掩膜版图形、掩膜版以及半导体结构的形成方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种掩膜版图形、掩膜版以及半导体结构的形成方法。

背景技术

光刻技术是半导体制作技术中至关重要的一项技术，光刻技术能够实现将图形从掩膜版中转移到硅片表面，形成符合设计要求的半导体产品。在半导体制造中，随着设计尺寸的不断缩小，设计尺寸越来越接近光刻成像系统的极限，光的衍射效应变得越来越明显，导致最终对设计图形产生光学影像退化，实际形成的光刻图案相对于掩膜版上的图案发生严重畸变，最终在硅片上经过光刻形成的光刻图形和设计图形不同，这种现象称为光学邻近效应(OPE：Optical Proximity Effect)。

散射条(Scattering Bar，简称SB)是一种亚分辨率辅助图形，其利用主图形(MainFeature)周围设置辅助图形条，以提高主图形的光刻质量。其中，主图形为可曝光图形，而散射条为不可曝光图形。

然而，现有技术将掩膜版图形转移到硅片上的图形的两端和中心的特征尺寸不一致。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种掩膜版图形、掩膜版以及半导体结构的形成方法，以提高光刻图形尺寸的均一性。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种掩膜版图形，包括：第一图形区，所述第一图形区包括若干第一目标图形，若干所述第一目标图形沿第一方向排列；分别位于所述第一图形区两侧的第一切割图形区和第二切割图形区，所述第一切割图形区、第一图形区和第二切割图形区沿第二方向排列，且所述第一方向和第二方向垂直；位于所述第一切割图形区内的第一辅助图形，且所述第一辅助图形与若干所述第一目标图形邻接；位于所述第二切割图形区内的第二辅助图形，且所述第二辅助图形与若干所述第一目标图形邻接。

可选的，还包括：第二图形区，所述第二图形区包括若干第二目标图形，若干所述第二目标图形沿第一方向排列，且所述第二切割图形区位于所述第一图形区和第二图形区之间；第三切割图形区，所述第二切割图形区和第三切割图形区分别位于所述第二图形区的两侧，且所述第二切割图形区和第三切割图形区沿第二方向排列；位于所述第三切割图形区内的第三辅助图形，且所述第三辅助图形与若干所述第二目标图形邻接。

可选的，所述第一辅助图形包括：沿第二方向延伸的若干相互分立的第一辅助部，且每个所述第一辅助部与一个所述第一目标图形邻接。

可选的，所述第一辅助图形还包括：与若干第一辅助部邻接的第二辅助部，且所述第二辅助部沿第一方向延伸。

可选的，所述第三辅助图形包括：沿第二方向延伸的若干相互分立的第三辅助部，且每个所述第三辅助部与一个所述第二目标图形邻接。

可选的，所述第三辅助图形还包括：与若干第三辅助部邻接的第四辅助部，且所述第四辅助部沿第一方向延伸。

可选的，各所述第一目标图形的中轴线和对应的所述第二目标图形的中轴线不重合，所述第二辅助图形包括若干第五辅助部和若干第六辅助部，若干所述第五辅助部沿第二方向延伸，若干所述第六辅助部沿第二方向延伸，一个所述第五辅助部与一个所述第一目标图形邻接，一个所述第六辅助部与一个所述第二目标图形邻接。

可选的，所述第二辅助图形还包括：沿第一方向延伸第七辅助部，且所述第七辅助部与若干第五辅助部、以及若干第六辅助部邻接。

可选的，还包括：位于所述第一图形区一侧或者两侧的第四切割图形区；位于所述第四切割图形区内的若干第四辅助图形，且所述第四辅助图形沿第二方向延伸。

可选的，每个所述第四辅助图形与一个第五辅助部邻接。

可选的，各所述第一目标图形的中轴线和对应的所述第二目标图形的中轴线重合时，所述第二辅助图形包括若干第八辅助部，且一个所述第八辅助部两端分别与第一目标图形和第二目标图形邻接。

