專利名稱：制造器件的光刻法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在至少一層基材中制造器件的方法，該方法包括以下步驟-產(chǎn)生一設(shè)計(jì)圖案，它包括對(duì)應(yīng)于要在該層中形成的器件特征的圖案特征；-在一個(gè)置于該基層上的抗蝕劑層中轉(zhuǎn)印下該設(shè)計(jì)圖案；-從該層的由構(gòu)圖抗蝕劑層劃分成的區(qū)域中去除材料或添加材料；-在數(shù)量相應(yīng)的抗蝕劑層中連續(xù)轉(zhuǎn)印下分別包括該設(shè)計(jì)圖案的不同部分的子圖案，所述抗蝕劑層被連續(xù)涂覆在所述基層上。
本發(fā)明也涉及在許多子圖案上分布設(shè)計(jì)圖案的圖案特征的方法。
本發(fā)明還涉及一個(gè)光刻子掩模的組件，它們共同構(gòu)成一個(gè)在一層基材內(nèi)形成器件圖案的假想掩模。
光刻法及其儀器也可以被用在其它器件如集成或平面光學(xué)器件、磁頭或液晶顯示屏的制造中。
基材可以理解為材料板如硅晶片，一個(gè)完整的多層器件如IC將借助多組連續(xù)加工步驟被逐層地制成該板。這些組步驟作為主要處理步驟分別包括在基材上涂覆一感光層或抗蝕劑層、使該基材與一掩模對(duì)準(zhǔn)、在抗蝕劑膜上成像掩模圖案、顯影抗蝕劑膜、通過抗蝕劑膜蝕刻基材及進(jìn)一步的清洗和其它處理步驟。術(shù)語“基材”涵蓋了制造方法不同階段的基材，即沒有或只有一層已形成的器件特征的基材、有所有但只有一層已形成的器件特征的基材以及所有中間基材。
因?yàn)樾枰B續(xù)在IC器件中增加電子元件數(shù)量以及該器件的操作速度，所以該器件特征的寬度或線寬及這些特征之間的距離應(yīng)該始終減小。結(jié)果，應(yīng)該成像圖案特征越來越小且這些特征之間的距離越來越小的掩模圖案。借助光刻投影儀，可以具有所需質(zhì)量地成像的圖案特征的最小尺寸隨儀器的投影裝置的分辨能力或分辨率以及掩模圖案特征而定。分辨率與λ/NA成正比，其中λ為投影射束波長(zhǎng)，NA為投影裝置的數(shù)值孔徑。數(shù)值孔徑的增大和/或波長(zhǎng)的減小可以提高分辨率。實(shí)際上，在目前的光刻投影儀中，相當(dāng)大地增大數(shù)值孔徑是不太可能，因?yàn)檫@減小了投影裝置的焦深，它與λ/NA2成正比。另外，當(dāng)進(jìn)一步增大數(shù)值孔徑時(shí)，很難在整個(gè)所需的圖像區(qū)內(nèi)修正投影裝置。從如用于光刻投影儀的193nm到目前研制的如157nm的深UV(DUV)區(qū)的波長(zhǎng)提出了與投影裝置的光學(xué)元件及對(duì)該射線波長(zhǎng)敏感的抗蝕劑膜材料有關(guān)的問題。已經(jīng)提出讓下一代光刻投影儀使用波長(zhǎng)達(dá)13nm級(jí)的極限UV(EUV)射線。使用這種射線，確實(shí)可以成像相當(dāng)出色的圖案特征，但EUV投影儀的設(shè)計(jì)和研制是一項(xiàng)非常富有挑戰(zhàn)性且耗時(shí)的工作。因?yàn)镋UV射線容易被空氣吸收，所以投影射束路徑要處于真空中，這引起了新的特殊問題。無法獲得合適且有效的EUV發(fā)射源并且也必須研制對(duì)EUV射線敏感的新型材料。適用于制造器件的EUV投影儀在未來幾年內(nèi)還無法獲得。
因此，非常需要一種制造其器件特征比目前制造的器件特征小得多的器件的方法，該方法使用傳統(tǒng)投影儀。
美國(guó)專利US-A 5716758公開了在半導(dǎo)體基材上形成一周期線性圖案的方法，該周期小于投影儀的分辨能力。根據(jù)此方法，形成一第一及第二鉻掩模，它們的掩模圖案是交錯(cuò)的，即當(dāng)重疊時(shí)，第一圖案的條位于第二圖案的相鄰條之間。一起反光保護(hù)層作用的有機(jī)材料層被涂在要成形的器件圖案的基材頂層上。該有機(jī)材料層借助第一掩模形成圖案。一感光膜形成在成圖的有機(jī)材料層上并且該膜借助第二掩模如此形成圖案，即有機(jī)材料層圖案的兩個(gè)相鄰特征之間介入感光膜圖案的每個(gè)特征。由有機(jī)層圖案特征及感光膜圖案的介入特征組成的總特征被用作蝕刻基材頂層的掩模。該頂層是唯一用來成形基材相應(yīng)層的處理層。
在美國(guó)專利US-A 5716758中描述的使用兩個(gè)掩模圖案的方法被用來印刷周期線性圖案且被用來平分可以令人滿意地成像的圖案的周期。所述特征的總體結(jié)構(gòu)顯示出較大外形即高度結(jié)構(gòu)。在美國(guó)專利US-A 5716758的圖3的最簡(jiǎn)單實(shí)施例中，感光膜圖案的特征已具有大于這些特征與有機(jī)層圖案的那些特征之間距離的高度。在其它使用多層的更復(fù)雜實(shí)施例中，高度與距離之比甚至更大。由于總體結(jié)構(gòu)的外形，所以如果可能的話，通過此結(jié)構(gòu)以所需精度蝕刻基材頂層或處理層是非常困難的。這使得US-A 5716758方法非常不切實(shí)際。
另一個(gè)美國(guó)專利US-A 5716758沒有提出的問題涉及用于光刻的掩模物理結(jié)構(gòu)。這個(gè)問題隨著掩模圖案中特征密度的日益增大而變得越發(fā)明顯。美國(guó)專利US-A 5716758的方法使用了鉻掩模。這種掩模由一如石英的透明層組成，它一側(cè)覆蓋有一個(gè)成圖的鉻層。該層中的那些開口決定了正在抗蝕劑層中投影的圖案。為了減小可以以所需質(zhì)量成像的最小特征的寬度，目前使用了包括透明移相件的移相掩模，該掩模可以是鉻移相掩?；驘o鉻移相掩模。在鉻移相掩模中，移相件被置于鉻層及掩模基材的過渡處。由于它們相互影響，所以這些部件修正由在鉻/基材過渡處的折射造成的特征寬度的變寬。在無鉻移相掩模中，這些圖案特征完全由移相件決定。與沒有移相件的掩模相比，為掩模配備移相件意味著要為每個(gè)圖案特征保留此掩模上的層面區(qū)部分。
最近，在光學(xué)光刻領(lǐng)域內(nèi)使用的另一項(xiàng)技術(shù)是鄰近光修正(OPC)。少量修正件被置于掩模圖案處，如圖案特征邊緣上或在兩個(gè)非?？拷奶卣髦g，在那里將要發(fā)生導(dǎo)致抗蝕劑層中元件變寬的不希望折射。這些修正件沒有被投影裝置成像，即它們沒有被分辨，但卻折射了成像射線，由此它們修正所述的不希望折射。要在掩模圖案表面為這些修正件保留一些空間。
用來使較小圖案特征被投影裝置成像的另一項(xiàng)技術(shù)是對(duì)掩模及投影裝置的照明的改進(jìn)。這種改進(jìn)意味著投影射束不填滿投影裝置的整個(gè)光圈，而只是該光圈的一部分。這可以是一中央圓形部分、一環(huán)形部分或每半個(gè)光孔(雙極)的一部分或兩部分。但是，如果掩模圖案具有特征的某種(禁用)對(duì)稱性、空間周期(間距)和/或定向，則不能使用這些類型的照明裝置，因?yàn)椴荒軣o像差地成像一帶有這些禁用參數(shù)的掩模圖案。
