專利名稱：改善晶圓上結(jié)構(gòu)的可印制性的相移光掩模及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及光刻方法，更具體地，涉及用于改善結(jié)構(gòu)在晶圓上的可印制性的相移光掩模和方法。
背景技術(shù)：
隨著器件制造商所生產(chǎn)器件尺寸的目益減小，對在制造這些器件的過程中所采用的光掩模的要求也越來越高。光掩模(也稱為掩模原版或掩模)通常由基片構(gòu)成，其中，在上述基片上形成了圖案層。吸收層(absorber layer)中包含表示圖像的圖案，且可以將該圖案轉(zhuǎn)移到光刻系統(tǒng)中的晶圓上。隨著器件的特征尺寸的減小，光掩模上的相應(yīng)圖案也變得越來越小且更為復(fù)雜。因此，在形成穩(wěn)定可靠的制造工序時(shí)，掩模質(zhì)量成為最為重要的因素之一。
除使用亞波長線結(jié)構(gòu)外，一些應(yīng)用還需要使用近波長結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)上，可以用交變孔徑相移掩模(AAPSM)來制造亞波長線結(jié)構(gòu)。AAPSM通常包括提供相消干涉的基片的蝕刻區(qū)域，而該干涉使得比光刻系統(tǒng)中所使用光的波長小的線條能夠印制在晶圓上。然而，近波長結(jié)構(gòu)通常是采用二元光掩模形成的。在一些應(yīng)用(如大容量硬盤驅(qū)動器)中，光掩模包含與近波長區(qū)域相鄰或直接相連的亞波長AAPSM區(qū)域。在近波長結(jié)構(gòu)與亞波長結(jié)構(gòu)接合處，因?yàn)閬啿ㄩLAAPSM區(qū)域與近波長AAPSM區(qū)域之間的過渡的緣故，特征邊緣的曲率有可能會被放大。
用于減小特征邊緣曲率的現(xiàn)有技術(shù)包括光學(xué)鄰近效應(yīng)修正(OPC)或以幾何方式修改基片的蝕刻或非蝕刻區(qū)。然而，這些技術(shù)對減小特征邊緣的曲率影響很小。另一種校正特征邊緣曲率的技術(shù)包括通過使用強(qiáng)度衰減的透光材料來增加近波長結(jié)構(gòu)與亞波長線結(jié)構(gòu)會合點(diǎn)處的光量。然而，該技術(shù)影響了蝕刻和非蝕刻區(qū)域的相移特性，而這將使亞波長線結(jié)構(gòu)的質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在很大程度上減少或消除了那些與將結(jié)構(gòu)印制到晶圓相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)和問題。在一個(gè)特定實(shí)施例中，在光刻工序中，在基片的0度PSW和180度PSW之間形成的正交相移窗(PSW)提供了增加的強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，改善結(jié)構(gòu)在晶圓上的可印制性的方法包括提供一種光掩模，該掩模具有在基片的上表面形成的0度PSW和在基片的第一區(qū)域中形成的180度PSW。在上述0度PSW和180度PSW之間的第二區(qū)域中形成正交PSW，該正交PSW可便于在光刻工序中通過所述第二區(qū)域投射強(qiáng)度增加的輻射能量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種改善結(jié)構(gòu)在晶圓上的可印制性的方法包括在基片的至少一個(gè)部分上形成圖案層，并在該圖案層中形成0度PSW，將基片的上表面露出。在基片的第一露出區(qū)域中形成180度PSW，并在上述的0度PSW與180度PSW之間的第二區(qū)域中形成正交PSW，該正交PSW在光刻工序中可便于通過所述第二區(qū)域投射強(qiáng)度增加的輻射能量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種改善結(jié)構(gòu)在晶圓上的可印制性的光掩模包括在基片的上表面形成的0度PSW。由基片中的第一溝道形成180度PSW，并由上述0度PSW與180度PSW之間的第二溝道形成正交PSW，該正交PSW在光刻工序中可便于通過所述第二區(qū)域投射強(qiáng)度增加的輻射能量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種改善結(jié)構(gòu)在晶圓上的可印制性的光掩模包括在基片的至少一部分上形成的圖案層和在該圖案層中形成的、將基片的上表面露出的0度PSW。由基片中的第一溝道形成了180度PSW，使得上述0度PSW和180度PSW一起形成亞波長特征中的至少一個(gè)邊緣。在與該亞波長特征相鄰的圖案層中形成近波長特征。由基片中的上述0度PSW和180度PSW之間的第二溝道形成正交PSW，其中，上述第二溝道延伸到上述亞波長特征的一部分和上述近波長特征的一部分之中。在光刻工序中，該正交PSW可便于通過所述第二區(qū)域投射強(qiáng)度增加的輻射能量。