可选的，还包括：位于所述第一图形区一侧或者两侧的第四切割图形区；位于所述第四切割图形区内的若干第五辅助图形，且所述第四辅助图形沿第二方向延伸。

可选的，每个所述第五辅助图形与一个第八辅助部邻接。

相应的，本发明技术方案还提供一种掩膜版，所述掩膜版上具有图形，所述图形包括：第一图形区，所述第一图形区包括若干第一目标图形，若干所述第一目标图形沿第一方向排列；分别位于所述第一图形区两侧的第一切割图形区和第二切割图形区，所述第一切割图形区、第一图形区和第二切割图形区沿第二方向排列，且所述第一方向和第二方向垂直；位于所述第一切割图形区内的第一辅助图形，且所述第一辅助图形与若干所述第一目标图形邻接；位于所述第二切割图形区内的第二辅助图形，且所述第二辅助图形与若干所述第一目标图形邻接。

相应的，本发明技术方案还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面具有待刻蚀层；提供掩膜版，所述掩膜版上具有图形，所述图形包括：第一图形区，所述第一图形区包括若干第一目标图形，若干所述第一目标图形沿第一方向排列；分别位于所述第一图形区两侧的第一切割图形区和第二切割图形区，所述第一切割图形区、第一图形区和第二切割图形区沿第二方向排列，且所述第一方向和第二方向垂直；位于所述第一切割图形区内的第一辅助图形，且所述第一辅助图形与若干所述第一目标图形邻接；位于所述第二切割图形区内的第二辅助图形，且所述第二辅助图形与若干所述第一目标图形邻接；以所述掩膜版为掩膜，对所述基底进行图形化工艺，形成初始半导体结构，所述初始半导体结构包括第一结构、第二结构以及第三结构，其中，所述第一结构对应第一图形区，所述第二结构对应所述第一切割图形区，所述第三结构对应所述第二切割图形区；去除所述第二结构和第三结构。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明技术方案提供的掩膜版图形中，位于所述第一切割图形区内的第一辅助图形，且所述第一辅助图形与若干所述第一目标图形邻接；位于所述第二切割图形区内的第二辅助图形，且所述第二辅助图形与若干所述第一目标图形邻接，从而所述第一切割图形区内的图案密度和所述第一图形区内的图案密度接近，并且，所述第二切割图形区内的图案密度和所述第一图形区内的图案密度差异较小，进而后续以所述第一图形区和第一切割图形区、第二切割图形区进行图案转移时，有利于提高与所述第一图形区相对应部分的图案尺寸的均一性。

进一步，所述第二切割图形区位于所述第一图形区一侧，所述第二切割图形区位于所述第二图形区的一侧，各所述第一目标图形的中轴线和各所述第二目标图形的中轴线不重合时，由于所述第二辅助图形包括：若干第五辅助部和若干第六辅助部、以及第七辅助部，且若干第五辅助部沿第二方向延伸，若干所述第六辅助部沿第二方向延伸，所述第七辅助部沿第一方向延伸，一个所述第五辅助部与一个所述第一目标图形邻接，一个所述第六辅助部与一个所述第二目标图形邻接，所述第七辅助部与若干第五辅助部、以及若干第六辅助部邻接，使得第一图形区一侧的图案密度和第二切割图形区的图案密度差异较小，同时，使第二图形区一侧的图案密度和所述第二切割图形区的图案密度差异较小。进而后续以第一图形区、第二图形区、以及第二切割图形区进行图案转移时，有利于提高与所述第一图形区相对应部分的图案尺寸的均一性，也提高与第二图形区相对应部分的图案尺寸的均一性。

进一步，所述第二切割图形区位于所述第一图形区一侧，所述第二切割图形区位于所述第二图形区的一侧，各所述第一目标图形的中轴线和各所述第二目标图形的中轴线不重合时，由于所述第一辅助图形包括若干第八辅助部，且一个所述第八辅助部两端分别与第一目标图形和第二目标图形邻接，使得第一图形区一侧的图案密度和第二切割图形区的图案密度差异较小，同时，使第二图形区一侧的图案密度和所述第二切割图形区的图案密度差异较小。进而后续以第一图形区、第二图形区、以及第二切割图形区进行图案转移时，有利于提高与所述第一图形区相对应部分的图案尺寸的均一性，也提高与第二图形区相对应部分的图案尺寸的均一性。