根據(jù)本發(fā)明，在開頭段落中定義的方法的特征在于-在該基材上，成疊地形成至少由一處理層和一抗反光層組成的第一層對(duì)及由該處理層和抗反光層組成的第二層對(duì)；在頂處理層上涂覆一抗蝕劑層并且在該抗蝕劑層中轉(zhuǎn)印上第一子圖案；-顯影該抗蝕劑層，由此形成一個(gè)對(duì)應(yīng)第一子圖案的第一中間圖案；-通過第一中間圖案蝕刻頂處理層，由此形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于第一子圖案的器件特征第一圖案；-在器件特征的第一圖案上涂上一第二抗蝕劑層；-在第二抗蝕劑層內(nèi)轉(zhuǎn)印下一個(gè)第二子圖案；-顯影第二抗蝕劑層，由此形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于第二子圖案的第二中間圖案；-通過由交錯(cuò)的器件特征第一中間圖案和第二中間圖案構(gòu)成的蝕刻掩模來蝕刻一個(gè)在下面的處理層，從而形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于第一和第二子圖案組的器件特征第二圖案，以及-去除該第二抗蝕劑層及頂處理層。
處理層可以理解為一個(gè)在實(shí)施該方法時(shí)在其中形成器件特征的層。此術(shù)語涵蓋了一臨時(shí)層如上述第一處理層，在該層中臨時(shí)存儲(chǔ)一些器件圖案特征并涵蓋一個(gè)為基材頂層的且其中最終形成所有器件圖案特征的最終層。
在本發(fā)明方法中，通過一個(gè)由構(gòu)圖抗蝕劑層或最好是先前的一對(duì)構(gòu)圖處理層和一抗反光層組成的薄蝕刻掩模來蝕刻各處理層，所以蝕刻受到良好的控制且很精確。當(dāng)每個(gè)處理層存在一個(gè)在先前處理層蝕刻期間不會(huì)被蝕刻的獨(dú)立抗反光層時(shí)，完整的抗反光層總是有用的。連續(xù)轉(zhuǎn)印的子圖案不需要交錯(cuò)，但是可以包括重疊區(qū)域而整個(gè)掩模圖案可以有任意特征。此特征密度可以非常大，如基層中相鄰器件特征之間的距離可以小到50nm。在這些特征中不引入上述固有問題的情況下，這允許除器件特征外的設(shè)計(jì)圖案配備有如移相件這樣的修正件及OPC件。因?yàn)闀?huì)在一設(shè)計(jì)圖案中組成禁用對(duì)稱、禁用間距和/或禁用定向的器件特征可以分布在至少兩個(gè)子圖案上，所以可以解決禁用參數(shù)的問題。
本方法的一個(gè)實(shí)施例其特征進(jìn)一步在于，至少由一處理層和一抗反光層構(gòu)成的第三層對(duì)被加到所述疊層的基材側(cè)上，如此進(jìn)行下列加層步驟-在器件特征第二圖案上涂上一個(gè)第三抗蝕劑層；-在第三抗蝕劑層中轉(zhuǎn)印下一個(gè)第三子圖案，顯影第三抗蝕劑層，由此形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于第三子圖案的第三中間圖案；-通過共平面的器件特征第二圖案和第三中間圖案來蝕刻第三處理層，從而形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于第一、第二和第三子圖案組的器件特征第三圖案；以及-去除該第三抗蝕劑層及第二處理層。
三個(gè)子圖案的初始、設(shè)計(jì)、圖案區(qū)分以及在相應(yīng)基層內(nèi)轉(zhuǎn)印這些子圖案進(jìn)一步允許設(shè)計(jì)圖案與器件特征本身且和其它特征如修正件有關(guān)地增大密度。通過使用仍然較多的子圖案和相應(yīng)數(shù)量的處理層，甚至進(jìn)一步提供了可以接受的生產(chǎn)量，即每次可以處理的基材數(shù)量，也可以增大該密度。
本方法第一實(shí)施例特征在于，在相應(yīng)的抗蝕劑層中，通過在該抗蝕劑層中光學(xué)成像一個(gè)包括子圖案的子掩模來轉(zhuǎn)印每個(gè)子圖案。
此實(shí)施例最緊密地與目前的光刻技術(shù)連結(jié)在一起。對(duì)每個(gè)子圖案來說，代表該圖案的數(shù)據(jù)被直接轉(zhuǎn)換成一個(gè)整體成像的實(shí)體圖案，即掩模圖案。
本發(fā)明第二實(shí)施例的特征在于，通過在該抗蝕劑層中用帶電粒子束寫上此子圖案，把至少其中一個(gè)子圖案轉(zhuǎn)印到相應(yīng)的抗蝕劑層上。
如果該子圖案包含少量微粒，則借助帶電粒子束如電子束寫上單個(gè)圖案特征是有吸引力的。
第一實(shí)施例的特征進(jìn)一步在于，用波長(zhǎng)范圍相同的射線來成像所有子掩模圖案。
該射線可以是深UV(DUV)射線，如目前被用于光刻投影儀的248nm波長(zhǎng)的射線或193nm波長(zhǎng)的射線。
或者，第一實(shí)施例的特征在于，借助EUV射線來成像至少其中一個(gè)子掩模圖案并且用DUV射線成像其它的子圖案。
如果可以獲得一個(gè)使用極限UV(EUV)射線的光刻投影儀，則它只用來成像最難的子圖案并且借助多臺(tái)使用DUV射線的傳統(tǒng)儀器來成像其它子圖案，這仍然是有吸引力的。通常，這些子掩模圖案不必通過一臺(tái)而是幾臺(tái)儀器成像，可以使用同類型或不同類型的儀器。
又或者，第一實(shí)施例的特征在于，借助帶電粒子投影射束來成像至少其中一個(gè)子掩模圖案。
可以對(duì)使用帶電粒子束的投影儀進(jìn)行對(duì)EUV投影儀所進(jìn)行類似的標(biāo)注。
最好，本方法的特征在于，在所有層對(duì)中，對(duì)應(yīng)層含有相同材料且具有相同的厚度，除了基材側(cè)的處理層比其它處理層厚外。
通過用相同的儀器參數(shù)來處理屬于這些子圖案的疊層，可實(shí)現(xiàn)把不同子圖案轉(zhuǎn)印到相應(yīng)的基層。因?yàn)榛膫?cè)處理層沒有被用作蝕刻掩模并且這些器件特征最終在此層中形成，所以此層可以比其它處理層厚。
最好，本方法的特征進(jìn)一步在于，一層對(duì)的每層的材料是耐對(duì)噶層對(duì)另一層的蝕刻的。
對(duì)每對(duì)層來說，這使得可以先通過第一蝕刻方法來形成第一抗反光層圖案，然后借助不同的蝕刻方法來蝕刻處理層，而構(gòu)圖抗反光層作為硬掩模。當(dāng)蝕刻處理層時(shí)，在處理層上的構(gòu)圖抗反光層以及下面成對(duì)抗反光空層(如果有的話)沒有被蝕刻。
