一種制作半導(dǎo)體器件的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括：提供設(shè)計(jì)掩膜版，所述設(shè)計(jì)掩膜版包括多個(gè)設(shè)計(jì)主線條圖案；通過延長(zhǎng)所述設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度或在所述設(shè)計(jì)主線條圖案的端點(diǎn)處添加輔助虛擬條狀圖案，進(jìn)而得到修正后的設(shè)計(jì)掩膜版；根據(jù)所述修正后的設(shè)計(jì)掩膜版制作光刻掩膜版；使用所述光刻掩膜版對(duì)晶片進(jìn)行光刻和蝕刻；最后根據(jù)設(shè)計(jì)需要使用切割掩膜版切去不需要的輔助線條。根據(jù)本發(fā)明的制備半導(dǎo)體器件的方法，解決在進(jìn)行硅半導(dǎo)體襯底的微圖案制程時(shí)產(chǎn)生的線條容易斷掉的問題，以確保掩膜版上的圖案完整的轉(zhuǎn)移到硅半導(dǎo)體襯底上，進(jìn)而提高了制備的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的可靠性和生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種制作半導(dǎo)體器件的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，特別涉及一種制作半導(dǎo)體器件的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)技術(shù)日益的成熟，超大規(guī)模的集成電路的迅速發(fā)展，元器件尺寸越來越小，芯片的集成度越來越高。因器件的高密度，小尺寸的要求對(duì)半導(dǎo)體工藝影響也日益突出。在現(xiàn)有的先進(jìn)工藝中(如28納米以下工藝代中)，隨著圖案的關(guān)鍵尺寸，即圖案的大小減小，半導(dǎo)體器件的速度的提高，半導(dǎo)體器件的集成度增強(qiáng)，在微圖案化工藝(micro-patterning process)的過程中很容易產(chǎn)生線條斷掉(Poly line pinch)的問題，該問題影響半導(dǎo)體器件的性能和成品率。
[0003]微圖案化工藝是把光罩上的圖通過曝光多次復(fù)制到涂有光刻膠的硅片上，光刻顯影后光罩上的圖形出現(xiàn)在硅片上。一個(gè)光罩上包含了一個(gè)或多個(gè)芯片所需的圖形，硅片表面上涂覆有光刻膠，曝光過程是激光光源發(fā)出的紫外光或深紫外光通過對(duì)準(zhǔn)的光罩，曝光的目的是要把光罩上的圖形精確地復(fù)制成光刻膠上的最終圖形。最后根據(jù)光刻膠上的最終圖形采用適當(dāng)?shù)目涛g方法刻蝕硅片，以形成具有目標(biāo)圖形的硅片，接著，去除光刻膠層。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的微圖案化工藝以形成具有目標(biāo)圖形的硅片，具體的步驟為，步驟a，提供硅半導(dǎo)體襯底，該硅半導(dǎo)體襯底可以包含一些器件結(jié)構(gòu)；步驟b，在半導(dǎo)體襯底上涂覆光刻膠；步驟C，將包含電路圖案的掩膜版(如圖2A)置于光刻膠上方；步驟d，經(jīng)曝光顯影等工藝后形成對(duì)應(yīng)該電路圖案的光刻膠圖案；步驟e，采用顯影后檢測(cè)(ADI)關(guān)鍵尺寸(CD)(如圖2B)，ADI關(guān)鍵尺寸的大小直接影響后續(xù)步驟的關(guān)鍵尺寸；步驟f，根據(jù)圖案化的光刻膠層刻蝕硅半導(dǎo)體襯底，以在硅半導(dǎo)體襯底上形成電路；步驟g，采用刻蝕后檢測(cè)(AEI)硅半導(dǎo)體襯底上形成的電路(如圖2C)。
[0005]但是現(xiàn)有技術(shù)的方法會(huì)存在一定的問題，在硅半導(dǎo)體襯底上形成的電路具有線條斷掉的問題，引起該問題的因素不僅僅是較差的光刻工藝窗口，還可以是在刻蝕過程中產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力(tensile stress)。因?yàn)閷?duì)線條的拉伸應(yīng)力將產(chǎn)生額外的力，這將導(dǎo)致在線條變的較狹窄同時(shí)產(chǎn)生線條斷掉的問題(如圖2C)。
[0006]目前，為了讓解決線條斷掉的問題提出了采用光學(xué)臨近修正(OPC)增加線條的尺寸。為了補(bǔ)償光學(xué)臨濟(jì)效應(yīng)，光罩的設(shè)計(jì)者可以利用計(jì)算機(jī)算法，對(duì)光罩上小特征尺寸生成光學(xué)臨近修正，進(jìn)行光學(xué)修正的圖形，其尺寸增大。但是由于目前光學(xué)臨近修正模型(0PCmodel)主要用在光刻過程中，光學(xué)臨近修正模型結(jié)合了光學(xué)模型(optical model)和光刻膠模型(resist model)，所以在確保圖案轉(zhuǎn)移的完整性方面光學(xué)臨近修正不能達(dá)到所需的要求。