本發(fā)明的幾個(gè)特定實(shí)施例的重要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)包括正交PSW，該正交PSW可便于用單個(gè)光掩模制造近波長特征和亞波長特征。該正交PSW用于增強(qiáng)投射到晶圓表面上的、與該正交PSW對應(yīng)的區(qū)域中的輻射能量的強(qiáng)度。該增加的強(qiáng)度在近波長結(jié)構(gòu)與亞波長結(jié)構(gòu)接合處提供了理想的曲率，并且可不再需要使用各獨(dú)立的光掩模來形成上述兩個(gè)結(jié)構(gòu)。此外，該正交PSW允許通過一次曝光來使上述結(jié)構(gòu)成像。
本發(fā)明的幾個(gè)特定實(shí)施例的另一個(gè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)包括消除了急劇曲率的正交PSW，當(dāng)將與亞波長特征相鄰的近波長特征在晶圓的表面上成像時(shí)，可能出現(xiàn)上述的急劇曲率。為校正在晶圓上成像的近波長與亞波長結(jié)構(gòu)的接合處的曲率，應(yīng)當(dāng)增加通過光掩模投射到晶圓上的上述相交區(qū)域的光量。該正交PSW設(shè)計(jì)成使其與0度PSW和180度PSW近似正交，而上述0度PSW和180度PSW至少形成光掩模上的亞波長特征的一部分。該正交PSW用來增強(qiáng)上述結(jié)構(gòu)接合處的光強(qiáng)度，同時(shí)，因?yàn)樵撜籔SW不影響0度PSW和180度PSW的相移特性，因而，它不會使亞波長結(jié)構(gòu)的印制或近波長結(jié)構(gòu)的斜角部分(angled portion)的設(shè)置發(fā)生畸變。
在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，可以具有上述的所有技術(shù)優(yōu)點(diǎn)、具有其中的一些或不具有這些優(yōu)點(diǎn)。從以下的附圖、說明和權(quán)利要求中，本領(lǐng)域技術(shù)人員不難清楚地了解到本發(fā)明的其他技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。


通過閱讀結(jié)合附圖的以下說明，可以更完整和透徹地理解本發(fā)明的本發(fā)明實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，附圖中的相同附圖標(biāo)記表示相同的特征，其中圖1示出了本發(fā)明教導(dǎo)的光掩模組件的剖視圖；圖2示出了本發(fā)明教導(dǎo)的光掩模的示范性實(shí)施例；圖3示出了本發(fā)明教導(dǎo)的光掩模的另一示范性實(shí)施例的剖視圖；圖4示出了用本發(fā)明教導(dǎo)的正交相移窗(PSW)實(shí)現(xiàn)的可制造性模擬的說明圖；圖5示出了本發(fā)明教導(dǎo)的、處于一個(gè)曝光波長的正交PSW的說明圖；圖6示出了用處于另一曝光波長的本發(fā)明教導(dǎo)的正交PSW實(shí)現(xiàn)的可制造性模擬的說明圖。
具體實(shí)施例方式
通過參考圖1至圖6，可以最好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和它們的優(yōu)點(diǎn)，其中，在這些附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來標(biāo)識相同和相應(yīng)的部件。
圖1示出了示范性的光掩模組件10的剖視圖。光掩模組件10包括安裝在光掩模12上的表膜組件14?；?6、圖案層18、0度的相移窗(PSW)24、正交PSW 26和180度PSW 28形成了光掩模12，光掩模12又稱為掩模原版或掩模，它可具有多種尺寸和形狀(包括但不限于圓形、矩形和正方形)。光掩模12也可以是任何一種光掩模，它包括但不限于一次性原始掩模、五英寸掩模原版、六英寸掩模原版、九英寸掩模原版或任何其他可用于將電路圖案的圖像投射到半導(dǎo)體晶圓上的、尺寸合適的掩模原版。光掩模12還可以是二元掩模、相移掩模(PSM)(如交變孔徑相移掩模，也稱為Levenson型掩模)、光學(xué)鄰近效應(yīng)修正(OPC)掩?；蛉魏纹渌愋偷倪m于在光刻系統(tǒng)中使用的掩模。