本方法的特征進(jìn)一步在于，所用處理層為多晶硅層。
本方法的此實(shí)施例非常適用于形成帶晶體管門電路的基層，多晶硅材料非常適用于晶體管門電路的材料。在基層必須成形有導(dǎo)線的情況下，至少該基材側(cè)的處理層可以是金屬如鋁或銅。
最好，本方法的特征進(jìn)一步在于，所用抗反光層是在其上的包括一抗反光膜及一氧化物膜的雙層。
氧化物膜用作一在膜下的抗反光層與該膜上的抗蝕劑層之間的絕緣層并且也形成一個(gè)防止此抗反光層蝕刻的防蝕刻層。
最好，該方法的特征進(jìn)一步在于，單個(gè)抗反光層的材料或一雙層的抗反光膜的材料為一無機(jī)材料。
在屬于此子圖案的處理層中成形一子圖案方法的期間，應(yīng)該從該抗反光層部分去除該抗蝕劑層，因?yàn)樵诖颂幚韺又行纬傻钠骷卣魅匀灰豢狗垂鈱痈采w。通過把一無機(jī)材料用作抗反光層，去除有機(jī)材料的抗蝕劑層比抗反光層為有機(jī)材料時(shí)變得相當(dāng)容易了，如美國(guó)專利US-A 5716758所描述的方法。
此方法的優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，該無機(jī)材料為硅的氮氧化物SizOxNy。
一個(gè)附屬實(shí)施例的特征在于，該無機(jī)材料為氮化硅SiN。
x＝0、z＝1、y約為1的為一已知抗反光材料的硅的氮氧化物的此特殊實(shí)施例是非常適用于實(shí)現(xiàn)本方法。
本方法最實(shí)際的實(shí)施例的特征在于使用正性抗蝕劑層。
正性抗蝕劑層是迄今為止在光刻中最常用的抗蝕劑并且也被用于本方法用途中。
但是，在某些情況下，如當(dāng)一大塊空閑區(qū)域中有少量特征時(shí)或者當(dāng)特征圖案必須被顛倒時(shí)，可以使用負(fù)性抗蝕劑層。
所用方法的特征在于使用正性和負(fù)性抗蝕劑層。
為減小基層中器件特征的寬度，本方法的特征可以在于，在下面的處理層中蝕刻這樣的圖案之前，借助抗灰化減小至少其中一個(gè)中間圖案的特征尺寸。
通過把新方法與已知的抗灰化結(jié)合起來，可以減小器件特征之間距離以及這些特征的寬度。
本發(fā)明也涉及解決在一基材內(nèi)制造形成高密度器件圖案的掩模圖案的問題的方案。通常，電子束寫入裝置被用來在抗蝕劑層中繪出一個(gè)掩模圖案。如果該裝置被用來寫入一密度非常高的掩模圖案，則這樣的裝置的有限解決方案及這樣的裝置中的固有鄰近效應(yīng)問題是顯而易見的。鄰近效應(yīng)是由于電子在電子束的小壓縮位置中相互排斥而產(chǎn)生的并且造成寫入特征模糊。
根據(jù)本發(fā)明，通過在許多子圖案上分布一個(gè)不能令人滿意地轉(zhuǎn)印的初級(jí)圖案的圖案特征的方法可以解決所述問題，該方法的特征在于下列分布原則的結(jié)合方案-子圖案的數(shù)量盡可能??；-在每個(gè)子圖案中，器件特征及其相關(guān)特征是這樣布置的，即每個(gè)器件特征的轉(zhuǎn)印與其它器件特征無關(guān)，以及-在每個(gè)子圖案中，這些器件特征被盡可能均勻地分布。滿足后者條件意味著可以為每個(gè)子圖案設(shè)定最佳轉(zhuǎn)印條件，而禁用對(duì)稱、周期及特征定向不會(huì)發(fā)生。有關(guān)特征的術(shù)語涵蓋所有不被轉(zhuǎn)印到基層上但在轉(zhuǎn)印時(shí)被用來優(yōu)化器件特征或改進(jìn)特征轉(zhuǎn)印的所有特征。相關(guān)特征的例子為在一基層中控制器件特征寬度的輔助特征、光學(xué)鄰近修正件及散射柵。
在許多子圖案上分布初始設(shè)計(jì)圖案特征，它們分別具有低于初始圖案的密度，并且相應(yīng)的子掩模比一包括所有特征的掩模更容易制造。這種分布法實(shí)際上由于如上所述的新的多次曝光法而使得在基材的器件圖案中連續(xù)成像的子圖案變得可用。
如果此方法被用于分布一個(gè)包括一由分開的多邊形區(qū)構(gòu)成的初級(jí)組的初始圖案，其中由下列步驟來滿足第一規(guī)則-從該初級(jí)組中去除違反第二和/或第三條規(guī)則的多邊形區(qū)并且把這些多邊形區(qū)放到滿足這些規(guī)則的新組中，以及-把留下的初級(jí)組及新組放到獨(dú)立的子圖案中。
此分布法的一優(yōu)選實(shí)施例的特征由下列步驟體現(xiàn)確定哪個(gè)多邊形區(qū)違反第二、第三條規(guī)則；-根據(jù)對(duì)這些區(qū)域出現(xiàn)的違規(guī)次數(shù)來分級(jí)初級(jí)組的多邊形區(qū)，其中違規(guī)次數(shù)最多的多邊形區(qū)具有最低的分類級(jí)數(shù)；-形成第二組有最低分類級(jí)數(shù)的多邊形區(qū)以及那些具有在第二組中仍然滿足第一、第二規(guī)則的高分類級(jí)數(shù)的多邊形區(qū)，以及-為在初級(jí)組中留下的高分類級(jí)數(shù)重復(fù)上一個(gè)步驟并形成一個(gè)第三和其它組，直到在保留初級(jí)組中的所有多邊形區(qū)滿足第二、第三規(guī)則。
本發(fā)明也涉及在實(shí)現(xiàn)分布法時(shí)獲得的并用來實(shí)現(xiàn)如上所述制造法的光刻子掩模組。光刻子掩模組共同形成一在一基層中形成唯一器件圖案的假想總掩模，其中假想總掩模有一包括分離多邊形區(qū)的掩模圖案，該掩模圖案不能令人滿意地成像，其特征在于，多邊形區(qū)域設(shè)置在這些子掩模的每個(gè)掩模圖案中，從而可以令人滿意地成像這些子掩模。
光刻子掩模組的一優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，它包括配備有在器件特征側(cè)的并有一基本上決定相應(yīng)器件特征的成像寬度的特定寬度的輔助特征的子掩模。
通過使用帶有輔助特征的子掩模，可以控制這些器件特征的寬度。
至于子掩模的類型，子掩模組可以顯示出不同的實(shí)施例。
光刻子掩模組的第一實(shí)施例的特征是，該子掩模為振幅掩模。
最常用的振幅掩模為一掩模，即一在一透明基層上包括構(gòu)圖鉻層形式的掩模圖案的掩模。
光刻子掩模組的第二實(shí)施例的特征是，該子掩模為相位掩模。
當(dāng)相位掩模的掩模圖案由一相位過渡圖案構(gòu)成時(shí)，相位掩模在整個(gè)掩模圖案區(qū)域內(nèi)顯示出不變的轉(zhuǎn)印性能。
光刻子掩模組的第三實(shí)施例的特征在于，它包括振幅掩模和相位掩模。
這樣的掩模組為每個(gè)子圖案產(chǎn)生了形成有最合適類型的掩模的器件特征的可能性。
為改進(jìn)器件特征，鉻子掩模組的特征可以進(jìn)一步在于，它包括帶有移相件的子掩模。
出于同樣理由，相位掩模組的特征在于，它包括在相位過渡點(diǎn)有調(diào)幅件的相位掩模。
