專利名稱：圖形化方法
技術領域：
本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種圖形化方法。
技術背景圖形化工藝是一種用于半導體組件的制作中常見的工藝或技術。通常一個半導體襯底會被涂上一層光敏材料(light - sensitive material)，如一光刻膠 層；然后使用一個圖形化掩模版，將半導體襯底暴露于射線下而顯露一種光 化學效應(photochemical effect)于光刻膠層上，以產生印于光刻膠層上的一 種光刻膠層圖案。由于光學近鄰效應(OPE， optical proximity effect)而使光刻膠層圖案的 大小與形狀可能與掩模版的圖案不同。所謂的光學鄰近效應，是指在曝光工 藝時因光源經照射掩模版圖案后，反射、折射或繞射等效應而使光刻膠層中 曝光劑量分配不均，造成顯影后線路圖案的失真。過度的圓角(excessively rounded corner) —4殳會導f丈如線收縮(line shortening)的問題，而l吏光阻圖 案的長度被縮短。此外，過度的圓角會使控制光刻層圖案的關鍵尺寸(critical dimension)變得困難比如MOS晶體管的4冊極長度，導致半導體組件的品質和 良率惡化。而縮減過度的圓角的一種方案可采用光學鄰近校正(optical proximity correction, OPC)或一種反光學鄰近效應。這種光學鄰近校正是在印于掩模 版上的光刻膠層圖案被變形處提供，并且在與圖案曲率(curvature)相反的方 向提供一種預先變形(predistortion)。然而，雖然利用光學鄰近校正可縮減 過度的圓角，但是形成的圖案尤其是對于具有相交叉矩形線條仍舊不能理想 地形成想要的形狀。圖1A至1C是現有的一種圖形化結構示意圖。圖1A為原始的布局圖形101， 亦即一待轉移的布局圖形101，包括四個相互平行的橫矩形線條101a、 101b、 101c、 101d以及一個豎矩形線條101e，其中所述橫矩形線條101a、 101b和101c 位于豎矩形線條101 e的 一 側，橫矩形線條101 b位于橫矩形線條101 a和101 c中 間；所述橫矩形線條101d位于矩形線條101e的另一側。所述橫矩形線條101a 與豎矩形線條101e的頂端相交叉，成角01;所述橫矩形線條101b與豎矩形線 條101e相交叉，成內、外角分別為92和03;所述橫矩形線條101c與豎矩形線條 101e相交叉，成內、外角分別為04和e5;所述才黃矩形線條101d與豎矩形線條101e 另一頂端相交叉，成內角為06。所述ei、 02、 03、 64、 05以及06均為直角，即 90°。所述橫矩形線條101a、 101b、 101c及豎矩形線條101e的最小尺寸為小于 或者等于130nm。圖1B是對原始布局圖形采用現有的光學臨近修正后的布局圖形。可以看 出在橫矩形線條101a、 101b、 101c及101d的自由端分別加上錘形102a、 102b、 102c及102d;在豎矩形線條101e與橫矩形線條101a、 101b、 101c及101d外相交 叉處分別加上輔助圖形102i、 102j、 102k、 102m進行加寬；在豎矩形線條101e 與橫矩形線條101a、 101b、 101c及101d內相交叉處分別加上輔助圖形102e、 102f、 102g、 102h進行變窄，以減輕圓角化。圖1C是半導體襯底上的光刻膠層200上的轉移的布局圖形201 (實線)以 及原始的布局圖形101(虛線)。轉移的布局圖形201的橫矩形線條201a、 201b、 201c、 201d及豎矩形線條201e與原始的布局圖形101的4黃矩形線條101a、 101b、 101c、 101d及豎矩形線條101e相對應。