[0007]因此，需要一種新的方法，以解決在進(jìn)行硅半導(dǎo)體襯底的微圖案制程時(shí)產(chǎn)生的線條容易斷掉的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0009]為了有效解決上述問題，本發(fā)明提出了一種制作半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，包括下列步驟:提供設(shè)計(jì)掩膜版，所述設(shè)計(jì)掩膜版包括多個(gè)設(shè)計(jì)主線條圖案；通過延長(zhǎng)所述設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度或在所述設(shè)計(jì)主線條圖案的端點(diǎn)處添加輔助虛擬條狀圖案，進(jìn)而得到修正后的設(shè)計(jì)掩膜版；根據(jù)所述修正后的設(shè)計(jì)掩膜版制作光刻掩膜版；使用所述光刻掩膜版對(duì)晶片進(jìn)行光刻和蝕刻。
[0010]優(yōu)選地，延長(zhǎng)所述設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度不能影響鄰近的其它設(shè)計(jì)圖案。
[0011]優(yōu)選地，延長(zhǎng)的長(zhǎng)度小于或等于I微米。
[0012]優(yōu)選地，還包括在使用所述光刻掩膜版對(duì)晶片進(jìn)行光刻和蝕刻之后，使用切割掩膜版對(duì)所述晶片進(jìn)行光刻和蝕刻的步驟。
[0013]優(yōu)選地，根據(jù)設(shè)計(jì)需要使用所述切割掩膜版切去不需要的輔助線條。
[0014]優(yōu)選地，剩余的所述輔助虛擬條狀圖案的長(zhǎng)度小于或等于0.2微米。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的制備半導(dǎo)體器件的方法，解決在硅半導(dǎo)體襯底進(jìn)行微圖案化時(shí)產(chǎn)生的線條斷掉的問題，以確保掩膜版上的圖案完整的轉(zhuǎn)移到硅半導(dǎo)體襯底上，進(jìn)而提高了制備的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的可靠性和生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0017]圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)進(jìn)行硅半導(dǎo)體襯底進(jìn)行微圖案化工藝的工藝流程圖；
[0018]圖2A-2C為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)進(jìn)行硅半導(dǎo)體襯底進(jìn)行微圖案化工藝的示意圖；
[0019]圖3A-3D為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式對(duì)進(jìn)行硅半導(dǎo)體襯底進(jìn)行微圖案化工藝的不意圖；
[0020]圖4為是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式對(duì)進(jìn)行硅半導(dǎo)體襯底進(jìn)行微圖案化工藝的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0022]為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便說明本發(fā)明是如何改進(jìn)制作半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的工藝來解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0024]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體器件的制作方法。參照?qǐng)D3A至圖3D，示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的實(shí)施例的相關(guān)步驟的示意圖。
[0025]下面結(jié)合附圖3A-3D對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。參照?qǐng)D3A至圖3D，示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的實(shí)施例的相關(guān)步驟的示意圖。