光掩模12包括在基片16的上表面17上形成的圖案層18，在光刻系統(tǒng)中，當(dāng)該圖案層暴露于電磁能量中時(shí)，會將圖案投射到半導(dǎo)體晶圓(未清楚示出)的表面上?；?6可以由透明材料(如石英、人造石英、熔融石英、氟化鎂(MgF2)、氟化鈣(CaF2))制成，或由任何其他合適的材料制成，其中，這些材料透射至少百分之七十五(75％)的、波長處于約10納米(nm)和約450nm之間的入射光。在另一個(gè)實(shí)施例中，基片16可以由反射材料(如硅)制成，或由任何其他合適的材料制成，其中，這些材料反射超過約百分之五十(50％)的、波長處于約10nm和約450納米之間的入射光。
圖案層18可以由諸如鉻、氮化鉻、金屬-氧-碳-氮化物(如MOCN，其中M可以從由鉻、鈷、鐵、鋅、鉬、鈮、鉭、鈦、鎢、鋁、鎂和硅構(gòu)成的組中選擇)的含金屬材料制成，或可以由任何其他能吸收波長處于紫外(UV)、深紫外(DUV)、真空紫外(VUV)、極端紫外(EUV)范圍的電磁能量的合適材料制成。在另一個(gè)實(shí)施例中，圖案層18可以由部分透射材料(如硅化鉬)制成，它對處于UV、DUV、VUV和EUV范圍的光具有約百分之一(1％)至約百分之三十(30％)的透射率。
框20和表膜22可形成表膜組件14?？?0通常由陽極化鋁制成，但是，它也可以由不銹鋼、塑料或其他合適材料制成，其中，這些合適材料在光刻系統(tǒng)內(nèi)的電磁能量中暴露時(shí)不會發(fā)生降解或脫氣。表膜22可以由硝化纖維、乙酸纖維、無定形含氟聚合物(如E.I.du Pontde Nemours制造的TEFLONAF或旭硝子制造的CYTOP)之類的材料制成，或是對波長處于UV、DUV、EUV和/或VUV范圍內(nèi)的電磁輻射透明的另一種合適的表膜?？梢杂弥T如離心鑄造的傳統(tǒng)技術(shù)來準(zhǔn)備表膜22。
通過確保讓污染物離開光掩模12規(guī)定距離，表膜22保護(hù)了光掩模12免受塵埃顆粒之類的污染物的影響。在光刻系統(tǒng)中這一點(diǎn)尤為重要。在光刻工序中，光掩模組件10暴露于由光刻系統(tǒng)內(nèi)的輻射能量源產(chǎn)生的電磁能量中。該電磁能量可包括各種波長的光，如波長近似處于汞弧光燈的I線與G線之間的光，或DUV、VUV或EUV光。表膜22設(shè)計(jì)成在曝光過程中讓大部分的電磁能量通過。表膜22上收集的污染物很可能偏離正在加工的晶圓表面處的焦點(diǎn)，因此，晶圓上的被曝光圖像應(yīng)當(dāng)是清晰的。將根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)而形成的表膜22與所有類型的電磁能量配合使用的效果是令人滿意的，且這些電磁能量不限于本申請所述的光波。
可采用標(biāo)準(zhǔn)的光刻工序?qū)⒐庋谀Ｅ髌?blank)制成光掩模12。在光刻工序中，可從掩模布圖(layout)文件中產(chǎn)生包括圖案層18的數(shù)據(jù)的掩模圖案文件。在一個(gè)實(shí)施例中，上述掩模布圖文件包括表示晶體管的多邊形和集成電路的電連接。當(dāng)在半導(dǎo)體晶圓上制造集成電路時(shí)，掩模布圖文件中的多邊形還表示該集成電路的不同層。例如，可以在具有擴(kuò)散層和多晶硅層的半導(dǎo)體晶圓上形成晶體管。因此，掩模布圖文件可包括一個(gè)或多個(gè)繪制在擴(kuò)散層上的多邊形和一個(gè)或多個(gè)繪制在多晶硅層上的多邊形?？梢詫⒚繉拥亩噙呅无D(zhuǎn)換成表示集成電路的一個(gè)層的掩模圖案文件。各掩模圖案文件可用來產(chǎn)生特定層的掩模。在一些實(shí)施例中，掩模圖案文件可包括集成電路的多個(gè)層，使得可以用光掩模將來自多個(gè)層的特征在半導(dǎo)體晶圓的表面上成像。
使用激光、電子束或X射線光刻系統(tǒng)，可以將所期望的特征在光掩模坯片的光刻膠層中成像。在一個(gè)實(shí)施例中，激光光刻系統(tǒng)使用了氬離子激光器，該激光器發(fā)出波長約為364納米(nm)的激光。在另一個(gè)實(shí)施例中，激光光刻系統(tǒng)使用發(fā)出波長約150nm到約300nm的光的激光器。光掩模12可通過如下步驟制造顯影并蝕刻光刻膠層的露出區(qū)域來形成圖案；蝕刻圖案層18上未被光刻膠覆蓋的各部分；除去未顯影的光刻膠以在基片16上而形成圖案層18。
在所示的實(shí)施例中，光掩模12還包括0度PSW 24、正交PSW 26和180度PSW 28。正交PSW 26和180度PSW 28可以是在基片16中形成的溝道。0度PSW 24與180度PSW 28的組合可提供約180度的相移，使得當(dāng)在光刻系統(tǒng)中使用光掩模組件10時(shí)，通過180度PSW 28的輻射能量與通過0度PSW 24的輻射能量在相位上相差約180度。0度PSW 24與180度PSW 28之間的180度相移產(chǎn)生了相消干涉，該干涉在晶圓上形成的光刻膠層中形成了暗區(qū)域或不透明區(qū)域。該暗區(qū)域與光刻膠層的未暴露于輻射能量的部分對應(yīng)，使得該光刻膠在顯影工序中不從該暗區(qū)域中除去。
