[发明专利]灰度掩模图形

说明书

本发明公开了一种灰度掩模图形，在掩膜版上制作用于光刻形成具有一定倾角的斜坡；所述灰度掩膜图形的中心为一正方形结构，在所述正方形的四周分别排布有多行及多列的小尺寸的矩形孔结构阵列；以上边为初始、顺时针方向依次定义正方形的四条侧边分别为上侧边、右侧边、下侧边及左侧边；在正方形结构的上侧边外侧，定义平行于上侧边的为行，所述上侧边的外侧具有不少于3行的矩形孔结构；于同一行上的矩形孔结构具有相同的尺寸，位于不同行上的矩形孔结构具有不同的尺寸；所述矩形孔结构的尺寸，是从整个灰度掩膜图形的中心处往外侧方向不同行上的矩形孔结构尺寸逐渐缩小。通过设置不同行的矩形孔结构尺寸大小组合，能形成不同倾角的斜坡。

技术领域

本发明涉及集成电路设计制造领域，特别是指一种能得到不同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。其核心在于制作能精确控制光透射率的灰度掩模板，而灰度掩模图是制作灰度掩模板的关键。

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1所示，进而得到具有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灰度掩模图形，能通过调整图形不同的尺寸组合，改变光刻后光刻胶形成斜坡的角度。

为解决上述问题，本发明所述的一种灰度掩模图形，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；所述灰度掩膜图形的中心为一正方形spacer结构，在所述正方形结构的四条侧边之外分别排布有多行及多列的尺寸远远小于正方形结构的矩形孔结构阵列；以上边为初始、顺时针方向依次定义正方形的四条侧边分别为上侧边、右侧边、下侧边及左侧边；在正方形结构的上侧边外侧，定义平行于上侧边的为行，所述上侧边的外侧具有不少于3行的矩形孔结构；位于同一行上的矩形孔结构之间的间距为W1，不同行之间的矩形孔结构之间的间距为W2；位于同一行上的矩形孔结构具有相同的尺寸，位于不同行上的矩形孔结构具有不同的尺寸；所述矩形孔结构的尺寸，是从整个灰度掩膜图形的中心处往外侧方向不同行上的矩形孔结构尺寸逐渐缩小；

所述的灰度掩膜图形整体是中心对称图形，所述的正方形结构的四边的矩形孔结构排列一致，每一条侧边外的矩形孔结构阵列可通过其相邻的侧边的矩形孔结构阵列在灰度掩膜图形平面内旋转90°得到；旋转90°后，原来的行转换为列。