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用于沟槽 刻蚀的光刻版及沟槽的刻蚀方法

阅读：501发布：2024-02-03

专利汇可以提供用于沟槽刻蚀的光刻版及沟槽的刻蚀方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于沟槽刻蚀的光刻版，包括第一和第二沟槽图形区域，第一沟槽图形区域包括多条宽度相等的第一条形，各第一条形的间距相等，第二沟槽图形区域包括多条宽度相等的第二条形，各第二条形的间距相等；第二条形的条宽等于所述第一条形的条宽，各第二条形的间距小于各第一条形的间距。本发明还涉及一种沟槽的刻蚀方法。本发明通过设置合适的条宽和间距，使得在同时进行刻蚀的情况下，第一沟槽图形区域形成的沟槽比第二沟槽图形区域形成的沟槽深度要深，能够通过一次光刻和刻蚀形成两种以上不同深度的沟槽。，下面是用于沟槽刻蚀的光刻版及沟槽的刻蚀方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于沟槽刻蚀的光刻版，包括第一沟槽图形区域和第二沟槽图形区域，其特征在于，所述第一沟槽图形区域包括多条宽度相等的第一条形，各第一条形的间距相等，所述第二沟槽图形区域包括多条宽度相等的第二条形，各第二条形的间距相等，所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积不等于所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积；所述第一沟槽图形区域和第二沟槽图形区域用于光刻并刻蚀形成沟槽，所述第一沟槽图形区域用于形成比第二沟槽图形区域形成的沟槽深度深的沟槽；
其中，所述第二条形的条宽等于所述第一条形的条宽，各第二条形的间距小于各第一条形的间距，或
所述第二条形的条宽小于所述第一条形的条宽，所述第一条形的条宽与第一条形间间距之和等于第二条形的条宽与第二条形间间距之和。
2.根据权利要求1所述的用于沟槽刻蚀的光刻版，其特征在于，所述第二条形的条宽等于所述第一条形的条宽，各第二条形的间距小于各第一条形的间距。
3.根据权利要求2所述的用于沟槽刻蚀的光刻版，其特征在于，所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积是所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积的1.2～2倍。
4.根据权利要求1所述的用于沟槽刻蚀的光刻版，其特征在于，所述第二条形的条宽小于所述第一条形的条宽，所述第一条形的条宽与第一条形间间距之和等于第二条形的条宽与第二条形间间距之和。
5.根据权利要求4所述的用于沟槽刻蚀的光刻版，其特征在于，所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积是所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积的1.1～1.8倍。
6.一种沟槽的刻蚀方法，包括下列步骤：
提供晶圆；
通过沟槽刻蚀光刻版对晶圆进行光刻，在光刻胶上形成第一光刻图案和第二光刻图案；所述沟槽刻蚀光刻版包括第一沟槽图形区域和第二沟槽图形区域，所述第一光刻图案是第一沟槽图形区域转移到光刻胶上形成的图案，所述第二光刻图案是第二沟槽图形区域转移到光刻胶上形成的图案；所述第一沟槽图形区域包括多条宽度相等的第一条形，各第一条形的间距相等，所述第二沟槽图形区域包括多条宽度相等的第二条形，各第二条形的间距相等，所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积不等于所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积；所述第二条形的条宽等于所述第一条形的条宽，各第二条形的间距小于各第一条形的间距，或者所述第二条形的条宽小于所述第一条形的条宽，所述第一条形的条宽与第一条形间间距之和等于第二条形的条宽与第二条形间间距之和；
在所述光刻胶的掩蔽下进行干法刻蚀，通过所述第一光刻图案刻蚀出第一沟槽区，通过所述第二光刻图案刻蚀出第二沟槽区，所述第一沟槽区内的沟槽深度比所述第二沟槽区内的沟槽深度深。
7.根据权利要求6所述的沟槽的刻蚀方法，其特征在于，所述第二条形的条宽等于所述第一条形的条宽，各第二条形的间距小于各第一条形的间距。
8.根据权利要求7所述的沟槽的刻蚀方法，其特征在于，所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积是所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积的
1.2～2倍。
9.根据权利要求6所述的沟槽的刻蚀方法，其特征在于，所述第二条形的条宽小于所述第一条形的条宽，所述第一条形的条宽与第一条形间间距之和等于第二条形的条宽与第二条形间间距之和。
10.根据权利要求9所述的沟槽的刻蚀方法，其特征在于，所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积是所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积的
1.1～1.8倍。