正交PSW 26可同時(shí)與0度PSW 24和180度PSW 28正交，使得它不會對由0度PSW 24和180度PSW 28產(chǎn)生的相移有貢獻(xiàn)或不會有負(fù)的相互作用。在所示的實(shí)施例中，正交PSW 26的深度約為180度PSW 28的深度的一半，使得其相對于0度PSW 24和180度PSW 28的相移約為90度。在另一個(gè)實(shí)施例中，正交PSW 26的深度約比180度PSW 28的深度深約百分之五十(50％)，使得其相對于0度PSW 24的相移約為270度，相對于180度的窗28的相移約為90度?？赏ㄟ^蝕刻圖案層18以露出基片16的上表面17來形成0度PSW 24，并可通過蝕刻基片16以形成溝道來形成正交PSW 26和180度PSW28，其中，上述溝道的深度適于在一個(gè)或多個(gè)曝光波長處產(chǎn)生所期望的相移。
在光刻工序中，正交PSW 26可增加投射到晶圓上的與正交PSW26所在區(qū)域相應(yīng)的區(qū)域的輻射能量的強(qiáng)度。該增加的強(qiáng)度可導(dǎo)致期望的角落效應(yīng)(cornering effect)而不會影響產(chǎn)生所期望線寬所需的180度相移。在一個(gè)實(shí)施例中，可與0度PSW 24和180度PSW 28在同一光掩模制造工序中形成正交PSW 26。在另一個(gè)實(shí)施例中，可在一個(gè)獨(dú)立的制造工序中在基片16上形成正交PSW 26，使得光掩模12最初包括0度PSW 24和180度PSW 28，然后變成包括正交PSW26。
在一個(gè)實(shí)施例中，可在光掩模12中形成正交PSW 26，用于硬盤驅(qū)動器的讀/寫磁頭結(jié)構(gòu)的成像。在其他實(shí)施例中，可將正交PSW 26用于任何這樣的設(shè)計(jì)之中其中，所述設(shè)計(jì)受益于在兩種結(jié)構(gòu)之間具有基本準(zhǔn)確的角落連接部分，其中，一種結(jié)構(gòu)(如亞波長結(jié)構(gòu))的寬度遠(yuǎn)小于光刻系統(tǒng)的曝光波長，而另一種結(jié)構(gòu)的寬度(如近波長結(jié)構(gòu))大于或等于光刻系統(tǒng)的曝光波長?？梢杂眠@種類型的設(shè)計(jì)來形成具有特定性能、間隔或定時(shí)要求的集成電路。
圖2示出了包括正交PSW的光掩模的示范性實(shí)施例的剖視圖。在所示實(shí)施例中，光掩模30包括基片16、在上表面17上形成的圖案層18a和18b(統(tǒng)稱為圖案層18)、0度PSW 24a和24b(統(tǒng)稱為0度PSW 24)、正交PSW 26a和26b(統(tǒng)稱為正交PSW 26)以及180度PSW28a和28b(統(tǒng)稱為180度PSW 28)。
如圖所示，可通過蝕刻圖案層18a以露出基片16的上表面17來形成0度PSW 24a?？赏ㄟ^蝕刻基片16以在基片16中形成溝道來形成正交PSW 26a，其中，當(dāng)用光掩模30來將圖像投射到晶圓表面上時(shí)，該溝道的深度在光刻系統(tǒng)的曝光波長處產(chǎn)生相對于0度PSW24a的約為90度的相移。在另一個(gè)實(shí)施例中，該溝道所形成的正交PSW 26a的深度在曝光波長處產(chǎn)生相對于0度PSW 24a的約為270度的相移。正交PSW 26a可以與0度PSW 24a相鄰，且圖案層18a可分隔這些窗。
可通過蝕刻基片16以在基片16中形成溝道來形成180度PSW28a，其中，該溝道的深度在光刻系統(tǒng)的曝光波長處產(chǎn)生相對于0度PSW 24a的約為180度的相移。180度PSW 28a可以與正交PSW 26a相鄰，且圖案層18a可分隔這兩個(gè)層。0度PSW 24a和180度PSW 28a可一起來形成亞波長特征，在光刻工序中，該特征在晶圓表面可成像為亞波長結(jié)構(gòu)。如上所述，參考圖1，正交PSW 26的作用是，通過增加投射在晶圓上的、與該窗相應(yīng)的區(qū)域中的輻射能量的強(qiáng)度，在亞波長線結(jié)構(gòu)和近波長結(jié)構(gòu)的接合處產(chǎn)生期望的曲率。
