形差異所帶來的產品尺寸失真，工程師僅能通過對 掩模版進行曝光以形成產品并測量產品的實際尺寸，以及比較產品的實際尺寸與期望尺寸 而獲知，并在此基礎上，根據比較結果，對掩模版中圖像的尺寸進行調整，從而獲得理想的 產品。然而這種反復曝光、測量、比較和調整的工藝過程往往需要耗費大量的人力以及時 間，極大地阻礙了生產的進度，降低了半導體產品的生產效率。
發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題是由于掩模版制作過程中的曝光失真導致產品關鍵尺寸 偏離期望尺寸，且需要通過反復曝光、測量、比較和調整的工藝過程對其進行修正。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種掩模版制造方法，包括提供掩模版圖形，其中，所述掩模版圖形包括設計圖形和至少一個輔助圖形，所述輔助圖形的尺寸不超過 曝光分辨率，并且所述輔助圖形在曝光之后形成對所述設計圖形的曝光損失進行補償的區(qū) 域；根據所述掩模版圖，制作掩模版。本發(fā)明還提供了一種掩模版圖，包括設計圖形，用于根據曝光顯影工藝以形成產 品圖形；其中，所述掩模版圖還包括輔助圖形，具有不超過曝光分辨率的尺寸，并且在曝 光之后形成對所述設計圖形的曝光損失進行補償的區(qū)域。本發(fā)明還提供了一種掩模版圖校正方法，用于修正由于掩模版圖相較于設計圖形 所產生的面積減小的失真，包括在設計圖形中設置輔助圖形，所述輔助圖形的尺寸不超過 曝光分辨率，且所述輔助圖形在曝光之后形成補償區(qū)域，用于修正所述設計圖形由于失真 所帶來的面積減?。粚Πㄋ鲈O計圖形和所述輔助圖形的所述掩模版圖進行光學鄰近校 正。與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點通過對所述設計圖形的曝光失真進行補 償，有效地減少了產品的關鍵尺寸與期望尺寸的差距，簡化了校正步驟，節(jié)省了大量人力和 時間，節(jié)約了生產成本。
圖1是現有技術流程中，設計圖形、掩模版、產品的結構示意圖；圖2是本發(fā)明掩模版制造方法一種實施方式的流程示意圖；圖3是圖2所示步驟Sl 一種實施方式的流程示意圖；圖4-圖10是應用圖2所示步驟Sl 一種具體實施例的剖面示意圖；圖11是輔助圖形經過曝光之后形成補償的版圖示意圖；圖12是圖2所示步驟S2 —種實施方式的流程示意圖；圖13是本發(fā)明掩模版圖一種實施方式的結構示意圖；圖14是本發(fā)明掩模版圖一種具體實施例的結構示意圖；圖15是本發(fā)明掩模版圖另一種具體實施例的結構示意圖；圖16是未應用圖15所示掩模版圖具體實施例以及應用未應用圖15所示掩模版 圖具體實施例進行曝光，所獲得的兩種產品的關鍵尺寸與期望尺寸的曲線示意圖；圖17是本發(fā)明掩模版圖校正方法一種實施方式的流程示意圖。
具體實施例方式發(fā)明人經過長時間的實踐經驗，提出了一種掩模版制造辦法，根據設計圖形構建 出輔助圖形，所述輔助圖形的曝光結果對所述設計圖形的曝光結果構成補償，并基于所述 輔助圖形與所述設計圖形提供了一種掩模版以及掩模版圖校正方法，從而使得當利用所述 掩模版進行曝光時，能夠獲得其關鍵尺寸更接近于期望尺寸的產品，更有效地實現設計圖 形的轉移。本發(fā)明減少甚至避免了由于所述設計圖形的曝光失真而導致需要對實際產品反 復進行測量、比較和調試的校正過程，節(jié)省了大量的時間和人力，提高了生產效率，節(jié)約了 生產成本。下面結合具體實施例和附圖，對本發(fā)明實施方式進行進一步說明。參考圖2，本發(fā)明提供了一種掩模版制造方法，包括步驟Si，提供掩模版圖形，其中，所述掩模版圖形包括設計圖形和至少一個輔助圖形，所述輔助圖形的尺寸不超過曝光 分辨率，并且所述輔助圖形在曝光之后形成對所述設計圖形的曝光損失進行補償的區(qū)域; 步驟S2，根據所述掩模版圖，制作掩模版。