附图说明

图1至图5是一种掩膜版图形的结构示意图；

图6是本发明一实施例中的掩膜版图形的结构示意图；

图7是本发明另一实施例中的掩膜版图形的结构示意图；

图8至图9是本发明一实施例中的半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，采用现有掩膜版图形进行光刻，形成的图案的尺寸均一性较差。

图1至图5是一种掩膜版图形的结构示意图。

请参考图1，提供掩膜版图形，包括：图形区a，所述图形区a包括若干目标图形100，若干所述目标图形100沿第一方向X排列，且所述目标图形100沿第二方向Y延伸。

请参考图2，在所述第二方向Y上，在图形区a的边缘设置切割图形区b，所述切割图形区b包括若干辅助图形110。

请参考图3，提供基底120；在所述基底120上形成光刻胶(图中未示出)；以所述掩膜版图形制作掩膜版130；以所述掩膜版130为掩膜，对所述光刻胶进行光刻，形成图形化层140。

请参考图4，以所述图形化层140为掩膜，对所述基底120进行第一刻蚀，形成初始半导体结构150，所述初始半导体结构150包括：第一结构151和第二结构152，其中，所述第一结构151对应图形区a，所述第二结构152对应切割图形区b。

请参考图5，进行第二刻蚀，去除所述第二结构152。

上述方法中，通过在所述第二方向Y上，在图形区a的边缘设置切割图形区b，所述切割图形区b包括若干辅助图形110，所述辅助图形110能够改善位于图形区a内边缘位置的目标图形100周围的图案密度，即，图形区a边缘的图案密度和图形区a内的图案密度差异较小，使得后续以修正后的掩膜版进行光刻将掩膜版图形转移到基底120内，从而提高在基底120内形成的图案的尺寸均一性。

然而，由于沿第二方向Y上图形区a两侧的图案密度差异仍较大，容易产生刻蚀载量效应(etch loading effect)，导致形成的图案的两端和中心的尺寸差异较大，即，形成的图案的尺寸均一性仍较差。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种掩膜版图形，包括：第一图形区，所述第一图形区包括若干第一目标图形，若干所述第一目标图形沿第一方向排列；分别位于所述第一图形区两侧的第一切割图形区和第二切割图形区，所述第一切割图形区、第一图形区和第二切割图形区沿第二方向排列，且所述第一方向和第二方向垂直；位于所述第一切割图形区内的第一辅助图形，且每个所述第一辅助图形与一个所述第一目标图形邻接；位于所述第二切割图形区内的第二辅助图形，且每个所述第二辅助图形与一个所述第一目标图形邻接。所述掩膜版图形有利于提高光刻图形尺寸的均一性。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图6是本发明一实施例中的掩膜版图形的结构示意图。

请参考图6，一种掩膜版图形，包括：第一图形区A1，所述第一图形区A1包括若干第一目标图形200，若干所述第一目标图形200沿第一方向X排列；分别位于所述第一图形区A1两侧的第一切割图形区B1和第二切割图形区B2，所述第一切割图形区B1、第一图形区A1和第二切割图形区B2沿第二方向Y排列，且所述第一方向X和第二方向Y垂直；位于所述第一切割图形区B1内的第一辅助图形210，且所述第一辅助图形210与若干所述第一目标图形200邻接；位于所述第二切割图形区B2内的第二辅助图形220，且所述第二辅助图形220与若干所述第一目标图形200邻接。

由于第一辅助图形210位于所述第一切割图形区B1内，且所述第一辅助图形210与若干所述第一目标图形200邻接；第二辅助图形220位于所述第二切割图形区B2内，且所述第二辅助图形220与若干所述第一目标图形200邻接，从而，所述第一切割图形区B1内的图案密度和所述第一图形区A1内的图案密度接近，并且，所述第二切割图形区B2内的图案密度和所述第一图形区A1内的图案密度差异较小，进而后续以所述第一图形区A1和第一切割图形区B1、第二切割图形区B2进行图案转移时，有利于提高与所述第一图形区A1相对应部分的图案尺寸的均一性。