可以看出，雖然對原始布局圖形采用光 學鄰近校正過，但是由于光學臨近效應造成的圓角化仍然較嚴重，橫矩形線 條101a、 101b及101c尺寸極不均勻，就橫矩形線條101b來說，其最大尺寸如圖 中所標Lmax和最小尺寸Lmin之間最大相差可達50nm。如此之大的尺寸差距造成器件性能不穩定，如果橫矩形線條101b為多晶硅柵，由于圓角化，柵長度 尺寸不均勻，從而導致閾值電壓不穩定，器件容易失效。發明內容本發明解決的問題是在現有圖形化方法中，采用現有的光學鄰近校正(Optical Proximity Correction, OPC )無法把由于光學鄰近效應(Optical Proximity Effect, OPE )導致的交叉矩形線條間形成的圓角(comer rounding) 縮減，導致線型圖形的尺寸不均勻，影響器件的性能。為解決上述問題，本發明提供一種圖形化方法，包括提供布局圖形， 所述布局圖形帶有至少兩條交叉矩形線條；將所述交叉矩形線條分解為非交 叉矩形線條并形成在不同掩模版上；提供帶有光刻膠層的半導體襯底；分別 以不同掩模版為掩模，對半導體襯底的光刻膠層分別進行曝光，將布局圖形 轉移至半導體襯底的光刻膠層上。所述交叉矩形線條形成的角度為直角、鈍角或者銳角。所述交叉矩形線條的每個矩形線條的最小尺寸為小于或等于130nm。所述掩模版為帶有膜層的透光基板，所述膜層為鉻，所述透光基板為石英。所述光刻膠層采用旋涂方法制備，所述光刻膠層厚度范圍為小于或者等于畫ooA。與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明將待曝光的布局圖形的 關鍵部分的交叉矩形線條分解為非交叉矩形線條并形成在不同掩模版上，然 后分別以不同掩模版為掩模，對半導體襯底的光刻膠層分別進行曝光，從而 將待曝光的布局圖形轉移至半導體襯底的光刻膠層上，縮小了由于矩形線條 交叉造成的圓角現象(corner rounding effect)導致的線條尺寸不均勻。
圖1A是原始布局圖形；圖1B是對原始布局圖形采用現有的光學臨近修正后的布局圖形；圖1C是半導體襯底上的光刻膠層上的轉移的布局圖形(實線)以及原始 的布局圖形(虛線)；圖2A是本發明的一個實施例的對原始布局圖形的第一分解圖形；圖2B是本發明的一個實施例的對原始布局圖形的第二分解圖形；圖2C是本發明的一個實施例的轉移至光刻膠層上的轉移的布局圖形(實 線)以及原始的布局圖形(虛線)；圖3是本發明圖形化方法的流程圖；圖4是現有技術與本發明的一個實施例形成的柵極長度偏移量。
具體實施方式
本發明的實質是給出一種圖形化方法，包括將帶有至少兩條交叉矩形線 條的布局圖形分解為非交叉的矩形線條并形成在不同掩模版上；然后分別以不同掩模版為掩模，對半導體襯底的光刻膠層分別進行曝光，將布局圖形轉 移至半導體襯底的光刻膠層上。本發明的非交叉矩形線條指關鍵圖形部分的非交叉，比如在具有密集的多條交叉的矩形線條且矩形線條的最小尺寸小于或者等于130nm處；在其它比如矩形線條比較稀疏且交叉的矩形線條的最小尺寸大于130nm處不需要進行圖形分解，在此不應過多限制本發明的保護范圍。本發明首先提供一種圖形化方法的實施例，包括提供布局圖形，所述布局圖形帶有至少兩條交叉矩形線條；將所述交叉矩形線條分解為非交叉矩 形線條并形成在不同掩模版上；提供帶有光刻膠層的半導體襯底；分別以不同掩模版為掩模，對半導體襯底的光刻膠層分別進行曝光，將布局圖形轉移 至半導體襯底的光刻膠層上。參照圖1A,為原始的布局圖形101，亦即一待轉移的布局圖形101，包 括四個相互平;f亍的;f黃矩形線條101a、 101b、 101c、 101d以及一個豎矩形線條 101e，所述橫矩形線條101a、 101b和101c位于豎矩形線條101e的一側，橫 矩形線條101b位于橫矩形線條101a和101c中間。所述橫矩形線條101d位于 矩形線條101e的另一側。