一調(diào)幅件可以理解為改變所入射的射線的振幅的掩模表面區(qū)域。此區(qū)域可以為一吸收區(qū)域。相位過渡與調(diào)幅件的結(jié)合提供了最佳的特征成像質(zhì)量。
光刻子掩模組的特征可以進(jìn)一步在于，它包括配備有光學(xué)修正元件的子掩模。
使用這種太小以至不能成像的如成襯線、錘頭及散射柵形式的眾已知光學(xué)修正元件，可以改善成像的掩模特征的質(zhì)量。


通過非限定例子并參照下述實(shí)施例來描述本發(fā)明的這些及其它方面。其中圖1示意地示出了可以實(shí)現(xiàn)該方法的光刻投影儀的實(shí)施例；圖2a、2b分別表示用于新方法的帶有第一特征的第一掩模圖案和帶有第二特征的第二掩模圖案的部分；圖3a-3h表示本方法的連續(xù)方法步驟；圖4表示一個(gè)本方法所用疊層的實(shí)施例；圖5表示相位掩模的一部分；圖6表示形成相位掩模的成像原理；圖7表示配備輔助特征的相位掩模的部分；圖8表示呈輔助特征間距函數(shù)形式的印刷器件特征的寬度；圖9表示兩個(gè)通過新方法及圖7的掩模獲得的器件特征及其間距；圖10表示一個(gè)帶有階梯狀相位過渡部的相位掩模特征；圖11表示一個(gè)帶有襯線OPC件的掩模特征彎曲物；圖12表示一個(gè)帶有襯線OPC件的方形掩模特征；圖13表示一個(gè)帶有錘頭狀OPC件的條形掩模特征；圖14表示帶有散射柵的掩模圖案的一部分；圖15表示帶有襯線及散射柵的實(shí)際掩模圖案的一小部分；圖16表示掩模圖案特征的尺寸；圖17表示一個(gè)觸發(fā)電路的初始設(shè)計(jì)圖案；圖18a-18d表示此圖案特征在三個(gè)子圖案上的分布；圖19表示用來在一基層中轉(zhuǎn)印圖17的掩模圖案特征的疊層；圖20表示一個(gè)具有太短距離的部分的圖案特征以及兩個(gè)具有被用于產(chǎn)生圖案特征的疊加特征的子掩模圖案；圖21表示抗灰化技術(shù)。
該儀器進(jìn)一步包括一配備一輻射源LA如一水銀燈或一激發(fā)物激光器如氟化氪激光器、一透鏡裝置LS、一反光鏡RE及一聚焦透鏡C0的照明裝置。由該照明裝置提供的投影射束PB照亮掩模圖案C。該投影裝置PL在基材W的IC區(qū)中成像此圖案。
該儀器進(jìn)一步配備有許多測(cè)量裝置。其中一個(gè)測(cè)量裝置是在基材的XY平面內(nèi)確定對(duì)準(zhǔn)該掩模圖案C的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量裝置。另一測(cè)量裝置是一個(gè)測(cè)量X位置和Y位置以及基材定向的干涉儀IF。也提供一個(gè)用來確定焦距之間或投影裝置成像區(qū)與基材上的感光層PR之間的像差的聚焦誤差檢測(cè)裝置(未示出)。這些測(cè)量裝置為伺服系統(tǒng)的部件，所述伺服系統(tǒng)包括電子信號(hào)處理和控制電路及調(diào)節(jié)器，借助它們，可以通過測(cè)量裝置所提供的信號(hào)來修正基材的定位和定向以及焦距。
對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)裝置在掩模MA中使用了兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1和M2，它們顯示在圖1的右上角。這些標(biāo)記例如是折射光柵，而且也可以由其它標(biāo)記如方形或條形構(gòu)成，它們?cè)诠鈱W(xué)上與其周圍不同。這些對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記最好是二維的，即它們?cè)趫D1的兩個(gè)彼此垂直的X和Y方向上延伸?；腤包括至少兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其中的兩個(gè)P1和P2顯示在圖1中。這些標(biāo)記定位在基材W的必須形成掩模圖案圖像的區(qū)域外。光柵標(biāo)記P1和P2最好是相位光柵，而掩模標(biāo)記M1和M2是振幅光柵。對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)裝置可以為復(fù)式系統(tǒng)，其中兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)射束b和b’被分別用來檢測(cè)基材標(biāo)記P2與掩模標(biāo)記M2的對(duì)準(zhǔn)以及基材標(biāo)記P1與掩模標(biāo)記M1的對(duì)準(zhǔn)。在經(jīng)過該對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)裝置之后，各對(duì)準(zhǔn)射束分別入射一感光探測(cè)器3、3’。各探測(cè)器把相應(yīng)射束轉(zhuǎn)變成一個(gè)表示該基材標(biāo)記與掩模標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)程度和進(jìn)而基材與掩模對(duì)準(zhǔn)程度的電信號(hào)。美國(guó)專利US-A 4778275描述了一個(gè)復(fù)式對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)裝置，為了該系統(tǒng)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，參見該文獻(xiàn)。
為了精確確定基材的X、Y位置，光刻儀包括一在圖1中用方塊表示的多軸干涉儀。在美國(guó)專利US-A 4251160中描述了一個(gè)兩軸干涉儀，而在美國(guó)專利US-A 4737823中描述了一個(gè)三軸干涉儀。歐洲專利EP-A 0498499描述了一個(gè)五軸干涉儀，可以借助它非常精確地測(cè)量沿X、Y軸的位移以及繞Z軸的旋轉(zhuǎn)和繞X、Y軸的斜率。
如圖1所示，把干涉儀的輸出信號(hào)以及對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)裝置的信號(hào)S3和S3’輸送給一信號(hào)處理電路SPU如一微型計(jì)算機(jī)，它把這些信號(hào)處理成用于一調(diào)節(jié)器AC的控制信號(hào)。該調(diào)節(jié)器在XY平面內(nèi)借助基臺(tái)WT來移動(dòng)基材架WH。
