一種提高二維圖形解析度的工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高二維圖形解析度的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體集成電路制造工藝的不斷進(jìn)步，線寬的不斷減少，半導(dǎo)體器件的面積正變得越來越小。半導(dǎo)體集成電路也從最初的集成電路到大規(guī)模集成電路，超大規(guī)模集成電路，直至今天的特大規(guī)模集成電路，其功能更為全面、強(qiáng)大?？紤]到工藝研發(fā)的復(fù)雜性、長期性和高昂的成本等等不利因素的制約，如何在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高器件的集成密度、縮小芯片的面積、以在同一枚硅片上盡可能多的得到有效芯片數(shù)，從而提高整體效益，越來越受到芯片設(shè)計(jì)者、制造商的重視。
[0003]在半導(dǎo)體集成電路制造工藝中，光刻技術(shù)無疑是其中最關(guān)鍵的一環(huán)。在進(jìn)行離子注入或刻蝕之前，需要通過光刻工藝形成光刻膠圖案，以預(yù)先定義出待刻蝕或離子注入的區(qū)域。因而，整個(gè)芯片工藝所能達(dá)到的最小尺寸是由光刻工藝決定的。
[0004]光刻工藝(photolithography)是半導(dǎo)體器件制造工藝中的一個(gè)重要步驟，該步驟利用曝光和顯影在光刻膠層上刻畫幾何圖形結(jié)構(gòu)，然后通過刻蝕工藝將光掩模上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上。
[0005]光刻工藝大致處理過程為:首先在掩模版上獲得特定的圖形結(jié)構(gòu)(如電學(xué)電路)，然后通過光學(xué)光刻設(shè)備將掩模版上的圖形復(fù)制到硅片上。然而，通過光學(xué)光刻產(chǎn)生圖形的過程會產(chǎn)生或多或少的失真，尤其是隨著線寬的不斷縮小，失真也愈加嚴(yán)重。典型地，如拐角變圓(Corner Rounding)或線端縮短(Line End Shortening)等現(xiàn)象。請參閱圖1以及圖2，圖1為預(yù)先設(shè)計(jì)的圖形，圖2為實(shí)際形成的圖形，對比圖1以及圖2能夠明顯看出，實(shí)際形成的圖形較預(yù)先設(shè)計(jì)的圖形，產(chǎn)生了拐角變圓以及線端縮短的問題。導(dǎo)致上述這些現(xiàn)象的原因是由于光學(xué)鄰近效應(yīng)(Optical Proximity Effect，簡稱ΟΡΕ)，光學(xué)鄰近效應(yīng)ΟΡΕ是由光學(xué)成像系統(tǒng)的非線性濾波所造成的。
[0006]綜上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需提供一種提高二維圖形解析度的工藝方法，避免圖形產(chǎn)生拐角變圓以及線端縮短的現(xiàn)象，防止圖形失真，提高二維圖形的解析度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的是提供一種提高二維圖形解析度的工藝方法，避免圖形產(chǎn)生拐角變圓以及線端縮短的現(xiàn)象，防止圖形失真，提高二維圖形的解析度。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種提高二維圖形解析度的工藝方法，包括以下步驟:
[0009]步驟S1、提供半導(dǎo)體硅片，所述半導(dǎo)體硅片上涂布有第一光刻膠層；其中，所述硅片從下往上依次包括襯底、待刻蝕層以及硬掩膜層；
[0010]步驟S2、采用具有第一圖形的第一掩膜版對所述第一光刻膠層進(jìn)行曝光顯影，并將第一掩膜版上的第一圖形轉(zhuǎn)移到所述第一光刻膠層中；其中，所述第一圖形具有大于設(shè)計(jì)圖形的預(yù)設(shè)區(qū)域；
[0011]步驟S3、以所述第一光刻膠層為掩膜對所述硬掩膜層進(jìn)行刻蝕，使所述第一圖形轉(zhuǎn)移至所述硬掩膜層中；
[0012]步驟S4、去除所述第一光刻膠層，并在所述硬掩膜層的表面涂布第二光刻膠層；
[0013]步驟S5、采用具有第二圖形的第二掩模版對所述第二光刻膠進(jìn)行曝光顯影，所述第二掩模版的第二圖形覆蓋所述預(yù)設(shè)區(qū)域，將第一圖形和第二圖形的結(jié)合轉(zhuǎn)移到所述第二光刻膠層中，對所述待刻蝕層進(jìn)行刻蝕；
[0014]步驟S6、去除所述第二光刻膠層以及硬掩膜層，所述硅片上具有設(shè)計(jì)圖形。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟S2中，所述設(shè)計(jì)圖形與預(yù)設(shè)區(qū)域的總和為所述第一圖形。