以下结合附图进行详细说明。

所述掩膜版图形是为待刻蚀材料层设计的图形。

在本实施例中，所述第一目标图形200为长条状。

在本实施例中，所述掩膜版图形还包括：第二图形区A2，所述第二图形区A2包括若干第二目标图形230，若干所述第二目标图形230沿第一方向X排列，且所述第二切割图形区B2位于所述第一图形区A1和第二图形区A2之间；第三切割图形区B3，所述第二切割图形区B2和第三切割图形区B3分别位于所述第二图形区A2的两侧，且所述第二切割图形区B2和第三切割图形区B3沿第二方向Y排列；位于所述第三切割图形区B3内的第三辅助图形240，且所述第三辅助图形240与若干所述第二目标图形230邻接。

所述第一辅助图形210包括：沿第二方向Y延伸的若干相互分立的第一辅助部211，且每个所述第一辅助部211与一个所述第一目标图形200邻接。

在本实施例中，所述第一辅助部211在第二方向Y上呈短条状。在其他实施例中，所述第一辅助部在第二方向还可以呈长条状。

在本实施例中，所述第一辅助图形210还包括：与若干第一辅助部211邻接的第二辅助部212，且所述第二辅助部212沿第一方向X延伸。

在本实施例中，所述第二辅助部212在第一方向X上呈长条状。

在其他实施例中，不包括：所述第二辅助部。

在本实施例中，通过若干所述第一辅助部211、以及与所述第一辅助部211邻接的所述第二辅助部212共同形成的第一辅助图形210，使得第一切割图形区B1的图案密度和第一图形区A1的图案密度接近。并且，所述第一辅助部211沿第二方向Y的尺寸在较小的范围内，便可以和第二辅助部212共同作为第一辅助图形210，使得在后续的光刻工艺中，降低刻蚀载量效应(etchloading effect)。进而，在第一切割图形区B1的空间范围较小的情况，位于所述第一切割图形区B1内的所述第一辅助图形210，也能够有效保证以第一目标图形200后继进行图案转移后形成的第一结构的两端和中心尺寸的一致性。

所述第三辅助图形240包括：沿第二方向Y延伸的若干相互分立的第三辅助部241，且每个所述第三辅助部241与一个所述第二目标图形230邻接。

在本实施例中，所述第三辅助部241在第二方向Y上呈短条状。在其他实施例中，所述第三辅助部在第二方向还可以呈长条状。

在本实施例中，所述第三辅助图形240还包括：与若干第三辅助部241邻接的第四辅助部242，且所述第四辅助部242沿第一方向X延伸。

在本实施例中，所述第四辅助部242在第一方向X呈长条状。

在其他实施例中，不包括：所述第四辅助部。

同样的，在本实施例中，通过若干所述第三辅助部241、以及与所述第三辅助部241邻接的所述第四辅助部242共同形成的第三辅助图形240，使得第三切割图形区B3的图案密度和第二图形区A2的图案密度接近。并且，所述第三辅助部241沿第二方向Y的尺寸在较小的范围内，便可以和第四辅助部242共同作为第三辅助图形240，使得在后续的光刻工艺中，降低刻蚀载量效应(etch loading effect)。进而，在第三切割图形区B3的空间范围较小的情况，位于所述第三切割图形区B3内的所述第三辅助图形240，也能够有效保证以第二目标图形230后续进行图案转移后形成的第四结构的两端和中心尺寸的一致性。

在本实施例中，各所述第一目标图形200的中轴线201和对应的所述第二目标图形230的中轴线231不重合，所述第二辅助图形220包括若干第五辅助部221和若干第六辅助部222，若干所述第五辅助部221沿第二方向Y延伸，若干所述第六辅助部222沿第二方向Y延伸，一个所述第五辅助部221与一个所述第一目标图形200邻接，一个所述第六辅助部222与一个所述第二目标图形230邻接。

