专利名称：形成不同图形密度的光刻方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体光刻技术，特别涉及一种用于刻蚀宏负载效应 测试的光刻技术。
背景技术：
等离子体刻蚀速率对刻蚀面积之间的关系称为负载效应(loading effect)。这种效应可从理论上来解释，并可作为我们考虑选用固定时间 与终点侦测的刻蚀模式的依据。尤其是光刻掩膜版的穿透率特性决定了曝 光面积的大小，因此直接造成整体宏负载(macroloading)与局部微负载 (microloading)的负载效应。
为了微调刻蚀制程参数，以达到最佳工艺表现，芯片曝光面积的估算 是一关键课题;也就是说,光刻掩膜版穿透率的相关特性的估算是必要的。 多晶硅层的蚀刻步骤即是一具代表性的例子，对于不同的光刻掩膜版的穿 透率(决定于组件图案)，同样的制程参数设定，却可能造成多晶硅层的过 蚀或欠蚀。由于负载效应对硅片半径的平方成正比，因此在预备转移至更 大的硅片尺寸时，亦需考虑到刻蚀负载效应。实际上，假设在相同的图案 密度以及最小尺寸技术下，则所需的薄膜蚀刻量将随硅片面积的放大而有 线性的增加。同时刻蚀反应器内的物理或化学制程条件也将有大大的不 同。这些都是一阶效应，亦即刻蚀具有宏负载效应。对于刻蚀工艺中宏负 载效应工艺窗口的研究，需要用不同图形密度的光刻掩膜版来获取不同时刻速率的数据。现有技术中，为得到不同图形密度的光刻图形，往往需要 制作多块光刻掩膜版，制备成本较高。同时，因光刻掩膜版的图形密度不 连续，只有几个不连续点的值(见图l)，不利于研究工作的开展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种形成不同图形密度的光刻方法， 其能降低所用的光刻掩膜版的成本。
为解决上述技术问题，本发明的形成不同图形密度的光刻方法，用于 刻蚀宏负载效应测试，该光刻方法至少使用两块具有不同图形密度的光刻 掩膜版，其中至少一块光刻掩膜版上具有测试图形，在硅片上的某个成阵 列的不同单元内利用上述不同图形密度的光刻掩膜板按预定的位置光刻， 使该阵列形成图像均匀的光刻图形，最终得到整体光刻图形密度。
本发明的方法，通过几块具不同图形密度的光刻掩膜版在基本单元上 组合光刻，形成具有图形密度不同的整体光刻图形，有效了减少了研究刻 蚀宏负载过程中光刻掩膜版的数量，降低研究成本。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明
图1为现有技术中刻蚀率与光刻图形密度的关系示意图2a至图2c为本发明的一个具体实施示意图3a至图3c为本发明的另一具体实施示意图4为本发明的光刻方法中刻蚀率与光刻图形密度的关系示意图。
具体实施例方式
本发明的形成不同图形密度的光刻方法，其主要利用至少两块以上具不同图形密度的光刻掩膜版，在一个基本的阵列的不同单元中，采用光刻 掩膜版和不同单元位置的不同组合，实现整体图形密度的变化的目的。
实施本发明的方法，首先至少准备具有不同图形密度的两块以上不同 的光刻掩膜版，其中至少一块光刻掩膜版上有测试图形。且随着光刻掩膜 版数目的减少，光刻掩膜版之间图形密度差异要加大。在做光刻时，根据 需要的图形密度预先编辑每一块光刻掩膜板的平面排列图，将不同图形密 度的光刻掩膜板之间，以及光刻掩膜版与跳过之间做不同搭配。之后根据 预先编辑的平面排列图，并做多次曝光(曝光次数和实际使用的光刻掩膜 版的数量相同)恰当组合硅片上不同投影区域所使用的光刻掩膜版，使该 阵列形成图像均匀的光刻图形，最终形成不同的整体图形密度。具体操作 时可通过光刻步进机来实现每个单元的曝光，可以将同一光刻掩膜版的需 曝光的单元通过步进机选择单元完成。
例如，采用两块光刻掩膜版，光刻掩膜版A的图形密度为5%，光刻
掩膜版B的图形密度为50%。第一种组合为光刻掩膜版A和光刻掩膜版B 在阵列中交替光刻(见图2a和图2b)，形成如图2c所示的光刻图形，得 到整体的光刻图形密度为(5%+50%) /2=27.5%。第二中组合为如图3a 所示用光刻掩膜版A光刻，如图3b所示用光刻掩膜版B光刻，得到如图 3c所示整体的光刻图形，该整体光刻图形密度为 5%*0. 25+50%*0. 75二38. 75%。还可以用光刻掩膜版A光刻其中1/4的单元， 而用光刻掩膜版B光刻其中3/4的单元，形成整体光刻图形密度为 50%*0. 25+5%*0. 75=16. 25%。按照上述方式，可以有多种组合形成，得到 多个不同的光刻图形密度，最终可以形成如图4的刻蚀速率研究数据。
权利要求
1、一种形成不同图形密度的光刻方法，用于刻蚀宏负载效应测试，其特征在于该光刻方法至少使用两块具有不同图形密度的光刻掩膜版，其中至少一块光刻掩膜版上具有测试图形，在硅片上的某个阵列的不同单元内利用上述不同图形密度的光刻掩膜板按预定的位置光刻，使该阵列形成图像均匀的光刻图形，最终得到整体光刻图形密度。
2、 按照权利要求l所述的光刻方法，其特征在于使用两块不同图形 密度的光刻掩膜版，其中至少一块光刻掩膜版上具有测试图形，在硅片上 的某个阵列单元内，用所述两块光刻掩膜版相互交替光刻，得到整体图形 密度为上述两块光刻掩膜版图形密度和的一半的光刻图形密度。
3、 按照权利要求l所述的光刻方法，其特征在于使用两块不同图形 密度的光刻掩膜版，其中至少一块光刻掩膜版上具有测试图形，在硅片上 的一个2*2的阵列单元内，在其中三个单元上用所述其中一块光刻掩膜版光 刻，而在剩余的单元上用另一块光刻掩膜版光刻，得到整体光刻图形密度。
全文摘要
本发明公开了一种形成不同图形密度的光刻方法，用于刻蚀宏负载效应测试，该光刻方法至少使用两块具有不同图形密度的光刻掩膜版，其中至少一块光刻掩膜版上具有测试图形，在硅片上的某个成阵列的不同单元内利用上述不同图形密度的光刻掩膜板按预定的位置光刻，使该阵列形成图像均匀的光刻图形，最终得到整体光刻图形密度。通过至少两块具不同图形密度的光刻掩膜版在基本单元上组合光刻，形成具有图形密度不同的整体光刻图形，有效了减少了研究刻蚀宏负载过程中光刻掩膜版的数量，降低研究成本。
文档编号G03F7/20GK101452210SQ20071009431
公开日2009年6月10日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者涛 熊, 啸 罗, 瑜 陈, 陈华伦, 陈雄斌 申请人:上海华虹Nec电子有限公司