[0016]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)區(qū)域是在設(shè)計(jì)圖形的基礎(chǔ)上直線延伸10?50nm。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟S5中，所述第二圖形覆蓋所述預(yù)設(shè)區(qū)域，并向所述預(yù)設(shè)區(qū)域的垂直方向的兩側(cè)延伸預(yù)設(shè)距離。
[0018]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)距離為100?500nmo
[0019]優(yōu)選的，所述第二圖形向所述預(yù)設(shè)區(qū)域的直線延長方向延伸100?500nm。
[0020]優(yōu)選的，所述設(shè)計(jì)圖形以及第一圖形均為條狀圖形。
[0021]優(yōu)選的，所述第一光刻膠層和所述第二光刻膠層中分別采用正膠。
[0022]本發(fā)明提供了一種提高二維圖形解析度的工藝方法，采用了二次曝光的方式，對于最終設(shè)計(jì)圖形中容易產(chǎn)生圓角以及縮短的區(qū)域，在第一次曝光時(shí)，將第一掩膜版的第一圖形預(yù)先處理成向外延伸一定距離，在第二次曝光時(shí)，涂覆上第二光刻膠層，將第二掩模版用于對預(yù)先延伸的區(qū)域遮擋，經(jīng)過曝光蝕刻，使最終形成的圖形與設(shè)計(jì)圖形一致，避免圖形產(chǎn)生拐角變圓以及線端縮短的現(xiàn)象，防止圖形失真，提高二維圖形的解析度。
【附圖說明】
[0023]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中光刻工藝所預(yù)先設(shè)計(jì)的圖形；
[0024]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中光刻工藝所實(shí)際形成的圖形；
[0025]圖3為本發(fā)明提高二維圖形解析度的工藝方法的流程示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明中第一掩模版的第一圖形的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明中第二掩模版的第二圖形的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6至圖10為本發(fā)明提高二維圖形解析度的工藝方法優(yōu)選實(shí)施例中所形成設(shè)計(jì)圖形的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中的附圖標(biāo)記為:
[0030]10.設(shè)計(jì)圖形，20.實(shí)際圖形，30.預(yù)設(shè)區(qū)域，40.第二光刻膠層，50.襯底，60.待刻蝕層，70.硬掩膜層，80.第一光刻膠層，90.第一圖形，100.第二圖形。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本發(fā)明實(shí)例時(shí)，為了便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對本發(fā)明的限定。
[0032]上述及其它技術(shù)特征和有益效果，將結(jié)合實(shí)施例及附圖1至圖10對本發(fā)明的提高二維圖形解析度的工藝方法進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中光刻工藝所預(yù)先設(shè)計(jì)的圖形；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中光刻工藝所實(shí)際形成的圖形；圖3為本發(fā)明提高二維圖形解析度的工藝方法的流程示意圖；圖4為本發(fā)明中第一掩模版的第一圖形的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明中第二掩模版的第二圖形的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6至圖10為本發(fā)明提高二維圖形解析度的工藝方法優(yōu)選實(shí)施例中所形成設(shè)計(jì)圖形的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]請參閱圖3，圖3為本發(fā)明中