在本实施例中，所述第二辅助图形220还包括：沿第一方向X延伸的第七辅助部223，且所述第七辅助部223与若干第五辅助部221、以及若干第六辅助部222邻接。

所述第二切割图形区B2位于所述第一图形区A1一侧，所述第二切割图形区B2位于所述第二图形区A2的一侧，当各所述第一目标图形200的中轴线201和各所述第二目标图形230的中轴线231不重合时，由于位于所述第二切割图形区B2内的所述第二辅助图形220包括：若干第五辅助部221和若干第六辅助部222、以及第七辅助部223，且若干第五辅助部221沿第二方向Y延伸，若干所述第六辅助部222沿第二方向Y延伸，所述第七辅助部223沿第一方向X延伸，一个所述第五辅助部221与一个所述第一目标图形200邻接，一个所述第六辅助部222与一个所述第二目标图形230邻接，所述第七辅助部223与若干第五辅助部221、以及若干第六辅助部222邻接，使得所述第一图形区A1一侧的图案密度和第二切割图形区B2的图案密度差异较小，同时，使得所述第二图形区A2一侧的图案密度和所述第二切割图形区B2的图案密度差异较小。进而后续以第一图形区A1、第二图形区A2、以及第二切割图形区B2进行图案转移时，有利于提高与所述第一图形区A1相对应部分的图案尺寸的均一性，也有利于提高与第二图形区A2相对应部分的图案尺寸的均一性。

所述掩膜版图形还包括：位于所述第一图形区A1一侧或者两侧的第四切割图形区B4；位于所述第四切割图形区B4内的若干第四辅助图形250，且所述第四辅助图形250沿第二方向Y延伸。

在本实施例中，所述第四切割图形区B4位于所述第一图形区A1的一侧。

每个所述第四辅助图形250与一个第五辅助部221邻接。

所述第四辅助图形250能够改善位于第一图形区A1内边缘位置的第一目标图形100周围的图案密度，即，第一图形区A1边缘的图案密度和第一图形区A1内的图案密度差异较小。进而后续以第一图形区A1和第四切割图形区B4进行图案转移时，有利于提高与所述第一图形区A1相对应部分的图案尺寸的均一性。

相应的，本发明实施例还提供一种掩膜版，所述掩膜版上具有图形，所述图形如图6中所示的掩膜版图形，在此不再赘述。

图7是本发明另一实施例中的掩膜版图形的结构示意图。本实施例和上述实施例的不同点在于，所述第一目标图形300的中轴线301和所述第二目标图形330的中轴线331重合，并且，本实施例中的位于所述第二切割图形区B2内的第二辅助图形，和上述实施例中的位于所述第二切割图形区B2内的第二辅助图形220不同。

请参考图7，一种掩膜版图形，包括：第一图形区A1，所述第一图形区A1包括若干第一目标图形300，若干所述第一目标图形300沿第一方向X排列；分别位于所述第一图形区A1两侧的第一切割图形区B1和第二切割图形区B2，所述第一切割图形区B1、第一图形区A1和第二切割图形区B2沿第二方向Y排列，且所述第一方向X和第二方向Y垂直；位于所述第一切割图形区B1内的第一辅助图形310，且所述第一辅助图形310与若干所述第一目标图形300邻接；位于所述第二切割图形区B2内的第二辅助图形(图中未示出)，且所述第二辅助图形与若干所述第一目标图形300邻接。

以下结合附图进行详细说明。

在本实施例中，所述掩膜版图形还包括：第二图形区A2，所述第二图形区A2包括若干第二目标图形330，若干所述第二目标图形330沿第一方向X排列，且所述第二切割图形区B2位于所述第一图形区A1和第二图形区A2之间；第三切割图形区B3，所述第二切割图形区B2和第三切割图形区B3分别位于所述第二图形区A2的两侧，且所述第二切割图形区B2和第三切割图形区B3沿第二方向Y排列；位于所述第三切割图形区B3内的第三辅助图形340，且所述第三辅助图形340与若干所述第二目标图形330邻接。

所述第一目标图形300和上述实施例中的第一目标图形200相同，在此不再赘述。

所述第一辅助图形310包括沿第二方向Y延伸的若干相互分立的第一辅助部311和与若干第一辅助部311邻接的第二辅助部312，所述第一辅助图形310和上述实施例中的第一辅助图形210相同，在此不再赘述。

