專利名稱：光刻膠圖形的修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及光刻膠圖形的修正方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電路設(shè)計(jì)尺寸越來越小，特別是到了 65nm 以下的工藝時(shí)，電路的特征尺寸(Critical Dimension)的變化對于器件性能的影響也越來 越大，例如電路的特征尺寸變化會(huì)直接導(dǎo)致器件運(yùn)行速度的變化。由于受到曝光機(jī)臺(tái)(Optical Exposure Tool)的分辨率極限(ResolutionLimit) 的影響，在對形成在掩膜(Mask)上的電路圖形進(jìn)行曝光工藝以將電路圖形轉(zhuǎn)移至光刻膠 上時(shí)，便很容易產(chǎn)生偏差。在美國專利US6042973中，可以發(fā)現(xiàn)在電路圖形邊緣形成近似圓 形的次解析柵欄(Sub-resolution Grating)用以提高電路圖形的分辨率，但該方法無法避 免電路圖形轉(zhuǎn)移的偏差。為了避免掩膜圖形轉(zhuǎn)移的偏差，現(xiàn)行的半導(dǎo)體工藝均是利用偏差 修正來來克服現(xiàn)有的掩膜圖形轉(zhuǎn)移的偏差，具體步驟包括提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成光刻膠層；對所述光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影，形成光刻膠圖形；對顯影后的所述光刻膠圖形的特征尺寸(After Develop Inspection-CriticalDimension, ADI-CD)進(jìn)行檢查；根據(jù)ADI-⑶確定來修正光刻膠圖形的偏差。但是，隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，現(xiàn)有的根據(jù)ADI-CD來確定修正光刻膠圖形 的偏差的修正方法具有一定局限性，對于不同批次的光刻膠圖形，每次都需要確定ADI-CD， 然后根據(jù)ADI-CD來確定修正光刻膠圖形的偏差的修正方法，上述的修正方法效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供有效的修正光刻膠圖形的偏差的修正方法。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種光刻膠圖形的偏差的修正方法，包括建立光刻 膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率、光刻膠圖形ADI-CD和刻蝕修正時(shí)間的數(shù)據(jù) 庫；提供襯底，所述襯底表面形成有介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層表面形成光刻膠圖形；根據(jù)所述 光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率和所述光刻膠圖形ADI-CD，從數(shù)據(jù)庫中選 擇刻蝕修正時(shí)間，采用所述刻蝕修正時(shí)間對所述光刻膠圖形進(jìn)行刻蝕修正。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)建立光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯 底面積的比率、光刻膠圖形ADI-CD和刻蝕修正時(shí)間的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)光刻膠圖形暴露出襯底 的面積與襯底面積的比率選擇刻蝕修正時(shí)間，采用修正后的光刻膠圖形形成的溝槽刻蝕偏 差小。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目 的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按 實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為本發(fā)明提供的光刻膠圖形修正方法一實(shí)施例的流程示意圖；圖2至圖6為本發(fā)明提供的光刻膠圖形修正方法一實(shí)施例的過程示意圖；圖7為以本發(fā)明修正過的光刻膠圖形為掩膜，對所述介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕形成溝槽的 示意圖。
具體實(shí)施例方式由背景技術(shù)可知，隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，現(xiàn)有的根據(jù)ADI-CD確定來修正 光刻膠圖形的偏差的修正方法具有一定局限性，對于不同批次的光刻膠圖形，每次都需要 確定ADI-CD，然后根據(jù)ADI-CD確定來修正光刻膠圖形的偏差的修正方法，效率較低。為此，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，對上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)具有不同批次 的光刻膠圖形具有不同的柵距(Pitch)，會(huì)有密集型(Dense)和稀疏型(Iso)等不同的圖形 分布情況，為此，本發(fā)明的發(fā)明人綜合考慮不同批次的光刻膠圖形差異，提出一種優(yōu)化的光 刻膠圖形修正方法，參考圖1，包括步驟S101，建立光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率(Transmission Rate)、光刻膠圖形ADI-⑶和刻蝕修正時(shí)間關(guān)系的數(shù)據(jù)庫；步驟S102，提供襯底，所述襯底表面形成有介質(zhì)層；步驟S103，在所述介質(zhì)層表面形成光刻膠圖形；步驟S104，根據(jù)所述光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率和所述光刻 膠圖形ADI-CD，從數(shù)據(jù)庫中選擇刻蝕修正時(shí)間，采用所述刻蝕修正時(shí)間對所述光刻膠圖形 進(jìn)行刻蝕修正。