[发明专利]改变光刻侧壁形貌的灰度掩模图形

说明书

本发明公开了一种改变光刻侧壁形貌的灰度掩模图形，在掩膜版上形成用于光刻形成沟槽或者台阶的灰度掩膜图形，所述灰度掩膜图形在平面内具有互相垂直的第一方向及第二方向，在掩膜版上用于形成沟槽侧壁形貌的掩膜区域沿第二方向设置多行及多列的方形孔结构阵列，所述的方形孔结构阵列位于灰度掩膜版上形成沟槽的两侧壁区域；所述方形孔结构阵列中位于同一列上的方形孔具有相同的尺寸，位于不同列的方形孔具有不同的尺寸，且以沟槽中心向两侧方向上不同列的方形孔的尺寸逐渐缩小。本发明通过设置不同的方形孔尺寸，以及方形孔之间的行间距以及列间距，实现了形成不同角度沟槽侧壁的目的，且能通过不同参数使沟槽侧壁的形貌更加平整。

技术领域

本发明涉及集成电路设计制造领域，特别是指一种改变光刻侧壁形貌的灰度掩模图形。

背景技术

光刻(photoetching or lithography)是通过一系列生产步骤，将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺。在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留的是特征图形部分。光刻生产的目标是根据电路设计的要求，生成尺寸精确的特征图形，并且在晶圆表面的位置正确且与其它部件（parts）的关联正确。

光刻是基本工艺中最关键的步骤。光刻确定了器件的关键尺寸。光刻过程中的错误可造成图形歪曲或套准不好，最终可转化为对器件的电特性产生影响。图形的错位也会导致类似的不良结果。光刻的掩膜板（Mask）的质量对于集成电路的制造工艺具有相当重要的影响。

在微光学、微机械和微电子领域，制作带有一定表面轮廓的三维结构成为人们的关注重点。较之于标准二元光学器件制作方法，灰度掩模法由于其制作成本低、周期短、方法简单等，成为了研究热点。灰度掩模技术是批量化制作三维微结构的有效方法，灰度掩模是一种光掩模，与二元掩模不同之处在于：灰度掩模在掩模平面不同位置可以提供变化的透过率，单一灰度掩模可以含有一组二元掩模的位相信息，在经过一次光刻过程和刻蚀过程后得到所需要的衍射光学元件，这种方法成本低、周期短、方法简便、无对准误差等，但加工精度有待于提高。灰度掩模根据制作设备及原理可分为直写灰度掩模、模拟灰度掩模及其他灰度掩模。其核心在于能精确控制灰度掩模版上任意点的光透射率。

如图1所示，是利用灰度掩膜在半导体基底上刻蚀形成台阶状形貌的示意图，灰度掩膜通过控制不同曝光点的光透射率，使光刻胶一次曝光后各点具有不同曝光值，固膜后光刻胶形成台阶，再利用向下刻蚀不同的刻蚀量来形成了台阶状。

一般情况下，要求光刻图形侧壁垂直于表面，但少数的特殊器件为了增强器件性能，需要光刻胶侧壁形貌有一定的倾斜度，如图2所示，进而得到一定倾斜度的刻蚀形貌。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种改变光刻侧壁形貌的灰度掩模图形，能有效改变刻蚀形成的侧壁的形貌。

为解决上述问题，本发明所述的改变光刻侧壁形貌的灰度掩模图形，在掩膜版上形成用于光刻形成沟槽或者台阶的灰度掩膜图形，所述灰度掩膜图形能在光刻胶上形成侧壁；所述灰度掩膜图形在平面内具有互相垂直的第一方向及第二方向，在掩膜版上用于形成沟槽侧壁形貌的掩膜区域沿第二方向设置多行及多列的方形孔结构阵列，所述的方形孔结构阵列位于灰度掩膜版上形成沟槽的两侧壁区域；所述方形孔结构阵列中位于同一列上的方形孔具有相同的尺寸，位于不同列的方形孔具有不同的尺寸，且以沟槽中心向两侧方向上不同列的方形孔的尺寸逐渐缩小。

进一步的改进是，所述不同列方形孔之间间距为W1,同列之间的方形孔之间间距为W2，所述不同列方形孔之间的距离W1能设置为相同或者不相同，所述同列的方形孔之间的间距W2也能设置为相同或者不相同。

进一步的改进是，所述的方形孔为正方形。

进一步的改进是，所述的方形孔结构阵列中，列的数量越多，则不同列的方向孔的尺寸变化越小，形成的侧壁形貌精确度越高；所述行的数量由沟槽长度及方形孔的尺寸共同决定。