所述橫矩形線條101a與豎矩形線條101e的頂端相 交叉，成角01;所述橫矩形線條101b與豎矩形線條101e相交叉，成內、外 角分別為e2和03;所述橫矩形線條101c與豎矩形線條101e相交叉，成內、 外角分別為04和05;所述橫矩形線條101d與豎矩形線條101e另一頂端相交叉，成內角為e6。所述ei、 62、 e3、 e4、 es以及e6均為直角，即90。。所述4黃矩形線條101a、 101b、 101c、 101d以及豎矩形線條101e的最小尺 寸為小于或者等于130nm。作為本發明的一個實施方式，所述橫矩形線條橫 矩形線條101a、 101b、 101c、 101d以及豎矩形線條101e的最小尺寸為90nm。 作為本發明的一個實施方式，所述橫矩形線條橫矩形線條101a、 101b、 101c、 101d以及豎矩形線條101e的最小尺寸為65nm。作為本發明的又一個實施方 式，所述橫矩形線條橫矩形線條101a、 101b、 101c、 101d以及豎矩形線條101e 的最小尺寸為45nm。由于橫矩形線條101a、 101b和101c以及豎矩形線條101e 比較密集且構成器件的關鍵，因此作為本發明的關鍵圖形部分，需要將其進 行分解。參照圖2A,為本發明的一個實施例的對原始布局圖形101的第一分解圖 形，所述第一分解圖形為非交叉的矩形線條。本發明的非交叉矩形線條指關 鍵布局圖形部分的非交叉，比如在具有密集的多條交叉的矩形線條且矩形線 條的最小尺寸小于或者等于130nm處；在其它比如矩形線條比較稀疏且交叉 的矩形線條的最小尺寸大于130nm處不需要進行圖形分解。此處所指的交叉線條指橫矩形線條101a、 101b、 101c與豎矩形線條101e的交叉；橫矩形線條 101d與豎矩形線條101e交叉，由于不是關鍵尺寸，不需要進行分解，分解也 可以。因此所述第一分解圖形包括橫矩形線條101d和豎矩形線條101e，所述 橫矩形線條101d與豎矩形線條101e相交叉，成角度e6。所述第一分解圖形 形成于第一掩模版300上，所述第一掩模版300為帶有膜層的透光基板，所 述膜層為不透光層，可以為鉻，所述透光基板為石英(quartz)。參照圖2B,是本發明的一個實施例的對原始布局圖形101的第二分解圖 形。所述第二分解圖形包括橫矩形線條101a、 101b和101c，所述橫矩形線條 101a、 101b和101c相互平行，橫矩形線條101b位于橫矩形線條101a和101c 中間。所述第二分解圖形形成于第二掩模版400上，所述第二掩模版400為 為帶有膜層的透光基板，所述膜層為不透光層，可以為鉻，所述透光基板為 石英(quartz )。所述4黃矩形線條lOla、 101b、 101c、 101d以及豎矩形線條101e的最小尺 寸為小于或者等于130nm。作為本發明的一個實施方式，所述橫矩形線條 101a、 101b、 101c、 101d以及豎矩形線條101e的最小尺寸為90nm。作為本 發明的一個實施方式，所述橫矩形線條101a、 101b、 101c、 101d以及豎矩形 線條101e的最小尺寸為65nm。作為本發明的又一個實施方式，所述橫矩形 線條101a、 101b、 101c、 101d以及豎矩形線條101e的最小尺寸為45nm。參照圖2C，形成第一掩模版300和第二掩模版400之后，提供半導體襯 底，所述半導體襯底帶有光刻膠層500，所述光刻膠層500采用旋涂方法制備， 所述光刻膠層厚度范圍為小于或者等于IOOOOA。分別以第一掩模版300和第 二掩模版400為掩模，對半導體襯底的光刻膠層500分別進行曝光，將第一 掩模版300上的第一分解圖形和第二掩模版300上的第二分解圖形轉移至半 導體襯底的光刻膠層500上形成轉移的圖形501。同時，原始布局圖形101也圖示于圖2C (虛線)。轉移的布局圖形501 的橫矩形線條501a、 501b、 501c、 501d及豎矩形線條501e與原始的布局圖形 101的4黃矩形線條101a、 101b、 101c、 101d及豎矩形線條101e相對應。