[0026]如圖3A所示，根據(jù)工藝需要涉及具有電路圖案的設(shè)計(jì)掩膜版300，具體的，掩膜版用于在硅半導(dǎo)體襯底或者晶片上形成設(shè)計(jì)主線條。所述設(shè)計(jì)掩膜版包括多個(gè)設(shè)計(jì)主線條圖案。由于制造工藝節(jié)點(diǎn)不同或者設(shè)計(jì)掩膜版中的設(shè)計(jì)主線條圖案對(duì)應(yīng)的電路不同等因素，設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度以及寬度需根據(jù)實(shí)際工藝需要設(shè)定。其中，設(shè)計(jì)主線條圖案用于構(gòu)成半導(dǎo)體器件中的主要電路連接或者形成主要的器件結(jié)構(gòu)。
[0027]如圖3B所示,延長(zhǎng)設(shè)計(jì)掩膜版300上設(shè)計(jì)主線條(main line)圖案的長(zhǎng)度或者在所述設(shè)計(jì)主線條圖案的端點(diǎn)處添加輔助虛擬條狀圖案，進(jìn)而得到修正后的設(shè)計(jì)掩膜版301 ；
[0028]在本發(fā)明的一【具體實(shí)施方式】中，在設(shè)計(jì)掩膜版300上的所述設(shè)計(jì)主線條圖案的端點(diǎn)處A添加輔助虛擬條狀圖案301a，具體的，在設(shè)計(jì)掩膜版300的所述設(shè)計(jì)主線條圖案的端點(diǎn)處A上添加壓縮應(yīng)力的輔助虛擬條狀圖案301a以形成修正后的設(shè)計(jì)掩膜版301，虛擬條狀圖案301a延伸了設(shè)計(jì)掩膜版300上設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度，以避免在根據(jù)設(shè)計(jì)掩膜版刻蝕晶片或者半導(dǎo)體襯底形成設(shè)計(jì)線條時(shí)，由于線條受到的拉伸應(yīng)力影響最終在硅半導(dǎo)體襯底上形成的圖案，以實(shí)現(xiàn)去除線條受到的拉伸應(yīng)力的作用。
[0029]在本發(fā)明的另一【具體實(shí)施方式】中，延長(zhǎng)設(shè)計(jì)掩膜版上的設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度以得到延長(zhǎng)后的設(shè)計(jì)主線條圖案，進(jìn)而得到修正后的設(shè)計(jì)掩膜版301，在延伸設(shè)計(jì)掩膜版300上設(shè)計(jì)主線條圖案長(zhǎng)度的工藝過程中，延長(zhǎng)的長(zhǎng)度小于或者等于I微米，并且，延長(zhǎng)所述設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度不能影響臨近的其它設(shè)計(jì)圖案，例如，如果延長(zhǎng)的設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度過長(zhǎng)將影響其周圍的圖案的設(shè)計(jì)，以使延長(zhǎng)的設(shè)計(jì)主線條圖案周圍的其他設(shè)計(jì)圖案發(fā)生改變或者不精確，最終影響器件圖案的設(shè)計(jì)。在所述設(shè)計(jì)主線條圖案的端點(diǎn)處添加的輔助虛擬圖案301a的長(zhǎng)度小于或等于0.2微米。
[0030]如圖3C所示，將修正后的設(shè)計(jì)掩膜版301的圖案轉(zhuǎn)移到掩膜版上，以形成圖案化的掩膜版302。
[0031]通過光刻工藝將所述圖案化的掩模版的圖案轉(zhuǎn)移到晶片上的掩膜層上，通常所述掩膜層可以包括數(shù)種掩模材料的任何一種，包括但不限于:硬掩模材料和光刻膠掩模材料。優(yōu)選地，掩模層包括光刻膠掩模材料。光刻膠掩模材料可以包括選自包括正性光刻膠材料、負(fù)性光刻膠材料和混合光刻膠材料的組中的光刻膠材料。通常，掩模層包括具有厚度從大約500到大約5000埃的正性光刻膠材料或負(fù)性光刻膠材料。在本發(fā)明的實(shí)施例中，根據(jù)修正后的設(shè)計(jì)掩膜版制作光刻掩膜版，使用所述光刻掩膜版對(duì)晶片或者半導(dǎo)體襯底進(jìn)行蝕刻。
[0032]在本發(fā)明的一【具體實(shí)施方式】中，在硅半導(dǎo)體襯底上形成底部抗反射涂層和光刻膠層，根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的光刻掩膜版經(jīng)曝光顯影等工藝后形成對(duì)應(yīng)修正后的掩膜版圖案的光刻膠圖案。
[0033]接著，根據(jù)掩膜層對(duì)半導(dǎo)體襯底或者晶片進(jìn)行刻蝕，以將光刻掩膜版上的圖案轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體襯底上。
[0034]半導(dǎo)體襯底可包括任何半導(dǎo)體材料，此半導(dǎo)體材料可包括但不限于:S1、SiC、SiGe, SiGeC, Ge合金、GeAs, InAs, InP,以及其它II1- V或I1- VI族化合物半導(dǎo)體。