具體地，參考圖3，步驟Sl可包括步驟S11，基于設計圖形形成位于所述設計圖形 內部的輔助圖形，所述輔助圖形的尺寸不超過曝光分辨率，并且所述輔助圖形的曝光結果 對所述設計圖形的曝光結果構成補償；步驟S12，根據所述設計圖形和所述輔助圖形，形成 掩模版圖形。其中，當對所述設計圖形進行曝光時，經過所述設計圖形的光波形成一定的光學 效應，使得設計圖形的曝光結果相對于所述設計圖形存在著一定的變形。在此基礎上，基于 所述設計圖形形成輔助圖形，由于經過曝光后，輔助圖形的曝光結果相對于所述輔助圖形 也產生一定的變形。為了實現對所述設計圖形曝光結果的補償，可形成所述輔助圖形，并利 用其曝光結果所產生的失真對所述設計圖形曝光結果所產生的失真進行補償。在一種具體實施方式
中，可在所述設計圖形中，設置相對于所述設計圖形的中心 呈中心對稱的輔助圖形，所述輔助圖形的尺寸不超過曝光分辨率。其中，可采用相反曝光類型的光刻膠層作為掩模進行刻蝕，形成所述設計圖形以 及位于所述設計圖形內部的輔助圖形，使得所述設計圖形與所述輔助圖形呈相反的透光類 型。在步驟Sl的具體實施例中，依次參考圖4至圖10，首先，形成覆蓋硅片200表面的 抗腐蝕層201 ；接著，在抗腐蝕層201上涂覆正性光刻膠，形成正性光刻膠層202 ；接著，對正性光刻膠層202進行曝光顯影；接著，在抗腐蝕層201和正性光刻膠層202上涂覆負性光刻膠層203 ；接著，對負性光刻膠層203進行曝光顯影；然后，以顯影后的正性光刻膠層202和負性光刻膠層203為掩膜，刻蝕抗腐蝕層 201，形成掩模版圖形；最后，去除正性光刻膠層202以及負性光刻膠層203。其中，所述抗腐蝕層材料可為鉻(Cr)；所述正性光刻膠的材料可為四甲基氫氧化 銨(TMAH)；所述負性光刻膠材料可為聚甲基丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸縮水甘油酯一丙烯 酸乙酯共聚?？涛g工藝步驟中，可采用干法刻蝕，例如，可采用以金屬鋁(Al)離子為刻蝕劑 的等離子體刻蝕。上述具體的材料選取、刻蝕方法以及相應的刻蝕工藝參數均可由本領域 技術人員根據實際生產情況進行設置和調換，不應對本發(fā)明思路造成限制。由于采用具有相反曝光類型的光刻膠層作為掩模，形成了所述設計圖形以及位于 所述設計圖形內部的輔助圖形，使得所述設計圖形與所述輔助圖形具有相反的透光類型。 當對所述設計圖形與所述輔助圖形進行曝光之后，兩者所產生失真的趨向恰好相反，從而 使所述輔助圖形的失真對所述設計圖形的失真進行補償。具體來說，參考圖11，對由所述設計圖形301和所述輔助圖形302的掩模版圖形進 行曝光之后，由于存在拐角變圓效應，所述設計圖形的曝光結果311中四個邊角產生弧化， 使得所述設計圖形的曝光結果相對于所述設計圖形的面積有所減少，而同時，所述輔助圖 形的曝光結果312中其四個邊角也產生了弧化，并且這種弧化實際上增加了所述曝光結果的總面積，也就是說，對所述設計圖形經曝光后所損失的面積形成了補償。由于基于掩模版 的曝光所獲得的產品圖形的關鍵尺寸正比于掩模版圖形實際的曝光面積有關，因此，通過 輔助圖形曝光后所形成的補償區(qū)域，可減少甚至消除由于掩模版設計圖形的曝光失真所產 生的產品誤差。在其它實施方式中，可將所述輔助圖形設置為正方形、矩形、圓形、不規(guī)則多邊形 中的一種或多種形狀；所述輔助圖形可與所述設計圖形具有相同的形狀，也可為不同的形 狀。在具體實施例中，用于制作接觸孔的掩模版圖中的設計圖形可采用正方形或矩形，所述 輔助圖形可為位于所述設計圖形中心且具有小于曝光分辨率尺寸的小正方形或矩形。此外，還可在一個設計圖形中設置一個或多個輔助圖形，例如，在一個設計圖形中 設置兩個相對于所述設計圖形中心對稱的輔助圖形。當一個所述設計圖形中僅包括一個所 述輔助圖形時，所述輔助圖形的中心位于所述設計圖形的中心處；當一個所述設計圖形包 括多個所述輔助圖形時，所述輔助圖形的中心相對于所述設計圖形的中心呈中心對稱。步驟S2可采用現有的任一種掩模版制造方法，其具體步驟及相關工藝參數的設 置不應對本發(fā)明思路造成限制。例如，參考圖12，在一種具體實施方式