投影儀進(jìn)一步配備有一檢測(cè)投射透鏡裝置的聚焦平面與感光層PR平面之間的像差的且圖1未示出的聚焦誤差檢測(cè)裝置。例如通過在Z方向上彼此相對(duì)地移動(dòng)投射透鏡裝置及基材，或者通過在Z方向上移動(dòng)一個(gè)或幾個(gè)投影裝置的透鏡件，可以修正這樣的像差。在美國(guó)專利US-A 4356392中，描述了這樣的可以被固定到該投射透鏡裝置上的聚焦誤差檢測(cè)裝置。在美國(guó)專利US-A 5191200中，描述了可借助它來檢測(cè)聚焦誤差及基材局部斜率的檢測(cè)裝置。
為提高器件操作速度和/或增加器件特征數(shù)量，人們?cè)絹碓较Ｍ麥p小零件、器件特征或線路寬度及相鄰器件特征之間距離。由投影裝置的成像質(zhì)量和分辯能力來決定可由光刻投影儀令人滿意地成像的部件的大小，圖1表示光刻投影儀的一個(gè)例子。通常，通過增大數(shù)值孔徑NA和/或減小入射光線波長(zhǎng)來提高分辯力或分辨率。實(shí)際上，很難要求進(jìn)一步增大數(shù)值孔徑，而且進(jìn)一步減小投影射束的波長(zhǎng)會(huì)引起許多新的問題。
近年來，對(duì)于用仍然可制造的投影裝置來成像較小圖案的研究方向是代替步進(jìn)光刻裝置地使用步進(jìn)掃描光刻裝置。在步進(jìn)裝置中，采用全區(qū)域照明方式，即整個(gè)掩模圖案在一次操作中被照明并且在基材的IC區(qū)上整體成像。在第一IC區(qū)被曝光后，對(duì)下個(gè)IC區(qū)實(shí)行這樣的步驟，即下個(gè)IC區(qū)位于該掩模圖案下地移動(dòng)該基材架。隨后，曝光該IC區(qū)并持續(xù)進(jìn)行，直到基材的所有IC區(qū)具有掩模圖案圖像。在步進(jìn)掃描裝置中，只有掩模圖案的矩形區(qū)或圓弧區(qū)被照明，因此也每次曝光基材IC區(qū)的相應(yīng)附屬區(qū)域。當(dāng)考慮到投影裝置的放大率時(shí)，使掩模圖案及基材同時(shí)經(jīng)過投影射束。在連續(xù)方法中，在有關(guān)IC區(qū)的相應(yīng)附屬區(qū)域上成像先后的掩模圖案附屬區(qū)域。在這種情況下，在如此在IC基材上成像整個(gè)掩模圖案后，基材架進(jìn)行步進(jìn)動(dòng)作，即下個(gè)IC區(qū)開始在投影射束中移動(dòng)。然后，該掩模例如被安置在其初始位置上，隨后，下個(gè)IC區(qū)被掃描曝光。因?yàn)橹挥谐上駞^(qū)中心部被用于步進(jìn)掃描過程，因而只有這部分需要進(jìn)行光學(xué)像差修正，所以可以使用較大的數(shù)值孔徑。在這種情況下，可按照所需質(zhì)量成像的器件特征的寬度及其間距可以被縮小到一定程度。但是，這種縮小器件圖案密度的方式不能滿足下一代IC和其它器件。另外，由于器件缺陷如光學(xué)像差及光刻方法的缺陷，實(shí)際上不能實(shí)現(xiàn)由數(shù)值孔徑設(shè)定的理論極限值、波長(zhǎng)及掃描原理。
通過在實(shí)際即有限數(shù)量的子圖案上分布初始器件圖案特征的新方法以及通過在該基材中疊置轉(zhuǎn)印相應(yīng)子掩模的方法，可以解決器件圖案密度明顯增大的問題。參考兩個(gè)相鄰的器件特征或條紋來說明該轉(zhuǎn)印法。這些條紋特征中的每一個(gè)形成了獨(dú)立掩模圖案的一部分。
圖2a是一個(gè)只有第一特征10的第一掩模圖案C1的非常小部分的俯視圖。該掩模最簡(jiǎn)單地是鉻掩模，特征10為鉻層12中的劃線形開口。圖2b表示帶有第二特征14即鉻層16中的滑線形開口的第一掩模圖案C2。
圖3a表示疊層的橫截面，它用來把掩模特征轉(zhuǎn)印到基材上。在此圖中，符號(hào)20表示一基材如半導(dǎo)體基材的頂部。層22是第一處理層如多晶硅層，它涂有第一抗反光層24。層26是第二處理層，最好材料與第一處理層相同。第二處理層涂有最好其材料與第一抗反光層相同的第二抗反光層28。
這些掩模特征10和14以下面的方式被轉(zhuǎn)印到第一處理層22上。疊層配備有一抗蝕劑層30并且第一掩模圖案在此層中成像。用一絲射線在對(duì)應(yīng)于掩模圖案C1中特征10位置處照亮該抗蝕劑層。在抗蝕劑層顯影及抗蝕劑層剝離后，即在負(fù)性抗蝕劑層的情況下未被照亮的那些部分抗蝕劑層被去除后，一抗蝕材料條32留在該層28上，如圖3b所示。該抗反光層28首先被蝕刻，然后蝕刻第二處理層26，該抗蝕圖案用作一蝕刻掩模。第一掩模圖案特征10及其它特征(未示出)則被轉(zhuǎn)印到特征35，即處理層26材料的凸脊，如圖3c所示。在此凸脊頂端仍然有一條抗反光材料34。接著，剝離該抗蝕材料條32。作為抗蝕劑層的是有機(jī)材料，而抗反光層由無機(jī)材料制成，可以不蝕刻抗反光層地輕易去除該抗蝕劑層。如圖3d所示，在去除該抗蝕劑層之后，留下的疊層的頂層在特征35及頂面的其它位置處由一抗反光層構(gòu)成。代替用構(gòu)圖抗蝕劑層32蝕刻該處理層，也可以并甚至最好可通過構(gòu)圖抗蝕劑層只蝕刻抗反光層，然后剝離該抗蝕劑層。然后，通過形成處理層的所謂硬掩模的構(gòu)圖抗反光層34來蝕刻該處理層。
在這樣轉(zhuǎn)印上第一特征35后，給疊層涂上一個(gè)新的抗蝕劑層36，如圖3e所示。包括掩模特征14的第二掩模圖案在此抗蝕劑層中成像。在顯影抗蝕劑層36并去除此層的曝光部分后，一抗蝕材料條38留在抗反光層24上，如圖3f所示。該抗反光層24及第一處理層22被蝕刻，特征35(頂部帶有抗反光層34)和抗蝕條38用作蝕刻掩模。通過蝕刻抗反光層24和第一處理層22，同時(shí)去除抗反光層34和第二處理層35。然后，剝離構(gòu)圖抗蝕劑層3 8?，F(xiàn)在，把掩模特征10和14分別轉(zhuǎn)印到器件特征40和44上。這些器件特征為處理層22材料的凸脊。器件特征分別被圖3g所示的抗反光材料條42和46覆蓋。如果不必進(jìn)一步轉(zhuǎn)印特征，則抗反光材料條42和46被去除，從而這兩個(gè)器件特征40、44在基材保留部分的頂層內(nèi)形成需要的特征。
當(dāng)對(duì)應(yīng)器件特征40和44的掩模特征不再需要同時(shí)成像時(shí)，投影裝置的分辯率不再?zèng)Q定特征40和44之間的最小距離d。這個(gè)最小距離現(xiàn)在由精度來決定，使用該精度，掩模特征14可以相對(duì)先前在第二處理層26中形成的器件特征35來定位?，F(xiàn)在可獲得光刻投影儀，它具有非常先進(jìn)的對(duì)準(zhǔn)伺服系統(tǒng)。使用這樣的系統(tǒng)，可以獲得大于10nm的單機(jī)重疊精度，即特征在一抗蝕劑層中的位置相對(duì)下面先形成的器件特征的像差小于10nm。通過使用帶有這種精確對(duì)準(zhǔn)伺服系統(tǒng)的新方法，可以獲得50nm數(shù)量級(jí)的器件特征之間最小距離d。該新方法最佳地利用了已可獲得的對(duì)準(zhǔn)伺服系統(tǒng)的精度。
