[发明专利]一种实现精准套刻的工艺方法

说明书

本发明提供了一种实现精准套刻的工艺方法，该工艺方法包括：将需要精确套刻的至少两层光掩模进行逻辑运算，生成包含第一层和第二层所需图形的合集光掩模、第一层扩展光掩模和第二层扩展光掩模；提供目标介质层及覆盖其上的硬掩模层，利用半导体光刻工艺先将合集光掩模的图形传导到所述硬掩模层上，形成硬掩模图形，再依次将第一层扩展光掩模和第二层扩展光掩模的图形传导到所述目标介质层上，形成第一层图形和与之零套刻精度的第二层图形。本发明提出的实现精准套刻的工艺方法，具有工艺简单，能够实现前后待对准层次的零误差的套刻精度，为目前提出较高对准工艺要求的芯片研发和制造提供了非常大的实用价值。

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，具体涉及一种实现精准套刻的工艺方法。

背景技术

集成电路制造工艺中不可避免地需要进行多次光刻步骤以得到满足各种需求的芯片器件，因此会用到多张掩模版，经过多次曝光、显影将掩模版的图形转移到对应硅片上。为了达到预设器件结构的设计、实现器件的功能，往往要求后一层结构与前面某一层进行精确对准。目前，采用最先进的光刻机，套刻精度可以控制在5nm以内。然而，在一些比较特殊的工艺中，因光刻设备能力有限以及对套刻精度要求极高，致使工艺能力达不到要求。比如硅光工艺中就要求脊形波导和条形波导零误差对接，这在工艺上是做不到的，两层的偏差越大，接头处造成的器件性能(比如光损耗)下降就越多。因此，寻求高精准度套刻的工艺方法成为目前解决高性能器件研发和制作难题的有效途径。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种实现精准套刻的工艺方法，用于解决目前工艺上对极高的套刻精度难以实现的问题。

为实现上述目的，本发明一方面采用了如下的技术方案：

一种实现精准套刻的工艺方法，包括：

将需要进行套刻的至少两层光掩模进行逻辑运算，生成包含第一层和第二层所需图形的合集光掩模，所述第一层和第二层分别在原图形每边扩展一定宽度，生成第一层扩展光掩模和第二层扩展光掩模；

提供目标介质层及覆盖其上的硬掩模层，利用半导体光刻工艺先将合集光掩模的图形传导到所述硬掩模层上，形成硬掩模图形，再依次将第一层扩展光掩模和第二层扩展光掩模的图形传导到所述目标介质层上，形成第一层图形和与之零套刻精度的第二层图形。

另一方面，本发明还提供了一种实现精准套刻的工艺生产线，包括上述实现精准套刻的工艺方法所使用的装置：

光掩膜生成装置，其用于将需要进行套刻的至少两层光掩模进行逻辑运算，生成合集光掩模、第一层扩展光掩模和第二层扩展光掩模；

薄膜生长装置，其用于提供套刻工艺所需的目标介质层和硬掩模层；

光刻机装置，其用于将合集光掩模、第一层扩展光掩模和第二层扩展光掩模的图形在硬掩模层和目标介质层上形成刻蚀窗口；

刻蚀装置，其用于刻蚀硬掩模层和目标介质层形成硬掩模图形、第一层图形以及与第一层图形零套刻精度的第二层图形。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明一种实现精准套刻的工艺方法，采用对至少两层光刻图形进行逻辑运算，得出新光刻层的处理方法，并运用一次曝光完成的硬掩模图形和光刻胶组成共同阻挡区以刻蚀目标介质层的工艺方法，实现了前后待对准层次零误差的套刻精度，为目前提出较高对准工艺要求的芯片研发和制造提供了非常大的实用价值。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1a为本发明实施例的工艺方法中合集光掩模的俯视示意图；

图1b为本发明实施例的工艺方法中第一层扩展光掩模的俯视示意图；