说明书全文

用于沟槽刻蚀的光刻版及沟槽的刻蚀方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体工艺，特别是涉及一种用于沟槽刻蚀的光刻版，还涉及一种沟槽的刻蚀方法。

背景技术

[0002] 半导体元器件在制造时往往需要形成沟槽(Trench)结构，甚至需要在一个器件内形成深度不同的沟槽。但在同一个器件内沟槽为同时刻蚀，因此沟槽的深度是固定的，无法实现沟槽深度的差异。故传统技术中为实现差异化的沟槽深度，需要进行两次以上的光刻和刻蚀，导致产品的制造成本增加。

发明内容

[0003] 基于此，有必要提供一种用于沟槽刻蚀的光刻版，其能够通过一次光刻和刻蚀形成两种以上不同深度的沟槽。

[0004] 一种用于沟槽刻蚀的光刻版，包括第一沟槽图形区域和第二沟槽图形区域，所述第一沟槽图形区域包括多条宽度相等的第一条形，各第一条形的间距相等，所述第二沟槽图形区域包括多条宽度相等的第二条形，各第二条形的间距相等，所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积不等于所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积；所述第一沟槽图形区域和第二沟槽图形区域用于光刻并刻蚀形成沟槽，所述第一沟槽图形区域用于形成比第二沟槽图形区域形成的沟槽深度深的沟槽；所述第二条形的条宽等于所述第一条形的条宽，各第二条形的间距小于各第一条形的间距，或所述第二条形的条宽小于所述第一条形的条宽，所述第一条形的条宽与第一条形间间距之和等于第二条形的条宽与第二条形间间距之和。

[0005] 在其中一个实施例中，所述第二条形的条宽等于所述第一条形的条宽，各第二条形的间距小于各第一条形的间距。

[0006] 在其中一个实施例中，所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积是所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积的1.2～2倍。

[0007] 在其中一个实施例中，所述第二条形的条宽小于所述第一条形的条宽，所述第一条形的条宽与第一条形间间距之和等于第二条形的条宽与第二条形间间距之和。

[0008] 在其中一个实施例中，所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积是所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积的1.1～1.8倍。

[0009] 本发明还提供一种沟槽的刻蚀方法。

[0010] 一种沟槽的刻蚀方法，包括下列步骤：提供晶圆；通过沟槽刻蚀光刻版对晶圆进行光刻，在光刻胶上形成第一光刻图案和第二光刻图案；所述沟槽刻蚀光刻版包括第一沟槽图形区域和第二沟槽图形区域，所述第一光刻图案是第一沟槽图形区域转移到光刻胶上形成的图案，所述第二光刻图案是第二沟槽图形区域转移到光刻胶上形成的图案；所述第一沟槽图形区域包括多条宽度相等的第一条形，各第一条形的间距相等，所述第二沟槽图形区域包括多条宽度相等的第二条形，各第二条形的间距相等，所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积不等于所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积；所述第二条形的条宽等于所述第一条形的条宽，各第二条形的间距小于各第一条形的间距，或者所述第二条形的条宽小于所述第一条形的条宽，所述第一条形的条宽与第一条形间间距之和等于第二条形的条宽与第二条形间间距之和；在所述光刻胶的掩蔽下进行干法刻蚀，通过所述第一光刻图案刻蚀出第一沟槽区，通过所述第二光刻图案刻蚀出第二沟槽区，所述第一沟槽区内的沟槽深度比所述第二沟槽区内的沟槽深度深。

[0011] 在其中一个实施例中，所述第二条形的条宽等于所述第一条形的条宽，各第二条形的间距小于各第一条形的间距。

[0012] 在其中一个实施例中，所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积是所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积的1.2～2倍。

[0013] 在其中一个实施例中，所述第二条形的条宽小于所述第一条形的条宽，所述第一条形的条宽与第一条形间间距之和等于第二条形的条宽与第二条形间间距之和。

[0014] 在其中一个实施例中，所述第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积是所述第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积的1.1～1.8倍。

[0015] 上述用于沟槽刻蚀的光刻版，通过设置合适的条宽和间距，使得在同时进行刻蚀的情况下，第一沟槽图形区域形成的沟槽比第二沟槽图形区域形成的沟槽深度要深，能够通过一次光刻和刻蚀形成两种以上不同深度的沟槽。附图说明