此方法具有這樣的優(yōu)勢(shì)，即在抗蝕劑層的各個(gè)照明期間內(nèi)在該抗蝕劑層下面存在一完整的抗反光層，以及用來蝕刻處理層的蝕刻掩模的高度保持較低。例如，蝕刻掩模高度可以小到一抗反光層與一處理層厚度之和。由于蝕刻掩模較薄，所以可以忽略光學(xué)鄰近效應(yīng)。
兩個(gè)掩模圖案及如圖3a-3h的實(shí)施例中所示的實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相鄰器件特征的對(duì)準(zhǔn)伺服系統(tǒng)可以使掩模圖案的設(shè)計(jì)有最大自由度。如果該器件圖案為周期短的周期圖案，則可以使用掩模圖案并且可以在形成第一器件特征后使此圖案移動(dòng)一段等于這兩個(gè)器件特征之間所需間距的距離。
每個(gè)抗反光層24、28可以是一由一抗反光膜和其上的一氧化物膜組成的雙層。當(dāng)下面的處理層要形成圖案時(shí)，該氧化物層形成在抗反光膜與涂在此雙層上的抗蝕劑層之間的絕緣。另外，該氧化物層形成一個(gè)防止抗反光膜受到不必要蝕刻的防蝕刻層。
抗反光膜由無機(jī)材料如硅的氮氧化物SizOxNy制成。這種材料的特殊實(shí)施例即氮化硅(z＝1，x＝0而y約等于1)最好被用作抗反光膜。此材料已經(jīng)被用于光刻領(lǐng)域并且也非常適用于實(shí)現(xiàn)本方法。
圖4表示包括兩個(gè)抗反光層的疊層。符號(hào)20表示硅基材或晶片。一使基材與處理層22絕緣的非常薄的所謂門電路氧化物層21可以置于此基材與第一處理層22如多晶硅層之間。SiN抗反光膜24’及氧化物頂層25被置于第一處理層上。第二處理層26被置于層25上。SiN抗反光膜28’及氧化物頂層29被置于處理層26的上面。一抗蝕劑層30被涂在這個(gè)雙層上。
在疊層的一個(gè)實(shí)際實(shí)施例中，門電路氧化物層21厚2nm。多晶硅處理層22、26分別厚100nm和20nm。每個(gè)抗反光膜24’和28’厚23nm，而其頂層25和29分別厚12nm的厚度。在這個(gè)實(shí)施例中，該蝕刻掩模的最大高度為55nm。在第一掩模圖案特征10在該抗蝕劑層30中成像并且這個(gè)層已被顯影之后，氧化物頂層29被干蝕刻20毫秒。然后使用標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)條剝離該抗蝕劑層并且濕洗疊層。通過由形成圖案的氧化物頂層29和抗反光膜28’形成的硬掩模在5秒清洗步驟、10秒主蝕刻步驟以及10秒過蝕刻步驟中蝕刻第二多晶硅處理層26。在此蝕刻期間內(nèi)，在該疊層上不存在抗蝕劑層。在第二掩模圖案特征14在第二抗蝕劑層36中成像并且此層已經(jīng)顯影之后，以與層29相同的方式蝕刻氧化物頂層25。通過形成圖案的氧化物層25和抗反光膜24’在30秒主蝕刻步驟、30秒過蝕刻步驟中蝕刻比第二處理層26厚5倍的第一多晶硅處理層22。
器件特征圖案的密度不僅由相鄰器件特征之間距離決定，而且由器件特征寬度決定。當(dāng)特征之間距離縮小時(shí)，在兩個(gè)相鄰掩模圖案特征的抗蝕劑層中形成的圖像的對(duì)比度降低，而在一處理層中形成的這些特征的寬度增大。通過代替?zhèn)鹘y(tǒng)純鉻掩模地使用一配備有移相件的為鉻透射掩模，可以增大所述對(duì)比度。改進(jìn)在光學(xué)光刻中形成圖像的對(duì)比度的技術(shù)首先由Levenson等人在1982年12月的第ED-29冊(cè)第12號(hào)的IEEE關(guān)于電子器件會(huì)報(bào)上發(fā)表的文章“Improving resolution inPhotolithography with a Phase-Shifting Mask”的25-32頁中提出。傳統(tǒng)透射掩模包括一個(gè)由不透明物質(zhì)但最好帶孔的鉻層覆蓋的透明基材如石英基材。這些孔按所需密度限定出圖案及由此在一基層中待印刷的器件圖案。當(dāng)電磁輻射照明這樣的透射掩模時(shí)，輻射電場(chǎng)在各孔處具有相同的相位。但是，由于輻射在孔邊緣處的折射以及投射透鏡裝置的分辯率有限，所以電場(chǎng)圖案在基材面上被展開。因此，唯一的小掩模孔提供了較大的基材級(jí)強(qiáng)度分布。在被相鄰孔折射的光波之間構(gòu)成的干擾增強(qiáng)了孔在基材級(jí)的投射之間的電場(chǎng)。由于強(qiáng)度圖案與電場(chǎng)平方成正比，所以兩個(gè)相鄰掩模孔的圖案被均勻展開到相當(dāng)高的程度并且沒有在投射孔處顯示出兩個(gè)明顯的峰值。
圖5表示一個(gè)配備移相件的鉻掩模的一小部分。此掩模包括被鉻層42覆蓋的透明基材40?？?4和46在此層中形成掩模圖案的兩個(gè)特征。兩孔之一覆蓋有一透明移相件48。此特征厚度d為λ/2(n-1)，其中n為特征材料的折射率，而λ是入射光線波長(zhǎng)，所以透過相鄰孔44、46的光波彼此相差180°。破壞干擾現(xiàn)在發(fā)生在被相鄰孔折射的光波之間，于是在晶片高度上的孔投射之間的強(qiáng)度被最小化。任何投影裝置都能以比沒有移相器的相應(yīng)掩模更高的分辯率、更高的對(duì)比度來投影這種移相掩模的圖像。
無鉻移相掩模如歐洲專利EP-A 0680624所公開地可以產(chǎn)生與對(duì)比度及特征寬度有關(guān)的類似改進(jìn)。這樣的有限定器件特征掩模的圖案特征不包括一鉻或其它不透明材料的圖案特征，但該圖案為一相位過渡圖案。圖6表示帶有一相位過渡的相位掩模或掩模特征52的一小部分。符號(hào)50表示透明掩?；?。該相位過渡為基材表面54與一凹槽55之間的過渡。該區(qū)域的深度由e表示。由于該掩模對(duì)投影射束PB是透明的，所以過渡是射束相位過渡。這意味著投影射束PB經(jīng)過凹槽區(qū)域55的部分具有與已經(jīng)過表面區(qū)域24的射束部分不同的相位。由下列公式給出射束部分之間的像差(弧度)。
＝(n2-n1)·e·2π/λ其中n2為掩?；牡恼凵渎剩琻1為周圍介質(zhì)的折射率，通常空氣的n1＝1，而λ為投影射束波長(zhǎng)，所述投影射束為電磁射線束。
