[发明专利]光刻尺寸超规格的修正刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺，具体涉及一种光刻尺寸超 规格的修正刻蚀方法。

背景技术

如图1所示，当光刻线宽超规格后采取返工作业。其一般工艺流程为： 光刻尺寸超规格后，用干法去除光刻胶，然后进行湿法腐蚀，接着重新涂 光刻胶进行光刻，光刻后进行光刻尺寸测量，如果合格则进入下一步刻蚀， 如果超规格则重新返工作业。

上述方法会使硅片缺陷数增加，导致良率降低，同时也增加了去胶、 湿法、光刻工艺的生产成本，造成资源浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光刻尺寸超规格的修正刻蚀 方法，它可以用于光刻尺寸超规格后进行修正，得到设定的主介质膜线宽， 进而可以大幅度增加光刻工艺窗口，减少因光刻线宽超规格的返工，降低 生产成本。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种光刻尺寸超规格的修正刻 蚀方法，用于光刻尺寸超规格产生光刻尺寸偏差时，进一步刻蚀衬底上的 主介质膜，达到设定的主介质膜线宽，其中主介质膜上有刻蚀阻挡层，刻 蚀阻挡层上涂有光刻胶；具体包括如下步骤：(1)根据光刻尺寸偏差计算 刻蚀阻挡层的刻蚀断面角度修正值；(2)根据刻蚀阻挡层的刻蚀断面角度 修正值，通过改变刻蚀参数调整刻蚀阻挡层的刻蚀断面角度；(3)进一步 刻蚀主介质膜，得到设定的主介质膜线宽。

因为本发明用上述方法改变了光刻尺寸超规格后需要返工作业的工 艺流程，经过修正后仍可得到设定的主介质膜线宽，进而可以大幅度增加 光刻工艺窗口，减少因光刻线宽超规格的返工，降低生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是现有光刻尺寸超规格后需要返工作业的工艺流程图；

图2是光刻后光刻尺寸正常的示意图；

图3是光刻尺寸正常时刻蚀后的结构示意图；

图4是光刻后光刻尺寸超规格(偏大)的示意图；

图5是光刻尺寸超规格(偏大)刻蚀后的结构示意图；

图6是光刻后光刻尺寸超规格(偏小)的示意图；

图7是光刻尺寸超规格(偏小)刻蚀后的结构示意图。

图中附图标记为，1，衬底；2，主介质膜；3，刻蚀阻挡层；4， 光刻胶；L，光刻尺寸；δ，光刻尺寸偏差；D，刻蚀偏差；T，刻蚀 阻挡层厚度；S，设定的主介质膜线宽；A，刻蚀阻挡层的刻蚀断面角 度；θ，刻蚀阻挡层的刻蚀断面角度修正值。

具体实施方式

如图2是光刻后光刻尺寸正常情况下的示意图，图中衬底1上有主 介质膜2，主介质膜2上有刻蚀阻挡层3，刻蚀阻挡层厚度为T，刻蚀阻 挡层上有光刻胶，光刻后正常的光刻尺寸L。

如图3是图2状态下进一步刻蚀的示意图，其中D是正常情况下都 会存在的刻蚀偏差，A是刻蚀阻挡层的刻蚀断面角度，S是设定的主介质 膜线宽，则满足公式：

S＝L+D+2*T*ctgA，

其中当刻蚀的工艺一定时，光刻尺寸L、刻蚀偏差D、刻蚀阻挡层的 刻蚀断面角度A、设定的主介质膜线宽S都是固定值。

如图4和图5所示，本发明的光刻尺寸超规格的修正刻蚀方法，用 于光刻尺寸L超规格产生光刻尺寸偏差δ时，进一步刻蚀衬底1上的主介 质膜2，达到设定的主介质膜线宽S。图中所示主要是光刻尺寸偏大，即 产生正偏差时的情况。

图4中，主介质膜2的材料可以是金属或多晶硅，主介质膜2上有 刻蚀阻挡层3，刻蚀阻挡层3的材料可以是硬掩膜和绝缘抗反射材料，具 体包括氮氧化硅、氮化硅、二氧化硅、和金属化合物等，刻蚀阻挡层3 上涂有光刻胶4，光刻后光刻尺寸实际上为L+δ。

根据本发明的方法具体包括如下步骤：

(1)根据光刻尺寸偏差计算刻蚀阻挡层的刻蚀断面角度修正值。

计算时由于主介质膜实际的线宽计算式为：

L+D+2*T*ctg(A+θ)，

设定的主介质膜线宽由正常情况计算：

S＝L+D+2*T*ctgA，

如果要使主介质膜实际的线宽与设定的主介质膜线宽需将上述两计 算式相等，即：

L+D+2*T*ctg(A+θ)＝L+D+2*T*ctgA；

进一步化简可得计算公式为：