一種提高二維圖形解析度的工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種提高二維圖形解析度的工藝方法。
【背景技術】
[0002]隨著半導體集成電路制造工藝的不斷進步，線寬的不斷減少，半導體器件的面積正變得越來越小。半導體集成電路也從最初的集成電路到大規模集成電路，超大規模集成電路，直至今天的特大規模集成電路，其功能更為全面、強大。考慮到工藝研發的復雜性、長期性和高昂的成本等等不利因素的制約，如何在現有技術的基礎上進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，從而提高整體效益，越來越受到芯片設計者、制造商的重視。
[0003]在半導體集成電路制造工藝中，光刻技術無疑是其中最關鍵的一環。在進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，以預先定義出待刻蝕或離子注入的區域。因而，整個芯片工藝所能達到的最小尺寸是由光刻工藝決定的。
[0004]光刻工藝(photolithography)是半導體器件制造工藝中的一個重要步驟，該步驟利用曝光和顯影在光刻膠層上刻畫幾何圖形結構，然后通過刻蝕工藝將光掩模上的圖形轉移到襯底上。
[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構(如電學電路)，然后通過光學光刻設備將掩模版上的圖形復制到硅片上。然而，通過光學光刻產生圖形的過程會產生或多或少的失真，尤其是隨著線寬的不斷縮小，失真也愈加嚴重。典型地，如拐角變圓(Corner Rounding)或線端縮短(Line End Shortening)等現象。請參閱圖1以及圖2，圖1為預先設計的圖形，圖2為實際形成的圖形，對比圖1以及圖2能夠明顯看出，實際形成的圖形較預先設計的圖形，產生了拐角變圓以及線端縮短的問題。導致上述這些現象的原因是由于光學鄰近效應(Optical Proximity Effect，簡稱ΟΡΕ)，光學鄰近效應ΟΡΕ是由光學成像系統的非線性濾波所造成的。
[0006]綜上所述，本領域技術人員亟需提供一種提高二維圖形解析度的工藝方法，避免圖形產生拐角變圓以及線端縮短的現象，防止圖形失真，提高二維圖形的解析度。
【發明內容】
[0007]本發明目的是提供一種提高二維圖形解析度的工藝方法，避免圖形產生拐角變圓以及線端縮短的現象，防止圖形失真，提高二維圖形的解析度。
[0008]為了實現上述目的，本發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、提供半導體硅片，所述半導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行曝光顯影，并將第一掩膜版上的第一圖形轉移到所述第一光刻膠層中；其中，所述第一圖形具有大于設計圖形的預設區域；
[0011]步驟S3、以所述第一光刻膠層為掩膜對所述硬掩膜層進行刻蝕，使所述第一圖形轉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行曝光顯影，所述第二掩模版的第二圖形覆蓋所述預設區域，將第一圖形和第二圖形的結合轉移到所述第二光刻膠層中，對所述待刻蝕層進行刻蝕；
[0014]步驟S6、去除所述第二光刻膠層以及硬掩膜層，所述硅片上具有設計圖形。
[0015]優選的，所述步驟S2中，所述設計圖形與預設區域的總和為所述第一圖形。
[0016]優選的，所述預設區域是在設計圖形的基礎上直線延伸10?50nm。
[0017]優選的，所述步驟S5中，所述第二圖形覆蓋所述預設區域，并向所述預設區域的垂直方向的兩側延伸預設距離。
[0018]優選的，所述預設距離為100?500nmo
[0019]優選的，所述第二圖形向所述預設區域的直線延長方向延伸100?500nm。
[0020]優選的，所述設計圖形以及第一圖形均為條狀圖形。
[0021]優選的，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，對于最終設計圖形中容易產生圓角以及縮短的區域，在第一次曝光時，將第一掩膜版的第一圖形預先處理成向外延伸一定距離，在第二次曝光時，涂覆上第二光刻膠層，將第二掩模版用于對預先延伸的區域遮擋，經過曝光蝕刻，使最終形成的圖形與設計圖形一致，避免圖形產生拐角變圓以及線端縮短的現象，防止圖形失真，提高二維圖形的解析度。
【附圖說明】
[0023]圖1為現有技術中光刻工藝所預先設計的圖形；
[0024]圖2為現有技術中光刻工藝所實際形成的圖形；
[0025]圖3為本發明提高二維圖形解析度的工藝方法的流程示意圖；
[0026]圖4為本發明中第一掩模版的第一圖形的結構示意圖；
[0027]圖5為本發明中第二掩模版的第二圖形的結構示意圖；
[0028]圖6至圖10為本發明提高二維圖形解析度的工藝方法優選實施例中所形成設計圖形的剖面結構示意圖。
[0029]圖中的附圖標記為:
[0030]10.設計圖形，20.實際圖形，30.預設區域，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。
【具體實施方式】
[0031]為使本發明的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本發明的內容作進一步說明。當然本發明并不局限于該具體實施例，本領域內的技術人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發明的保護范圍內。其次，本發明利用示意圖進行了詳細的表述，在詳述本發明實例時，為了便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應以此作為對本發明的限定。
[0032]上述及其它技術特征和有益效果，將結合實施例及附圖1至圖10對本發明的提高二維圖形解析度的工藝方法進行詳細說明。圖1為現有技術中光刻工藝所預先設計的圖形；圖2為現有技術中光刻工藝所實際形成的圖形；圖3為本發明提高二維圖形解析度的工藝方法的流程示意圖；圖4為本發明中第一掩模版的第一圖形的結構示意圖；圖5為本發明中第二掩模版的第二圖形的結構示意圖；圖6至圖10為本發明提高二維圖形解析度的工藝方法優選實施例中所形成設計圖形的剖面結構示意圖。
[0033]請參閱圖3，圖3為本發明中