在經(jīng)過相位特征后，成位置x函數(shù)形式的射束電場(chǎng)矢量E的大小表示圖案57的變化。此圖中的垂直斜率58的位置對(duì)應(yīng)于相位過渡52的位置。在經(jīng)過由圖6的單個(gè)半透鏡件表示的投影裝置PL之后，成位置x函數(shù)形式的射束電場(chǎng)矢量E’的大小表示圖案60的變化。圖57的垂直斜率58被轉(zhuǎn)變成圖60中的傾斜斜率61。這是由于投射透鏡裝置PL不是一理想裝置而是有點(diǎn)擴(kuò)散功能的結(jié)果。一個(gè)點(diǎn)沒有被成相為一個(gè)點(diǎn)，而是它的光線或多或少地被擴(kuò)展成一彌散圖案。如果投影裝置是理想的，則電場(chǎng)矢量E’是垂直的，如虛線62所示。電場(chǎng)矢量E’的大小代表投影射束振幅，所以圖案60表示在抗蝕劑層30(36)平面內(nèi)成位置函數(shù)形式的射束振幅。因?yàn)樯涫鴱?qiáng)度等于振幅平方(I＝E’2)，所以成位置x函數(shù)形式的強(qiáng)度表示圖案64的變化。圖案60的斜率61變成兩個(gè)有相對(duì)斜率65和66的邊，這意味著在有一定寬度wi的條中形成移相掩模圖案的線狀相位過渡邊的圖像。
也可以使用一反光移相掩模圖案即一個(gè)其中凹槽區(qū)域55和周圍區(qū)域54都是反光的圖案來代替半透明圖案。在反光移相掩模圖案的情況下，凹槽區(qū)域的光學(xué)深度或高度等于波長(zhǎng)1/4。
移相掩模在相位過渡點(diǎn)處也可配備有調(diào)幅件如鉻件。這樣的調(diào)幅件56如圖6虛線所示妨礙入射于其上的光線。就相位過渡與調(diào)幅件的結(jié)合來說，調(diào)幅件決定器件特征的位置，相位過渡決定特征寬度。
在具體用途中，在抗蝕劑層中成像的條的寬度隨投影裝置的數(shù)值孔徑和照明的相干值及其它事物而定。相干值或σ-為投影射束在投影裝置射光孔平面內(nèi)的橫截面與此裝置孔徑之比。因此，σ值表示投影裝置被投影射束充滿的程度而且它通常小于1。在顯影抗蝕劑層且蝕刻后，在基材相應(yīng)層內(nèi)形成的器件特征如晶體管門電路的寬度隨用于光刻投影儀的輻射劑量而定。輻射劑量為在抗蝕劑層區(qū)域成像一掩模特征期間入射到它上面的投射、照射或輻射量。一旦數(shù)值孔徑、相干值及輻射劑量的參數(shù)值被設(shè)定，相位掩模圖案的所有相位過渡就被轉(zhuǎn)印到基層中的帶上，它們都有相同的寬度。例如，射線波長(zhǎng)為248nm，數(shù)值孔徑NA＝0.63而相干值σ＝0.35，即可獲得100nm級(jí)的特征寬度。但實(shí)際上，在一IC器件中需要不同寬度的器件特征如不同門電路長(zhǎng)度的晶體管門電路。另外，需要進(jìn)一步減小特征寬度。
在添加兩個(gè)輔助特征的相位過渡技術(shù)中，器件特征的最小寬度可大大縮小并且寬度可以不改變上述參數(shù)地在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。
圖7表示在過渡點(diǎn)兩側(cè)配備有這種輔助特征70和71的圖6的相位過渡。這些特征具有這樣小的寬度(次分辯率)，即它們不能如此地在感光性樹脂中成像，但是具有折射作用并因此被稱作散射柵。它們可以由鉻組成并有如300nm寬度。相對(duì)相位過渡52對(duì)稱地布置柵70、71并且其間距例如為2.5μm。柵70留在掩?；捻斆?4上。為保證柵71的支承，當(dāng)進(jìn)行相位過渡時(shí)，要省掉一小段掩模基材柱73。例如通過濕蝕刻可以優(yōu)化此柱的尺寸。
盡管屬于相位過渡點(diǎn)52的散射柵70和71未被轉(zhuǎn)印到該抗蝕劑層上，它們還是對(duì)過渡點(diǎn)成像產(chǎn)生影響。入射散射柵上的部分輻射線指向圖6的強(qiáng)度峰值58以及干擾初始強(qiáng)度峰值的射線并因此改變峰值。增加輔助特征的技術(shù)是基于這樣的認(rèn)識(shí)，即在抗蝕劑層中形成的特征的成像寬度及因此在即刻構(gòu)成的基層中印刷的器件特征的寬度主要由一對(duì)散射柵的間距來決定。另外，散射柵寬度、柵透射及由這些柵引起的移相也對(duì)在抗蝕劑層中形成的器件特征的成像寬度有影響。
圖8表示印刷的器件特征的寬度也被稱作線路寬度WIF的變化，其成散射柵間距函數(shù)形式。對(duì)于此實(shí)例，如果投影裝置放大率M＝1/4，則柵的寬度Wb在基材級(jí)為90nm，在掩模級(jí)為360nm。虛線圖案Vs給出了在計(jì)算機(jī)仿真中獲得的線路寬度，而實(shí)線圖案Ve給出了從試驗(yàn)中獲得的線路寬度。使用相干值σ＝0.35而數(shù)值孔徑NA＝0.63的步進(jìn)光刻儀進(jìn)行這些試驗(yàn)。同樣對(duì)于最小寬度的特征，焦距的試驗(yàn)長(zhǎng)度約為0.5μm。輻射劑量的范圍約為10％。
圖8中的圖案Ve顯示出如果彼此之間的距離p增大，則印刷器件特征寬度WIF減小。也顯示出通過在250nm與600nm(基材級(jí))的范圍內(nèi)簡(jiǎn)單改變散射柵之間的距離p，印刷特征寬度可以被精確地設(shè)為270nm-50nm。因此，成對(duì)柵允許大范圍地選擇印刷器件特征的寬度，此范圍的最大寬度為大于5倍的最小寬度。
圖9舉例表示在多晶硅的第一處理層中蝕刻的兩個(gè)器件特征80和81的橫截面，其中使用了帶有散射柵的相位掩模和新的兩次曝光。此圖表示器件特征有約60nm的寬度并且可以產(chǎn)生約60nm的間距p。為了印刷這些器件特征，使用圖4的疊層及涉及有關(guān)此疊加的處理步驟。所用投影儀在248nm波長(zhǎng)下工作并且有NA＝0.63的數(shù)值孔徑及σ＝0.35的相干值。
如上所述，印刷器件特征的寬度主要由散射柵間距p決定。但柵寬度Wb、其透射和在投影射束中由柵引起的移相對(duì)最終寬度有影響。參數(shù)Wb、透射及相位可以被用作印刷器件特征寬度的微調(diào)。
原則上，輔助特征也可以由一相位過渡點(diǎn)構(gòu)成，而不是有不透明的柵或帶構(gòu)成。這樣的相位過渡點(diǎn)輔助特征的寬度應(yīng)該非常小，以防止該特征同樣成像在抗蝕劑層中。這使得帶有成相位過渡形式的輔助特征的掩模圖案更加難于制造。
在透射掩模的情況下具有低于其周圍的透射率的輔助特征形成了可供選擇的比不透明要好的輔助特征。透射率小的輔助特征可以是所謂的衰減輔助特征并且可以與所謂的衰減相位掩模的器件特征匹配。如PCT專利申請(qǐng)WO99/47981所述，一衰減相位掩模是相位掩模的一個(gè)特殊實(shí)施例，其中掩模圖案特征由透射率小于其周圍透射率5％的條構(gòu)成。這種掩模圖案特征對(duì)投影射束有相位影響及振幅影響。
本發(fā)明方法及如圖3、4所示疊層的特殊特征允許使用第三、第四等子掩模并且在第三、第四等抗蝕劑層中成像這些掩模。第三、第四等處理層及第三、第四等抗反光層(圖3)或抗反光層加一個(gè)氧化物頂層應(yīng)該被添加到圖3或4的疊層上。因?yàn)樗形g刻這些處理層的蝕刻掩模有較小的外形，有等于處理層與抗反光層厚度之和的最大高度，所以可以非常精確地實(shí)現(xiàn)蝕刻。所用的子掩模的需要量及因此的疊層連續(xù)曝光的次數(shù)隨總掩模圖案的復(fù)雜程度及密度而定?？傃谀D案的復(fù)雜程度及密度不僅由那些要在基層中形成的器件圖案決定，而且由可以被加到用于不同目的的掩模圖案上的其它特征決定。