光掩模30也可包括0度PSW 24b、正交PSW 26b和180度PSW28b。如圖所示，可以在基片16中的與正交PSW 26b直接相鄰的位置形成180度PSW 28b。此外，可在與0度PSW 24b直接相鄰的位置形成正交PSW 26b。在另一些實(shí)施例中，圖案層18b可分隔0度PSW24b、正交PSW 26b和180度PSW 28b中的至少一方。盡管在圖中示出光掩模30包括采用0度PSW 24、正交PSW 26和180度PSW 28的特定圖案，但是，也可以通過將正交PSW設(shè)置在0度PSW和180度PSW之間來形成任何圖案。此外，在尺寸、形狀和類型方面，光掩模30可以與圖1所示的光掩模12相類似。
圖3示出了包括正交PSW的光掩模的另一個(gè)示范性實(shí)施例的剖視圖。在所示的實(shí)施例中，光掩模40包括基片16，0度PSW 32a、32b和32c(統(tǒng)稱為0度PSW 32)，正交PSW 34a、34b和34c(統(tǒng)稱為正交PSW 34)和180度PSW 36a和36b(統(tǒng)稱為180度PSW 36)。在所示的實(shí)施例中，光掩模40是在無鉻相位光刻(CPL)中使用的無鉻光掩模。光掩模40可包括吸收層38，該吸收層38在掩模區(qū)域外部的基片16的上表面部分上形成，以防止將多個(gè)圖像轉(zhuǎn)移到表面上。用于形成吸收層38的材料可以與用于形成圖1所示的圖案層18的材料類似。在另一個(gè)實(shí)施例中，基片16的上表面可不包含任何吸收層材料。
可通過曝光一層光刻膠(未清楚示出)、將該光刻膠顯影來形成圖案并蝕刻吸收層38而露出基片16的上表面17來形成0度PSW 32?？稍?度PSW 32與任何剩余的吸收層38上形成另一層光刻膠(未清楚示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過曝光該光刻膠并顯影光刻膠以露出基片16的上表面17，在該光刻膠中形成包括正交PSW 24和180度PSW 36的圖案?；?6的暴露區(qū)域被蝕刻，在基片16中形成溝道，當(dāng)用光掩模30將圖像投射到晶圓表面上時(shí)，該溝道的深度在光刻系統(tǒng)的曝光波長處產(chǎn)生了相對于0度PSW 32的約為90度的相移。可通過在0度PSW 32、由第一蝕刻工序形成的各條溝道和任何剩余的吸收層38上淀積一層光刻膠(未清楚示出)來形成180度PSW 36。該光刻膠被曝光并顯影，以露出上述溝道的與180度PSW 36對應(yīng)的各個(gè)部分。然后，進(jìn)一步蝕刻上述溝道的露出部分來形成某個(gè)溝道，該溝道的深度在一個(gè)或多個(gè)曝光波長處產(chǎn)生了相對于0度PSW 32的約為180度的相移。
在其他一些實(shí)施例中，可通過在0度PSW 32、由第一和第二蝕刻工序形成的溝道和任何剩余的吸收層28上淀積一層光刻膠(未清楚示出)來形成正交PSW 34。可曝光并顯影該光刻膠，以露出上述溝道的與正交PSW 24對應(yīng)的各個(gè)部分。然后，進(jìn)一步蝕刻上述溝道的露出部分，以形成某個(gè)溝道，該溝道的深度在一個(gè)或多個(gè)曝光波長處產(chǎn)生了相對于0度PSW 32的約為270度的相移。
也可在分開的步驟中形成正交PSW 34和180度PSW 36。例如，可通過在基片16的露出部分和任何剩余的吸收層38上淀積一層光刻膠，并僅暴露該光刻膠中的與正交PSW 34對應(yīng)的區(qū)域來形成正交PSW 34。然后，可蝕刻這些暴露區(qū)域以形成某個(gè)溝道，該溝道的深度在一個(gè)或多個(gè)曝光波長處產(chǎn)生了相對于0度PSW 32的約為90度的相移。然后，通過在基片16的各個(gè)露出部分(例如，包括形成正交PSW 34的各條溝道)上淀積一層光刻膠并僅暴露該光刻膠中的與180度PSW 36對應(yīng)的區(qū)域來形成180度PSW 36。可顯影該光刻膠，以露出基片16的上表面，然后，可蝕刻基片16，以形成某個(gè)溝道，該溝道的深度在一個(gè)或多個(gè)曝光波長處產(chǎn)生約為180度的相移。
如圖所示，0度PSW 32a可以與正交PSW 34a直接相鄰，且可以由一小部分未被蝕刻的基片來分隔180度PSW 36與正交PSW 34。如上所述，參考圖1，正交PSW 34可用于增加投射到晶圓表面(未清楚示出)的、與該窗對應(yīng)的區(qū)域中的輻射能量的強(qiáng)度。該增加的強(qiáng)度可在晶圓上的亞波長線結(jié)構(gòu)與近波長線結(jié)構(gòu)的接合處形成所期望的曲率。
光掩模40也包括0度PSW 32b和32c、正交PSW 34b和34c以及180度PSW 36b。如圖所示，可在基片16中的與正交PSW 34b和34c直接相鄰的位置形成180度PSW 36b。另外，可在與0度PSW 32b直接相鄰的位置形成正交PSW 34b，可在與0度PSW 32c直接相鄰的位置形成正交PSW 34c。在其他實(shí)施例中，可通過在0度PSW和180度PSW之間形成正交PSW來形成任何期望的圖案。在尺寸、形狀和類型方面，光掩模40與圖1所示的光掩模12相類似。