所述第三辅助图形340包括：沿第二方向Y延伸的若干相互分立的第三辅助部341和与若干第三辅助部341邻接的第四辅助部342，所述第三辅助部340和上述实施例中的第三辅助图形240相同，在此不再赘述。

在本实施例中，各所述第一目标图形300的中轴线301和对应的所述第二目标图形330的中轴线331重合，所述第二辅助图形包括若干第八辅助部321，且一个所述第八辅助部321两端分别与第一目标图形300和第二目标图形邻接330。

所述第二切割图形区B2位于所述第一图形区A1一侧，所述第二切割图形区B2位于所述第二图形区A2的一侧，当各所述第一目标图形300的中轴线301和各所述第二目标图形330的331不重合时，由于所述第二辅助图形包括若干第八辅助部321，且一个所述第八辅助部321两端分别与第一目标图形300和第二目标图形330邻接，使得第一图形区A1一侧的图案密度和第二切割图形区的图案密度差B2同时，使第二图形区A2一侧的图案密度和所述第二切割图形区B2的图案密度差异较小。进而后续以第一图形区A1、第二图形区A2、以及第二切割图形区B2进行图案转移时，有利于提高与所述第一图形区A1相对应部分的图案尺寸的均一性，也有利于提高与第二图形区A2相对应部分的图案尺寸的均一性。

所述掩膜版图形还包括：位于所述第一图形区A1一侧或者两侧的第四切割图形区B4；位于所述第四切割图形区B4内的若干第五辅助图形350，且所述第四辅助图形350沿第二方向Y延伸。

在本实施例中，所述第四切割图形区B4位于所述第一图形区A1的一侧，且所述第一图形区A1与所述第四切割图形区B4沿第二方向Y排列。

每个所述第五辅助图形350与一个第八辅助部321邻接。

相应的，本发明实施例还提供一种掩膜版，所述掩膜版上具有图形，所述图形为图7中所示的掩膜版图形，在此不再赘述。

相应的，本发明实施例还提供一种半导体结构的形成方法。

图8至图9是本发明一实施例中的半导体结构的形成方法各步骤的结构示意图。

请参考图8，提供基底400，所述基底表面具有待刻蚀层(图中未示出)；提供掩膜版，所述掩膜版上具有图形(图7中所示)，所述图形包括：第一图形区A1，所述第一图形区A1包括若干第一目标图形300，若干所述第一目标图形300沿第一方向X排列；分别位于所述第一图形区A1两侧的第一切割图形区B1和第二切割图形区B2，所述第一切割图形区B1、第一图形区A1和第二切割图形区B2沿第二方向Y排列，且所述第一方向X和第二方向Y垂直；位于所述第一切割图形区B1内的第一辅助图形310，且所述第一辅助图形310与若干所述第一目标图形300邻接；位于所述第二切割图形区B2内的第二辅助图形(图中未示出)，且所述第二辅助图形与若干所述第一目标图形300邻接；以所述掩膜版为掩膜，对所述待刻蚀层进行图形化工艺，形成初始半导体结构，所述初始半导体结构包括第一结构410、第二结构420以及第三结构430，其中，所述第一结构410对应第一图形区A1，所述第二结构420对应所述第一切割图形区B1，所述第三结构430对应所述第二切割图形区B2。

在本实施例中，所述初始半导体结构还包括：第四结构440、第五结构450、以及第六结构460，且所述第四结构440对应第二图形区A2，所述第五结构450对应第三切割图形区B3，所述第六结构460对应第四切割图形区B4。

请参考图9，去除所述第二结构420和第三结构430。

在本实施例中，还包括：去除所述第五结构450和第六结构460。

由于掩膜版图形中的所述第一切割图形区B1的图案密度和第一图形区A1的图案密度接近，所述第二切割图形区B2的图案密度和第一图形区A1的图案密度，从而进行光刻形成初始半导体结构的过程中，有利于减少刻蚀载量效应，使得形成的第一结构410的尺寸均一性较好，即，所述第一结构410两端的尺寸和中心的尺寸保持较好的一致性。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。