中，步驟S2可包括 步驟S120，硅片清洗處理；具體來說，可用濃硫酸煮，以使硅片表面清潔，并通過去離子水 沖洗以及烘干，使硅片表面干燥，從而能和光刻膠很好地粘附。步驟S121，將光刻膠均勻地 涂布于硅片表面。步驟S122，對硅片進行前烘，以使其中的溶劑揮發(fā)；例如，可在80-110°C 下將硅片前烘5-10分鐘。步驟S123，根據所述掩模版圖，對硅片進行選擇曝光；本領域技 術人員可根據實際生產和設計要求，采用現有的曝光系統(tǒng)以及曝光光線，根據所述掩模版 圖對硅片進行曝光，所選擇的曝光系統(tǒng)以及曝光光線不對本發(fā)明構思造成影響。步驟S1M， 顯影，即選擇性地除去光刻膠。步驟S125，腐蝕光刻膠層上出現的金屬蒸發(fā)層。步驟SU6， 去膠；具體來說，可采用濃硫酸煮沸，使膠層炭化脫落，然后用水沖洗。參考圖13，本發(fā)明實施方式還提供了 一種掩模版圖400，包括設計圖形401，用于 根據曝光顯影工藝以形成產品圖形；輔助圖形402，其尺寸不超過曝光分辨率，并且在曝光 之后形成對所述設計圖形401的曝光損失進行補償的區(qū)域。其中，輔助圖形402相對于所述設計圖形401的中心呈中心對稱，具體來說，所述 輔助圖形402的中心相對于所述設計圖形401的中心對稱。輔助圖形402的形狀可為正方 形、矩形、圓形、不規(guī)則多邊形中的一種或多種。其中，一個所述設計圖形中可包括一個或多個所述輔助圖形。當一個所述設計圖 形中僅包括一個所述輔助圖形時，所述輔助圖形的中心位于所述設計圖形的中心處；當一 個所述設計圖形包括多個所述輔助圖形時，所述輔助圖形的中心相對于所述設計圖形的中 心呈中心對稱。在一種具體實施方式
中，參考圖14，設計圖形500中包括兩個輔助圖形，分別是輔 助圖形501和輔助圖形502，輔助圖形501和輔助圖形502都為矩形，且兩者的尺寸小于曝
光分辨率。具體來說，所述輔助圖形與所述設計圖形為相反的透光類型，例如，當所述設計圖 形為透光型(Clear)，則所述輔助圖形為非透光型(Dark)；反之亦然。當基于由本發(fā)明掩模 版圖實施例所獲得的掩模版進行曝光時，由于所述輔助圖形與所述設計圖形為相反的透光 類型，所述輔助圖形所形成的曝光失真對所述設計圖形產生的曝光失真產生補償。
參考圖15，在本發(fā)明掩模版圖的具體實施例中，對于45nm的邏輯器件，其中，設計 圖形600為邊長90nm的正方形孔洞，且設計圖形600為透光型。為了使得產品尺寸與設計 圖形的尺寸相符，可在設計圖形600中設置邊長為25nm的輔助正方形610。此外，輔助正方 形610的中心位于設計圖形600的中心處，且輔助圖形610為非透光型。參考圖16，分別對僅包括設計圖形600而不包括輔助正方形610的掩模版圖，以 及包括了設計圖形600和輔助正方形610的掩模版圖進行曝光，后者所獲得的產品關鍵尺 寸的曲線702，較前者所獲得的產品關鍵尺寸的曲線701，更加接近于期望尺寸的曲線700。 也就是說，通過設置輔助圖形610，能夠有效地對設計圖形600的曝光失真進行補償，從而 使產品尺寸更加接近于期望尺寸。另外，參考圖17，本發(fā)明實施方式還提供了一種掩模版圖校正方法，用于修正由于 掩模版圖相較于設計圖形所產生的面積減小的失真，包括步驟S101，在設計圖形中設置 輔助圖形，所述輔助圖形的尺寸不超過曝光分辨率，且所述輔助圖形在曝光之后形成補償 區(qū)域，用于修正所述設計圖形由于失真所帶來的面積減小；步驟S201，對包括所述設計圖 形和所述輔助圖形的所述掩模版圖進行光學鄰近校正。相較于現有技術，本發(fā)明上述各實施方式通過構建輔助圖形，對掩模版圖形進行 構建或校正，使得采用所述掩模版圖進行曝光時，能夠形成補償區(qū)域，有效地對原有設計圖 形由于光學效應而產生的曝光失真進行修正，不僅大大簡化了校正步驟，節(jié)省了大量人力 和時間，節(jié)約了生產成本，而且以簡單的輔助圖形設置實現對掩模版圖形，尤其是接觸孔類 型的掩模版圖形的校正，提高了生產效率。雖然本發(fā)明已通過較佳實施例說明如上，但這些較佳實施例并非用以限定本發(fā) 明。本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，應有能力對該較佳實施例做出各 種改正和補充，因此，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書的范圍為準。