圖4示出了用正交PSW的一個(gè)示范性實(shí)施例進(jìn)行的可制造性模擬的說明圖。在該模擬結(jié)果中，線50表示在光掩模上形成的0度PSW的邊緣，線52表示在該光掩模上形成的180度PSW的邊緣。線50、52之間的扁長區(qū)域表示亞波長特征54，該特征在上述光掩模上形成，并可在晶圓的表面上成像而形成亞波長結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，亞波長特征54的寬度約為100納米。在另一個(gè)實(shí)施例中，亞波長特征54的寬度可小于光刻系統(tǒng)的曝光波長。線56和線58之間的寬三角形區(qū)域表示近波長特征60，該特征在上述光掩模上形成，并可成像在晶圓的表面上而形成近波長結(jié)構(gòu)。
矩形62表示正交PSW，該P(yáng)SW形成于光掩模的基片中。在一個(gè)實(shí)施例中，該正交PSW長度約為200納米，寬度約為100納米。在另一個(gè)實(shí)施例中，該正交PSW的寬度約等于亞波長特征54的寬度。在另一個(gè)實(shí)施例中，該正交PSW可以為正方形，其邊長約等于亞波長特征54的寬度。在另外的實(shí)施例中，該正交PSW的寬度可大于或小于亞波長特征54的寬度。在所示的實(shí)施例中，可以將正交PSW對稱地設(shè)置在近波長特征60和亞波長特征54之間。在其他實(shí)施例中，可設(shè)置該正交PSW，使其很大一部分延伸而進(jìn)入近波長特征60或亞波長特征54。
線64和66表明了在不使用正交PSW的情況下與近波長特征對應(yīng)的近波長結(jié)構(gòu)以及與亞波長特征對應(yīng)的亞波長結(jié)構(gòu)是如何在晶圓表面成像的。如圖所示，表示亞波長特征54與近波長特征60之間的連接部分的曲線發(fā)生了畸變，使得其與水平方向所成角度大于為上述特征之間的連接部分規(guī)定的目標(biāo)角度。線68和70表明了在使用正交PSW后近波長結(jié)構(gòu)和亞波長線結(jié)構(gòu)是如何在晶圓表面成像的。如圖所示，與水平方向所成的角度得以減小，且在晶圓上成像的結(jié)構(gòu)更加準(zhǔn)確地代表所期望的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以用正交PSW來印制與水平方向所成角度為約0度到約90度的近波長結(jié)構(gòu)。
圖5示出了使用曝光波長為248nm的正交PSW來進(jìn)行模擬的說明圖。如圖所示，線72和74表示未使用曝光波長為248nm的正交PSW(如矩形62)時(shí)在晶圓上印制的近波長與亞波長線結(jié)構(gòu)。線76和78表明使用正交PSW后近波長結(jié)構(gòu)與亞波長線結(jié)構(gòu)如何在晶圓表面上成像。如圖所示，當(dāng)光掩模中包括正交PSW時(shí)，線76和78與水平方向所成的角得到減小，使得在晶圓上成像的曲率更接近于所期望的曲率(例如，從圖中線50與56的截取和線52與58的截取可看出這一點(diǎn))。
圖6示出了使用曝光波長為193納米的正交PSW進(jìn)行模擬的說明圖。如圖所示，線80和82表示未使用曝光波長為193納米的正交PSW時(shí)印制在晶圓上的近波長和亞波長線結(jié)構(gòu)。線84和86表明采用上述正交PSW后近波長結(jié)構(gòu)與亞波長線結(jié)構(gòu)后如何在晶圓的表面上成像。如圖所示，在晶圓的表面上與正交PSW對應(yīng)的區(qū)域(如矩形62)中，強(qiáng)度得到增強(qiáng)的輻射能量在近波長結(jié)構(gòu)與亞波長結(jié)構(gòu)之間建立了更為銳利的過渡。
盡管根據(jù)特定的優(yōu)選實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員這些實(shí)施例的各種變更和修改應(yīng)是顯而易見的，并且，這樣的變更和修改落在所附權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改善晶圓上結(jié)構(gòu)的可印制性的方法，包括提供包括基片的光掩模，所述光掩模包含在所述基片的上表面上形成的0度相移窗(PSW)；以及在所述基片的第一區(qū)域中形成的180度PSW；以及蝕刻所述基片的第二區(qū)域，以形成所述0度PSW和180度PSW之間的基本正交PSW，所述正交PSW可便于在光刻工序中通過所述第二區(qū)域投射強(qiáng)度增加的輻射能量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括所述0度PSW和所述180度PSW合作而形成亞波長特征。