可以 看出，把交叉的沖黃矩形線條101a、 101b、 101c以及豎矩形線條101e進行分解 為第一分解圖形和第二分解圖形且分別形成于第一掩模版300和第二掩模版 400之后，以第一掩模版300和第二掩模版400為掩模對光刻膠層500曝光后 轉移的圖形501的橫矩形線條501a、 501b以及501c與豎矩形線條501e之間 交叉角的圓角現象有所減輕，幾乎沒有造成線條不均勻現象，與原始布局圖 形101相對照，比較吻合。尤其是橫矩形線條501b的尺寸比較均勻，避免了 現有技術中轉移的圖形201的201b的由于圓角造成尺寸不均勻現象，從而消 除了由于尺寸不均勻對器件性能造成影響。參照圖3,為本發明的圖形化方法的流程圖。首先執行步驟S601,提供 布局圖形，所述布局圖形帶有至少兩條交叉矩形線條；執行步驟S602，將所 述交叉矩形線條分解為非交叉矩形線條并形成在不同掩模版上；執行步驟 S603，提供帶有光刻膠層的半導體襯底；執行步驟S604，分別以不同掩模版 為掩模，對半導體襯底的光刻膠層分別進行曝光，將布局圖形轉移至半導體 襯底的光刻膠層上。參照圖4，為現有技術與本發明的一個實施例形成的柵極長度偏移量。所 述柵極長度偏移量為柵極長度的最大尺寸減去最小尺寸，可以看出，采用本 發明的對關鍵圖形部分進行分解之后，柵極長度偏移量由現有技術的14.29% 下降至6.28%，減小了由于柵極尺寸造成的器件性能失效。雖然本發明己以較佳實施例披露如上，但本發明并非限定于此。任何本 領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改， 因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
權利要求
1. 一種圖形化方法，其特征在于，包括提供布局圖形，所述布局圖形帶有至少兩條交叉矩形線條；將所述交叉矩形線條分解為非交叉的矩形線條并形成在不同掩模版上；提供帶有光刻膠層的半導體襯底；分別以不同掩模版為掩模，對半導體襯底的光刻膠層分別進行曝光，將布局圖形轉移至半導體襯底的光刻膠層上。
2. 根據權利要求1所述的圖形化方法，其特征在于所述交叉矩形線條形成 的角度為直角、鈍角或者銳角。
3. 根據權利要求2所述的圖形化方法，其特征在于所述交叉矩形線條的每 個矩形線條的最小尺寸為小于或等于130nm。
4. 根據權利要求1所述的圖形化方法，其特征在于所述掩模版為帶有膜層 的透光基板，所述膜層為鉻，所述透光基板為石英。
5. 根據權利要求1所述的圖形化方法，其特征在于所述光刻膠層采用旋涂 方法制備，所述光刻膠層厚度范圍為小于或者等于IOOOOA。
全文摘要
一種圖形化方法，包括提供布局圖形，所述布局圖形帶有至少兩條交叉矩形線條；將所述交叉矩形線條分解為非交叉矩形線條并形成在不同掩模版上；提供帶有光刻膠層的半導體襯底；分別以不同掩模版為掩模，對半導體襯底的光刻膠層分別進行曝光，將布局圖形轉移至半導體襯底的光刻膠層上。本發明將待曝光的布局圖形的關鍵部分的交叉矩形線條分解為非交叉矩形線條并形成在不同掩模版上，然后分別以不同掩模版為掩模，對半導體襯底的光刻膠層分別進行曝光，從而將待曝光的布局圖形轉移至半導體襯底的光刻膠層上，縮小了由于矩形線條交叉造成的圓角現象(comer rounding effect)導致的線條尺寸不均勻。
文檔編號G03F1/36GK101246305SQ200710037440
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月12日 優先權日2007年2月12日
發明者王謹恒 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司