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以 很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況 下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表 示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng) 限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。圖2至圖6為本發(fā)明提供的光刻膠圖形修正方法一實(shí)施例的過程示意圖，下面結(jié) 合圖1至圖6對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。步驟S101，建立光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率(Transmission Rate)、光刻膠圖形ADI-⑶和刻蝕修正時(shí)間的數(shù)據(jù)庫。所述光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率(TransmissionRate)為形 成在襯底上的光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率，但為方便計(jì)算所述光刻膠 圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率，也可以對形成所述光刻膠圖形的掩膜版進(jìn)行數(shù) 學(xué)統(tǒng)計(jì)近似得到光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率的值。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同的光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率(Transmission Rate)與采用所述光刻膠形成的溝槽的刻蝕偏差如圖2所 示，對圖2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合，得到刻蝕偏差與光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯 底面積的比率(Transmission Rate)的關(guān)系式為y = 0. 0017χ-0. 0465，為進(jìn)一步理解本發(fā) 明，以具體數(shù)據(jù)為例，如圖2的A點(diǎn)所示，當(dāng)光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比 率(Transmission Rate)為30. 3(單位為％)時(shí)，刻蝕偏差約為0. 002 (單位為μ m)；如圖 2的B點(diǎn)所示，當(dāng)光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率(Transmission Rate)為 46.8(單位為％)時(shí)，刻蝕偏差約為0.003(單位為μπι)。從上述數(shù)據(jù)分析可知，隨著光刻 膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率的變化，刻蝕偏差也隨之變化。為此，發(fā)明人根據(jù)光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率 (Transmission Rate)、光刻膠圖形ADI-CD確定刻蝕的修正時(shí)間，圖3是本發(fā)明建立的光刻 膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率(TransmissionRate)、光刻膠圖形ADI-CD和 刻蝕修正時(shí)間的關(guān)系圖。如圖3所示，根據(jù)模擬或者通過實(shí)際工藝制作，收集數(shù)據(jù)，建立光 刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率(Transmission Rate)、光刻膠圖形ADI-CD 和刻蝕修正時(shí)間的關(guān)系數(shù)據(jù)庫。步驟S102，提供襯底，所述襯底表面形成有介質(zhì)層。參考圖4，所述襯底100可以為多層基片(例如，具有覆蓋電介質(zhì)和金屬膜的硅襯 底)、分級基片、絕緣體上硅基片(SOI)、外延硅基片、部分處理的基片(包括集成電路及其 他元件的一部分)、圖案化或未被圖案化的基片。依舊參考圖4，所述襯底100表面形成有介質(zhì)層110，所述介質(zhì)層110用于對襯底 100內(nèi)的有源區(qū)與有源區(qū)之間的隔離，或者用于對襯底100上的導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的隔離，所 述介質(zhì)層Iio的厚度為20納米至5000納米。具體所述介質(zhì)層110可以是金屬前介質(zhì)層(Pre-Metal Dielectric，PMD)，也可以 是層間介質(zhì)層(Inter-Metal Dielectric, ILD)，需要特別指出的是，所述介質(zhì)層還可以是
單一覆層也可以是多層堆疊結(jié)構(gòu)。金屬前介質(zhì)層是沉積在具有MOS器件的襯底上，利用沉積工藝形成，在金屬前介 質(zhì)層中會(huì)在后續(xù)工藝形成溝槽，用金屬填充溝槽形成連接孔，所述連接孔用于連接MOS器 件的電極和上層互連層中的金屬導(dǎo)線。層間介質(zhì)層是后道工藝在金屬互連層之間的介電層，層間介質(zhì)層中會(huì)在后續(xù)工藝 中形成溝槽，用金屬填充溝槽形成連接孔，所述連接孔用于連接相鄰金屬互連層中的導(dǎo)線。所述介質(zhì)層110的材料通常選自SiO2或者摻雜的SiO2，例如USG (Undoped Silicon Glass,沒有摻雜的硅玻璃)、BPSG(BorophosphosilicateGlass，摻雜硼磷的硅玻璃)、 BSG(Borosilicate Glass，摻雜硼的硅玻璃)、PSG(Phosphosilitcate Glass，摻雜磷的硅 玻璃)等。所述介質(zhì)層110在130納米及以下的工藝節(jié)點(diǎn)一般選用低介電常數(shù)的介電材料， 所述介質(zhì)層110的材料具體選自氟硅玻璃(FSG)、碳摻雜的氧化硅(Black Diamond)以及氮 摻雜的碳化硅(BLOK)。所述介質(zhì)層110的形成工藝可以是任何常規(guī)真空鍍膜技術(shù)，例如原子沉積(ALD)、 物理氣相淀積(PVD)、化學(xué)氣相淀積(CVD)、等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相淀積(PECVD)等等，在 這里不做贅述。