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括位于所述光掩模上的與所述亞波長特征相鄰的近波長特征。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括所述近波長特征，所述近波長特征與水平方向所成角度在約0度到約90度之間。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括所述正交PSW，所述正交PSW延伸而進(jìn)入所述近波長特征的一部分和所述亞波長特征的一部分。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括所述近波長特征在光刻工序中可便于將近波長結(jié)構(gòu)投射在晶圓上；所述亞波長特征在光刻工序中可便于將亞波長結(jié)構(gòu)投射在晶圓上；以及所述正交PSW用來建立所述近波長結(jié)構(gòu)與所述亞波長結(jié)構(gòu)之間更為銳利的過渡。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括由所述基片中的第一溝道形成所述正交PSW，所述第一溝道具有建立相對于所述0度PSW的約為90度的相移的第一深度；以及由所述基片中的第二溝道形成所述180度PSW，所述第二溝道具有約為所述第一深度的兩倍的第二深度。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括由所述基片中的第一溝道形成所述180度PSW，所述第一溝道具有第一深度；以及由所述基片中的第二溝道形成所述正交PSW，所述第二溝道具比所述第一深度大約深百分之五十的第二深度，使得所述正交PSW建立相對于所述0度PSW的約270度的相移。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將表膜組件連接到所述基片。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括所述光掩模包含在所述基片的上表面的至少一部分上形成的圖案層；以及在所述圖案層中形成將所述基片的上表面露出的所述0度PSW。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括所述光掩模包含在光刻工序中使用的正交PSW，以便制造硬盤驅(qū)動器的讀磁頭或?qū)懘蓬^。
12.一種改善晶圓上結(jié)構(gòu)的可印制性的方法，包括在基片的至少一部分上形成圖案層；在所述圖案層中露出所述基片的上表面而形成0度相移窗(PSW)；在所述基片的第一露出區(qū)域中形成180度PSW；以及在所述基片的第二露出區(qū)域中形成所述0度PSW和所述180度PSW之間的90度PSW，該90度PSW可便于在光刻工序中通過所述第二露出區(qū)域投射強(qiáng)度增加的輻射能量。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括所述0度PSW和所述180度PSW合作而形成亞波長特征中的至少一個(gè)邊緣。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括位于所述光掩模上的近波長特征，與所述亞波長特征中的至少一個(gè)邊緣相鄰。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括所述近波長特征，所述近波長特征與水平方向所成角度在約0度到約90度之間。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括所述90度PSW，所述PSW延伸而進(jìn)入所述近波長特征的一部分和所述亞波長特征的一部分。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括所述近波長特征可便于在光刻工序中將近波長結(jié)構(gòu)投射在晶圓上；所述亞波長特征可便于在光刻工序中將亞波長結(jié)構(gòu)投射在晶圓上；以及所述90度PSW可用來在所述近波長結(jié)構(gòu)與所述亞波長結(jié)構(gòu)之間建立更為銳利的過渡。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括由所述基片中的第一溝道形成所述90度PSW，所述第一溝道具有第一深度；以及由所述基片中的第二溝道形成所述180度PSW，所述第二深度約為所述第一深度的兩倍。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括將表膜組件連接到所述基片。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括在光刻工序中使用所述90度PSW，以便制造硬盤驅(qū)動器的讀磁頭或?qū)懘蓬^。
