[发明专利]半导体生产中关键尺寸的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体生产中关键尺寸的控制方法。

背景技术

目前，随着半导体制造工艺的进步，当前半导体代工设计规则能够让超大规模集成电路能够处理微米以下的关键尺寸，为实现更快的晶体管及电路速度以及更高的可信度(reliability)，同时为了要确保装置符合期望中的大小，例如，要确保装置彼此之间没有不当重迭或互动，设计规则定义如装置与互联线的容许距离以及线宽等规则。此设计规则限制经常会定义线及空间尺寸的较要范围，例如制造装置中允许的线的宽度或二条线之间的空间。

常见的，尺寸上的错误说明在半导体制程关键部分上有某些不稳定。尺寸上的错误可能是任何原因造成的，例如光学(例如在光蚀刻(photolithpgraphy)系统上透镜弯曲或像差(aberration))、机械、或化学(光阻(coating)或防反射光阻(anti-reflection coating)厚度不均)等来源。

在一实例中，如图1-4所示，利用光罩12对位于晶圆(wafer)上的光阻11进行曝光13，可能因为高级制程下的光学临近效应而造成尺寸16、17错误，这是本领域技术人员所不愿看到的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种半导体生产中关键尺寸的控制方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

一种半导体生产中关键尺寸的控制方法，其中，所述方法包括：

步骤S1：提供一半导体衬底，于所述半导体衬底的表面旋涂一层光阻，并采用具有目标图形的光罩对所述光阻进行曝光后，以在所述光阻上形成保留区域；

步骤S2：采用一辅助光罩对所述光阻再次进行曝光，以对所述保留区域的图形进行修正；

其中，所述辅助光罩与所述保留区域水平方向的相对位置为一固定的位置参数；

步骤S3：对所述光阻进行显影工艺后，以于所述晶圆上形成具有目标图形的光阻层。

上述的半导体生产中关键尺寸的控制方法，其中，所述目标图形包括若干图形单元；

所述步骤S2具体为：采用所述辅助光罩对所述光阻再次进行曝光，以在对位于所述保留区域边缘位置的所述图形单元进行修正后，使得位于边缘位置的图形单元之间的尺寸差值小于一预定值。

上述的半导体生产中关键尺寸的控制方法，其中，所述方法还包括：

步骤S4：重新选取一所述辅助光罩与所述保留区域水平方向的位置参数，执行步骤S1至S3，并获得一与该位置参数对应的所述保留区域边缘位置的图形单元之间的尺寸差值；

步骤S5：重复步骤S4，获取至少两组数据，对所述辅助光罩与所述保留区域水平方向的位置参数值与所述保留区域边缘位置的图形单元之间的尺寸差值之间建立数学模型；

步骤S6：通过所述数学模型，获取所述预定值对应的位置参数值。

上述的半导体生产中关键尺寸的控制方法，其中，所述尺寸差值小于1nm。

上述的半导体生产中关键尺寸的控制方法，其中，所述目标图形为若干根平行线。

上述的半导体生产中关键尺寸的控制方法，其中，所述数学模型为线性关系。

上述的半导体生产中关键尺寸的控制方法，其中，建立所述数学模型的步骤还包括：

使用同一个所述位置参数，检测若干个目标图形的关键尺寸，并取平均值，作为所述数学模型中该位置参数对应的关键尺寸值。

上述的半导体生产中关键尺寸的控制方法，其中，所述一种半导体生产中关键尺寸的控制方法的制程范围小于32nm。

上述的半导体生产中关键尺寸的控制方法，其中，所述光阻为正胶时，所述保留区域为非曝光区；所述光阻为负胶时，所述保留区域为曝光区。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明通过在传统的光阻工艺中完成曝光之后，利用一辅助光罩对光阻进行再曝光，并通过调整辅助光罩与光阻的保留区域的相对位置，以对保留区域的图形进行修正，从而能够在32nm或更高级的制程下，有效克服光学临近效应所造成的特征尺寸差距过大的问题，进而将特征尺寸差距控制在1nm范围之内。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1-4是本发明背景技术中现有光刻工艺中各步骤对应的结构示意图；

图5-10是本发明方法中光刻工艺中各步骤对应的结构示意图；

图11是本发明方法中辅助光罩调整方式示意图；