[0016] 通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

[0017] 图1是本发明用于沟槽刻蚀的光刻版上的第一沟槽图形区域和第二沟槽图形区域的示意图；

[0018] 图2是实施例1中第一沟槽图形区域和第二沟槽图形区域的示意图；

[0019] 图3是实施例2中第一沟槽图形区域和第二沟槽图形区域的示意图；

[0020] 图4是本发明一种沟槽的刻蚀方法的流程图。

具体实施方式

[0021] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

[0022] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0023] 本发明提供一种用于沟槽刻蚀的光刻版，如图1所示，光刻版100包括第一沟槽图形区域10和第二沟槽图形区域20，第一沟槽图形区域10和第二沟槽图形区域20用于光刻并刻蚀形成沟槽。第一沟槽图形区域10包括多条宽度相等的第一条形，各第一条形的间距相等。第二沟槽图形区域20包括多条宽度相等的第二条形，各第二条形的间距相等。通过设置合适的条宽和间距，使第一沟槽图形区域的单位面积中第一条形所占面积不同于第二沟槽图形区域的单位面积中第二条形所占面积，从而使得第一沟槽图形区域形成的沟槽比第二沟槽图形区域形成的沟槽深度要深。

[0024] 可以理解的，以上是以形成两个不同深度沟槽的区域为例进行的说明，在有需要时当然也可以相应设置两个以上的沟槽图形区域，刻蚀后形成多组槽深各不相同的沟槽。

[0025] 实施例1：

[0026] 请参看图2，图2左边为第一沟槽图形区域10的示意图，右边为第二沟槽图形区域20的示意图。在该实施例中，第一条形11和第二条形21的宽度均为B，第一条形11的间距A大于第二条形21的间距C。因此，第二沟槽图形区域20中条形的密度要大于第一沟槽图形区域10中条形的密度。优选的，第二沟槽图形区域20的单位面积中第二条形21所占的面积是第一沟槽图形区域10的单位面积中第一条形11所占的面积的1.2～2倍。在实施例1中，以第一沟槽图形区域10为基准，可以在不改变条宽B的情况下，通过调整间距获得沟槽深度较浅的第二沟槽图形区域20。

[0027] 实施例1中由于第一沟槽图形区域10和第二沟槽图形区域20单位面积内需要刻蚀掉的量不一样，气体的负载(loading)不一样，条形的密度越大，需要的反应气体越多，在反应气体不是很充足的情况下，刻蚀的深度会变浅。

[0028] 实施例2：

[0029] 请参看图3，图3左边为第二沟槽图形区域20的示意图，右边为第一沟槽图形区域10的示意图。在该实施例中，第二条形22的条宽b小于第一条形12的条宽b’，且第一条形12的条宽b’与第一条形间间距a’之和等于第二条形22的条宽b与第二条形间间距a之和，即a+b＝a’+a’。优选的，第一沟槽图形区域10的单位面积中第一条形12所占面积是第二沟槽图形区域20的单位面积中第二条形22所占面积的1.1～1.8倍。实施例2适用于需要获得宽度不同的沟槽的情况。以第二沟槽图形区域20为基准，通过增大单个条形的面积，并保持条宽+间距的值不变，可以获得深度较深的沟槽。

[0030] 实施例2中，由于第一条形12相对于第二条形22的面积更大，因此气体交换更强，则第一条形12位置处刻蚀的深度将比第二条形22要深。

[0031] 本发明还提供一种沟槽的刻蚀方法，包括下列步骤：

[0032] S110，提供晶圆。

[0033] 准备好需要进行沟槽刻蚀的晶圆(Wafer)，并完成沟槽刻蚀前的处理步骤。

[0034] S120，通过沟槽刻蚀光刻版对晶圆进行光刻，在光刻胶上形成第一光刻图案和第二光刻图案。

[0035] 给晶圆涂上光刻胶后，采用上述用于沟槽刻蚀的光刻版进行曝光和显影，第一沟槽图形区域10转移到光刻胶上形成第一光刻图案，第二沟槽图形区域20转移到光刻胶上形成第二光刻图案。

[0036] S130，在光刻胶的掩蔽下进行干法刻蚀。

[0037] 反应气体穿过第一光刻图案中的条形与晶圆接触，刻蚀出第一沟槽区；穿过第二光刻图案中的条形与晶圆接触，刻蚀出第二沟槽区。第一沟槽区内的沟槽深度比第二沟槽区内的沟槽深度深。

[0038] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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