權利要求
1.一種掩模版制造方法，其特征在于，包括提供掩模版圖形，其中，所述掩模版圖形包括設計圖形和至少一個輔助圖形，所述輔助 圖形的尺寸不超過曝光分辨率，并且所述輔助圖形在曝光之后形成對所述設計圖形的曝光 損失進行補償的區(qū)域；根據所述掩模版圖，制作掩模版。
2.如權利要求1所述的掩模版制造方法，其特征在于，所述提供掩模版圖形包括基于設計圖形形成位于所述設計圖形內部的輔助圖形；根據所述設計圖形和所述輔助圖形，形成掩模版圖形。
3.如權利要求1所述的掩模版制造方法，其特征在于，所述設計圖形與所述輔助圖形 呈相反的透光類型。
4.如權利要求3所述的掩模版制造方法，其特征在于，所述設計圖形和所述輔助圖形 的形成通過采用具有相反曝光類型的光刻膠層為掩模進行刻蝕。
5.如權利要求1所述的掩模版制造方法，其特征在于，所述輔助圖形被設置為正方形、 矩形、圓形、不規(guī)則多邊形中的一種或多種形狀。
6.如權利要求5所述的掩模版制造方法，其特征在于，所述輔助圖形與所述設計圖形 具有相同的形狀。
7.如權利要求1所述的掩模版制造方法，其特征在于，一個所述設計圖形中包括一個 所述輔助圖形，所述輔助圖形的中心位于所述設計圖形的中心。
8.如權利要求1所述的掩模版制造方法，其特征在于，一個所述設計圖形中包括多個 所述輔助圖形，所述輔助圖形的中心相對于所述設計圖形的中心呈中心對稱。
9.一種掩模版圖，包括設計圖形，用于根據曝光顯影工藝以形成產品圖形；其特征在 于，所述掩模版圖還包括輔助圖形，具有不超過曝光分辨率的尺寸，并且在曝光之后形成 對所述設計圖形的曝光損失進行補償的區(qū)域。
10.如權利要求9所述的掩模版圖，其特征在于，所述設計圖形與所述輔助圖形呈相反 的透光類型。
11.如權利要求9所述的掩模版圖，其特征在于，所述輔助圖形為正方形、矩形、圓形、 不規(guī)則多邊形中的一種或多種形狀。
12.如權利要求11所述的掩模版圖，其特征在于，所述輔助圖形與所述設計圖形具有 相同的形狀。
13.如權利要求9所述的掩模版圖，其特征在于，一個所述設計圖形中包括一個所述輔 助圖形，所述輔助圖形的中心位于所述設計圖形的中心。
14.如權利要求9所述的掩模版圖，其特征在于，一個所述設計圖形中包括多個所述輔 助圖形，所述輔助圖形的中心相對于所述設計圖形的中心呈中心對稱。
15.一種掩模版圖校正方法，用于修正由于掩模版圖相較于設計圖形所產生的面積減 小的失真，包括在設計圖形中設置輔助圖形，所述輔助圖形的尺寸不超過曝光分辨率，且所述輔助圖 形在曝光之后形成補償區(qū)域，用于修正所述設計圖形由于失真所帶來的面積減?。粚Πㄋ鲈O計圖形和所述輔助圖形的所述掩模版圖進行光學鄰近校正。
全文摘要
一種掩模版圖、掩模版制造方法和掩模版圖校正方法，其中，所述掩模版圖包括用于根據曝光顯影工藝以形成產品圖形的設計圖形，還包括輔助圖形，具有不超過曝光分辨率的尺寸，并且在曝光之后形成對所述設計圖形的曝光損失進行補償的區(qū)域。本發(fā)明通過設置輔助圖形，有效地對所述設計圖形的曝光失真進行補償，從而使所獲得的產品的關鍵尺寸愈加接近于期望尺寸，并節(jié)約了大量進行比較和調試的時間和精力，提高了生產效率，節(jié)約了生產成本。
文檔編號G03F1/36GK102096308SQ20091020119
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權日2009年12月15日
發(fā)明者樸世鎮(zhèn) 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司