21.一種改善晶圓上結(jié)構(gòu)的可印制性的光掩模，包括在基片的上表面上形成的0度相移窗(PSW)；由所述基片中的第一溝道形成的180度PSW；以及由所述基片中的第二溝道形成的、在所述0度PSW與所述180度PSW之間的基本正交PSW，所述正交PSW在光刻工序中可便于通過所述第二區(qū)域投射強(qiáng)度增加的輻射能量。
22.如權(quán)利要求21所述的光掩模，還包括合作而形成亞波長特征的所述0度PSW和所述180度PSW。
23.如權(quán)利要求22所述的光掩模，還包括位于所述光掩模上的與所述亞波長特征相鄰的近波長特征。
24.如權(quán)利要求23所述的光掩模，還包括與水平方向所成的角度在約0度至約90度之間的近波長特征。
25.如權(quán)利要求23所述的光掩模，還包括延伸而進(jìn)入所述近波長特征的一部分和所述亞波長特征的一部分的所述正交PSW。
26.如權(quán)利要求23所述的光掩模，還包括所述近波長特征，該特征在光刻工序中可便于將近波長結(jié)構(gòu)投射在晶圓上；所述亞波長特征，該特征在光刻工序中可便于將亞波長結(jié)構(gòu)投射在晶圓上；所述正交PSW，用來在所述近波長結(jié)構(gòu)與所述亞波長結(jié)構(gòu)之間建立更為銳利的過渡。
27.如權(quán)利要求21所述的光掩模，還包括具有第一深度的所述第一溝道；以及具有第二深度的所述第二溝道，所述第二深度約為所述第一深度的一半，使得所述正交PSW建立相對于所述0度PSW約為90度的相移。
28.如權(quán)利要求21所述的光掩模，還包括具有第一深度的所述第一溝道；以及具有第二深度的所述第二溝道，所述第二深度比所述第一深度深約百分之五十，使得所述正交PSW建立相對于所述0度PSW約為270度的相移。
29.如權(quán)利要求21所述的光掩模，其中，所述正交PSW包括一個(gè)正方形。
30.如權(quán)利要求21所述的光掩模，其中，所述正交PSW包括一個(gè)矩形。
31.如權(quán)利要求21所述的光掩模，還包括連接到所述基片的表膜組件。
32.如權(quán)利要求21所述的光掩模，還包括在所述基片的上表面的至少一部分上形成的圖案層；以及在所述圖案層中形成的、將所述基片的上表面露出的所述0度PSW。
33.如權(quán)利要求21所述的光掩模，可便于在光刻工序中制造硬盤驅(qū)動器的讀磁頭或?qū)懘蓬^。
34.如權(quán)利要求21所述的光掩模，其中，所述光掩模為無鉻光掩模。
35.一種改善晶圓上結(jié)構(gòu)的可印制性的光掩模，包括在基片的至少一部分上形成的圖案層；在所述圖案層中形成的、將所述基片的上表面露出的0度相移窗(PSW)；由所述基片中的第一溝道形成的180度PSW，所述0度PSW和所述180度PSW合作而形成亞波長特征；在所述圖案層中與所述亞波長特征相鄰地形成的近波長特征；以及由所述基片中的、處于所述0度PSW和所述180度PSW之間的第二溝道形成的90度PSW，所述90度PSW延伸而進(jìn)入所述近波長特征的一部分和所述亞波長特征的一部分，所述90度PSW在光刻工序中可便于通過所述第二區(qū)域投射強(qiáng)度增加的輻射能量。
36.如權(quán)利要求35所述的光掩模，還包括連接到所述基片的表膜組件。
37.如權(quán)利要求35所述的光掩模，還包括具有第一深度的所述第一溝道；以及具有約為所述第一深度的一半的第二深度的所述第二溝道。
38.如權(quán)利要求35所述的光掩模，還包括所述近波長特征，該特征在光刻工序中可便于將近波長結(jié)構(gòu)投射在晶圓上；所述亞波長特征，該特征在光刻工序中可便于將亞波長結(jié)構(gòu)投射在晶圓上；以及所述90度PSW，該P(yáng)SW可用來在所述近波長結(jié)構(gòu)與所述亞波長結(jié)構(gòu)之間建立更為銳利的過渡。
全文摘要
公開了一種用于改善晶圓上結(jié)構(gòu)的可印制性的相移光掩模和方法。該方法包括提供一種包括形成于基片上表面的0度PSW與形成于上述基片的第一區(qū)域內(nèi)的180度PSW的光掩模。在上述0度PSW和180度PSW之間的第二區(qū)域內(nèi)形成正交PSW，該P(yáng)SW可便于在光刻工序中通過所述第二區(qū)域投射強(qiáng)度增加的輻射能量。
文檔編號G03C5/00GK1902468SQ200480040252
公開日2007年1月24日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月17日
發(fā)明者K·納卡加瓦 申請人:凸版光掩公司