[0035]作為優(yōu)選，所述半導(dǎo)體襯底為Si材料層的厚度為lO-lOOnm，優(yōu)選為30_50nm。
[0036]在本發(fā)明的一【具體實(shí)施方式】中，根據(jù)光刻掩膜版對(duì)半導(dǎo)體襯底或者晶片進(jìn)行刻蝕，以形成多晶硅線。
[0037]可以采用干法刻蝕半導(dǎo)體襯底，傳統(tǒng)干刻蝕工藝，例如反應(yīng)離子刻蝕、離子束刻蝕、等離子刻蝕、激光燒蝕或者這些方法的任意組合。可以使用單一的刻蝕方法，或者也可以使用多于一個(gè)的刻蝕方法。
[0038]使用所述光刻掩膜版對(duì)晶片或者半導(dǎo)體襯底進(jìn)行光刻和蝕刻之后，還包括使用切割掩膜版對(duì)所述晶片或者半導(dǎo)體襯底進(jìn)行光刻和蝕刻的步驟。
[0039]在所述設(shè)計(jì)掩膜版300上的設(shè)計(jì)主線條圖案的端點(diǎn)處添加輔助虛擬條狀圖案或者延長(zhǎng)設(shè)計(jì)掩膜版300上多晶硅主線條圖案的長(zhǎng)度形成修正后的設(shè)計(jì)掩膜版301，再將修正后的設(shè)計(jì)掩膜版301的圖案轉(zhuǎn)移到光刻掩膜版上302，接著根據(jù)光刻掩膜版302光刻和蝕刻晶片之后，使用切割掩膜版303去除部分的輔助虛擬條狀圖案以得到所述設(shè)計(jì)主線條設(shè)計(jì)圖案。
[0040]最后剩余的輔助虛擬條狀圖案的長(zhǎng)度小于或者等于0.2微米。具體的，根據(jù)設(shè)計(jì)需要使用切割掩膜版303切去不需要的輔助線條以及其下方的多晶硅線條。
[0041]對(duì)最終形成的多晶硅線304進(jìn)行刻蝕后檢測(cè)，檢測(cè)之后沒有發(fā)現(xiàn)多晶硅線中存在有線寬變窄或者出現(xiàn)線條斷掉的問題。
[0042]如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式對(duì)進(jìn)行硅半導(dǎo)體襯底進(jìn)行微圖案化工藝的工藝流程圖
[0043]步驟401:提供設(shè)計(jì)掩膜版；
[0044]步驟402:通過延長(zhǎng)所述設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度或在所述設(shè)計(jì)主線條圖案的端點(diǎn)處添加輔助虛擬條狀圖案，進(jìn)而得到修正后的設(shè)計(jì)掩膜版；
[0045]步驟403:將修正后的設(shè)計(jì)掩膜版的圖案轉(zhuǎn)移到光刻掩膜版上，根據(jù)光刻掩膜版光刻和蝕刻晶片；
[0046]步驟403:使用切割掩膜切去不需要的輔助線條以及其下方的多晶硅線條；
[0047]步驟405:執(zhí)行刻蝕后檢測(cè)。
[0048]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括: 提供設(shè)計(jì)掩膜版，所述設(shè)計(jì)掩膜版包括多個(gè)設(shè)計(jì)主線條圖案； 通過延長(zhǎng)所述設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度或在所述設(shè)計(jì)主線條圖案的端點(diǎn)處添加輔助虛擬條狀圖案，進(jìn)而得到修正后的設(shè)計(jì)掩膜版； 根據(jù)所述修正后的設(shè)計(jì)掩膜版制作光刻掩膜版； 使用所述光刻掩膜版對(duì)晶片進(jìn)行光刻和蝕刻。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，延長(zhǎng)所述設(shè)計(jì)主線條圖案的長(zhǎng)度不能影響鄰近的其它設(shè)計(jì)圖案。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，延長(zhǎng)的長(zhǎng)度小于或等于I微米。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在使用所述光刻掩膜版對(duì)晶片進(jìn)行光刻和蝕刻之后，使用切割掩膜版對(duì)所述晶片進(jìn)行光刻和蝕刻的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)設(shè)計(jì)需要使用所述切割掩膜版切去不需要的輔助線條。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，剩余的所述輔助虛擬條狀圖案的長(zhǎng)度小于或等于0.2微米。
【文檔編號(hào)】H01L21/02GK104517802SQ201310459990
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】舒強(qiáng), 張海洋, 李天慧 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司