步驟S103，在所述介質(zhì)層表面形成光刻膠圖形。在本實(shí)施例中，所述光刻膠圖形用于定義溝槽圖形，作為溝槽圖形的掩膜，所述光 刻膠圖形厚度為500納米至2微米。參考圖5，所述光刻膠圖形120的形成步驟包括在所述介質(zhì)層110表面形成光刻 膠層(未圖示)；對所述光刻膠層曝光顯影，形成光刻膠圖形120。步驟S104，根據(jù)所述光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率和所述光刻 膠圖形ADI-CD，從數(shù)據(jù)庫中選擇刻蝕修正時(shí)間，采用所述刻蝕修正時(shí)間對所述光刻膠圖形 進(jìn)行刻蝕修正。參考圖6，所述刻蝕修正在修正所述光刻膠圖形120的同時(shí)，也會(huì)消耗一定的光刻 膠圖形120厚度，但是由于光刻膠圖形120的厚度足夠厚，刻蝕修正不會(huì)完全消耗光刻膠圖 形 120。需要特別指出的是，所述刻蝕修正采用等離子體刻蝕工藝，所述等離子體刻蝕工 藝的具體參數(shù)包括從數(shù)據(jù)庫中選擇刻蝕修正時(shí)間，刻蝕腔體壓力為10毫托至300毫托，刻 蝕功率為50瓦至200瓦，刻蝕氣體為CF4, CF4流量為10SCCM至50SCCM，輔助氣體為Ar，Ar 流量為 10SCCM 至 50SCCM。參考圖7，上述工藝完成后，以所述修正過的光刻膠圖形120為掩膜，對所述介質(zhì) 層110進(jìn)行刻蝕，形成溝槽111，由之前敘述可知，由于綜合考慮光刻膠圖形暴露出襯底的 面積與襯底面積的比率(Transmission Rate)和ADI-CD，所述溝槽111的刻蝕偏差較小。本發(fā)明根據(jù)所述光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率和所述光刻膠 圖形ADI-CD、刻蝕修正時(shí)間的數(shù)據(jù)庫，從數(shù)據(jù)庫中選擇刻蝕修正時(shí)間，對所述光刻膠圖形進(jìn) 行刻蝕修正，采用修正后的光刻膠圖形形成的溝槽刻蝕偏差小。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng) 當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光刻膠圖形的修正方法，包括建立光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率、光刻膠圖形ADI-CD和刻蝕修 正時(shí)間關(guān)系的數(shù)據(jù)庫；提供襯底，所述襯底表面形成有介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層表面形成光刻膠圖形；根據(jù)所述光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率和所述光刻膠圖形ADI-CD， 從數(shù)據(jù)庫中選擇刻蝕修正時(shí)間，采用所述刻蝕修正時(shí)間對所述光刻膠圖形進(jìn)行刻蝕修正。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖形的修正方法，其特征在于，還包括步驟以所述修正 過的光刻膠圖形為掩膜，對所述介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，形成溝槽。
3.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖形的修正方法，其特征在于，所述光刻膠圖形用于定 義溝槽圖形。
4.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖形的修正方法，其特征在于，所述刻蝕修正的工藝為 等離子體刻蝕工藝。
5.如權(quán)利要求4所述的光刻膠圖形的修正方法，其特征在于，所述等離子體刻蝕工藝 的具體參數(shù)包括刻蝕腔體壓力為10毫托至300毫托，刻蝕功率為50瓦至200瓦，刻蝕氣 體為CF4, CF4流量為10SCCM至50SCCM，輔助氣體為Ar，Ar流量為10SCCM至50SCCM。
6.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖形的修正方法，其特征在于，所述光刻膠圖形的形成 步驟包括在所述介質(zhì)層表面形成光刻膠層；對所述光刻膠層曝光顯影，形成光刻膠圖形。
7.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖形的修正方法，其特征在于，所述光刻膠層厚度為500 納米至2微米。
8.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖形的修正方法，其特征在于，所述介質(zhì)層是單一覆層 或者多層堆疊結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1所述的光刻膠圖形的修正方法，其特征在于，所述襯底為多層基片、 分級基片、絕緣體上硅基片(SOI)、外延硅基片、部分處理的基片、圖案化或未被圖案化的基 片。
全文摘要
一種光刻膠圖形的修正方法，包括建立光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率、光刻膠圖形ADI-CD和刻蝕修正時(shí)間關(guān)系的數(shù)據(jù)庫；提供襯底，所述襯底表面形成有介質(zhì)層；在所述介質(zhì)層表面形成光刻膠圖形；根據(jù)所述光刻膠圖形暴露出襯底的面積與襯底面積的比率和所述光刻膠圖形ADI-CD，從數(shù)據(jù)庫中選擇刻蝕修正時(shí)間，采用所述刻蝕修正時(shí)間對所述光刻膠圖形進(jìn)行刻蝕修正。本發(fā)明提供的修正后的光刻膠圖形形成的溝槽刻蝕偏差小，效率高。
文檔編號G03F1/14GK102129168SQ201010022719
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者張海洋, 王新鵬, 符雅麗 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司