[发明专利]光刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻技术，特别是半导体器件的光刻方法。

背景技术

随着集成电路设计的高速发展，掩模版的图形，即掩模版图，尺寸日益缩小，光学邻近效应越来越明显，即曝光光线穿过掩模版并投射到硅片表面的光刻胶上时，在光刻胶表面所形成的图案相较于掩模版图形会出现变形和偏差，从而影响在硅片表面所形成的图形，也就是光刻图形。

参考图1，由于掩模版图110中图案间距过小，在对掩模版图110曝光的过程中，相邻图案中所透过的曝光光线相互迭加或抵消，使得所获得的对应的光刻图形120中，本不该有图案的位置出现了图案，产生了桥接。而在其它情况下，还可能出现光刻图形120中本该有图案的位置，图案却未曝光成功等现象。

掩模版图是根据设计图形进行制造的，当设计图形的关键尺寸过小，甚至小于光刻设备的分辨率时，现有技术通常通过两次曝光来获得所要求的图形。图2至图4分别为采用现有技术的两次光刻方法对设计图形进行曝光的一个具体例子的示意图。

具体来说，参考图2，由于设计图形中图案间距d过小，甚至小于光刻设备的分辨率，首先按照光刻设备的分辨率，将设计图形100拆分成至少两个掩模版图101和102，其中，掩模版图101的关键尺寸d1或者掩模版图102中的关键尺寸d2都大于光刻设备的分辨率；参考图3，先采用掩模版图101进行曝光和显影，将掩模版图101转移至硅片200上的光刻胶层201上，以光刻胶层201图形为掩膜进行刻蚀，进而将图形转移至硅片200上，然后，再次旋涂光刻胶202；参考图4，接着根据掩模版图102，进行曝光和显影，将掩模版图102转移至硅片200上的光刻胶层202上，并以光刻胶层202图形为掩膜进行刻蚀，最终在硅片200上获得设计图形。

然后，采用传统的两次光刻方法进行刻蚀时，通过将设计图形中的多个图案间隔地划分至两组，以形成两个掩模版图，使得每个掩模版图中的每两个图案之间的间距扩大至原来的两倍；通过依次对该两个掩模版图分别进行曝光、显影及刻蚀，避免了曝光图形的桥接。然而，当掩模版图中图形尺寸日益减小，尤其是当工艺节点减小至32nm以下时，即使通过传统的两次光刻方法也无法获得较好的曝光效果，因此，为了获得具有极小间距和尺寸的图案，适应日益减小的图形尺寸，有必要对传统的光刻方法进行改进。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种光刻方法，从而能够获得具有极小间距和尺寸的图案。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光刻方法，包括：将设计图形拆分成第一掩模版图和第二掩模版图，所述第一掩模版图和所述第二掩模版图重叠的区域为设计图形；采用所述第一掩模版图对硅片进行曝光显影，所述硅片至少包括待刻蚀层和位于所述待刻蚀层表面的硬掩模层，通过第一次刻蚀将所述第一掩模版图转移至所述硅片的硬掩模层上；在所述硬掩模层和所述待刻蚀层的表面形成第二光刻胶层，将所述第二掩模版图转移至所述第二光刻胶层上，并基于所述第二光刻胶层和所述硬掩模层进行第二次刻蚀，将所述设计图形转移至所述硅片的待刻蚀层上。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过将图案尺寸小于分辨率的设计图形拆分成具有重叠区域的两个掩模版图，接着在硅片的待刻蚀层表面形成硬掩模层，通过先将第一掩模版图转移至所述硬掩模层上，再基于第二掩模版图进行图形转移，以及基于所述转移图形对硅片进行刻蚀，从而将设计图形转移至待刻蚀层，进而提高了产品良率。

附图说明

图1是现有技术中由于掩模版图案间距过小产生桥接的平面示意图；

图2至图4是采用现有技术的两次曝光法对设计图形曝光形成掩模版的剖面示意图；

图5是本发明光刻方法的一种实施方式的流程示意图；

图6是图5所示步骤S1一具体实施例的版图示意图；

图7是图5所示步骤S1另一具体实施例的版图示意图；

图8是图5所示步骤S2一种实施方式的流程示意图；

图9是图8所示步骤S21一种实施方式的流程示意图；

图10至图12是图5所示步骤S2一具体实施例的剖面示意图；

图13是图5所示步骤S3一种实施方式的流程示意图；

图14至图16是图5所示步骤S3一具体实施例的剖面示意图。

具体实施方式