掩模圖案的最簡(jiǎn)單掩模特征為透射掩模如鉻掩模。透射掩模(也被稱作二進(jìn)制掩模)的每個(gè)圖案特征將被成像并對(duì)應(yīng)于要在相應(yīng)基層中形成的器件特征的一個(gè)特征?；蛘撸干渥友谀Ｊ前ㄒ环垂鈭D案及非反光區(qū)的反光子掩模。反光掩模也屬于二進(jìn)制掩模類型。
掩模圖案的更復(fù)雜掩模特征是一配備有移相件的透射或反光掩模。增加移相件意味著增大了掩模圖案的密度。
掩模圖案的另一掩模特征為一相位掩模，它可以是透射掩?；蚍垂庋谀?。此前已參考圖6討論了透明相位掩模。此圖示出了只有一個(gè)從掩模表面54到凹槽區(qū)域55的垂直過渡點(diǎn)，該過渡點(diǎn)被用來實(shí)現(xiàn)抗蝕劑層的條形照明68。但是，用來產(chǎn)生此條的掩模區(qū)域及因此在該基層中的相應(yīng)器件特征包括一個(gè)從凹槽區(qū)域55到掩模表面54的第二過渡點(diǎn)，如圖10所示。在此圖中，第一過渡由垂直實(shí)線53表示，第二過渡由垂直虛線56表示。為防止第二過渡也成像在抗蝕劑層中，造成180°移相的過渡56可以被細(xì)分成許多分別造成小相移的次過渡。例如，三個(gè)分別造成60°相移的次過渡591、592和593可以位于凹槽區(qū)55的末尾。來自次過渡的投影射束部分有不同的相位，來自次過渡區(qū)的射線變模糊且不在小區(qū)域如圖6的區(qū)域68內(nèi)聚焦。次過渡在掩模圖案中需要附加空間。圖7的相位掩模中的輔助特征或柵70和71也需要一些空間，這些輔助特征被用來控制器件特征的寬度。
因?yàn)樵诜直孢吔缣幨褂昧斯鈱W(xué)光刻投影儀的投影裝置，所以掩模圖案特征的成像不再是完美的而是伴隨著像差，尤其是這些特征的沿。例如且如圖11所示，特征的90°彎曲90可以被成像為一彎曲曲線92，而一方形特征區(qū)域96可以被成像為一圓形區(qū)域98，如圖12中所示。為了修正這些像差，分別把小的所謂的光學(xué)鄰近修正(OPC)件93和99加到初始掩模圖案上。該OPC件93和99是所謂的襯線。如圖13中所示，條形掩模圖案特征的直沿101可以被成像為一彎曲沿103。一個(gè)被稱作錘頭的OPC件105可以被加到初始掩模圖案上，從而獲得直緣圖像。如圖14中所示，當(dāng)下個(gè)特征109較遠(yuǎn)時(shí)，一些掩模特征可以彼此靠近地放置。當(dāng)成像這樣的圖案部分時(shí)，在抗蝕劑層中，在特征107和特征109的最后成像之間形成一人工制品。為防止形成這樣的人工制品，可以把小散射柵110加到初始掩模圖案中。散射柵不被成像，但折射入射光線，并且因干擾形成人工制品的光線而造成人工制品不會(huì)形成。如圖15的實(shí)例所示，掩模圖案可以包括OPC件及散射柵。此圖表示實(shí)際使用的掩模圖案的一小部分。所示的這部分包括許多襯線99及兩個(gè)相互垂直的散射柵109。
由于成像步驟和/或其它幾個(gè)方法步驟的缺陷，可能伴隨著處理層中掩模圖案特征的轉(zhuǎn)印而出現(xiàn)一定的縮小，即印刷器件特征寬度或長(zhǎng)度小于或短于相應(yīng)的掩模特征。為修正這種縮小，可增加初始設(shè)計(jì)特征的寬度或長(zhǎng)度，這被認(rèn)為是調(diào)整掩模特征的大小。圖16示出了這種情況，其中初始設(shè)計(jì)特征112由虛線表示，定尺特征114由實(shí)線表示。
盡管OPC件在掩模圖案中需要附加的空間并且調(diào)整尺寸本身相當(dāng)小，OPC的應(yīng)用及調(diào)整尺寸的技術(shù)可以使修正的圖案特征太靠近一個(gè)或幾個(gè)相鄰的特征。這意味著不會(huì)采用OPC及調(diào)整尺寸技術(shù)。
上述移相件、輔助特征、OPC件、散射柵通?？梢宰鳛榕c器件特征有關(guān)的特征或相關(guān)結(jié)構(gòu)提及。
通過在許多子圖案上分布帶有其相關(guān)特征的器件特征且通過借助此前討論的特殊疊層把子圖案疊加轉(zhuǎn)印到相應(yīng)的基層，可以解決在二進(jìn)制掩模、相位掩模、帶有輔助特征的相位掩模或配備OPC件的各種掩模、散射柵或調(diào)整大小的特征中可能發(fā)生的密度太高或掩模圖案特征之間的間距太小的問題。
結(jié)合特殊光刻疊層的分布法也可被用來解決顯示某些對(duì)稱即所謂禁用對(duì)稱的掩模圖案部分因?qū)τ谶@種對(duì)稱變得明顯的投影裝置的像差而不能以所需質(zhì)量成像的問題。例如，如果掩模圖案顯示出沿三個(gè)軸的對(duì)稱，則由于投影裝置的三點(diǎn)像差而擾亂這部分的成像。在C.Progler等人在SPIE學(xué)報(bào)第40002000冊(cè)第40-60頁中發(fā)表的文章“ZernikeCoefficientsAre they really enough？”中討論了這種像差。
另外，如果在投影儀中使用了特殊類型的掩模圖案的照明如象雙極或四極照明的所謂離軸照明，則顯示出特殊周期性的所謂禁用對(duì)稱掩模圖案部分不能以所需質(zhì)量成像。例如，如果離軸射束如環(huán)形截面的射束為了成像掩模圖案而照明它，則只使用第一折射級(jí)的折射次射束。這意味著第一折射級(jí)次射束要完全落在投影裝置的射光孔中，而第二及其它較高級(jí)的次射束不會(huì)落在此射光孔中。因?yàn)橐惠^高級(jí)次射束首先被一掩模圖案部分折射這樣的角度，該角度由這部分內(nèi)的周期決定，即周期越小，折射角度越大，所以該要求只能滿足給出的周期范圍。對(duì)于小于所述給出范圍的圖案周期，第一級(jí)射束將會(huì)移出射光孔且成像將不完整。對(duì)于大于所述給出范圍的圖案周期，第二及其它較高級(jí)的射束將會(huì)移入該射光孔并造成成像的干擾。因此，禁用所述給出范圍以外的周期。當(dāng)禁止在掩模圖案中使用其它周期及對(duì)稱時(shí)，在四極照明的情況下，即只照明射光孔四分部中的部分。通過在許多子掩模圖案上分布此圖案特征可以基本上減小甚至是消除在初始設(shè)計(jì)掩模圖案中發(fā)生的禁用周期及對(duì)稱的干擾作用。因?yàn)榉謩e成像這些子圖案，所以這些子圖案的照明條件可以適應(yīng)它們的圖案特征以便它們被最佳成像。
實(shí)際上，在兩維X-Y圖案的X方向上延伸的圖案特征的最佳照明條件可以與那些在Y方向上延伸的圖案特征的條件不同。根據(jù)本發(fā)明，X特征及Y特征可以被分別置于第一子掩模圖案和第二子掩模圖案中，并且兩個(gè)圖案借助特殊的疊層可以被重疊成像?？梢詾閄特征和Y特征選擇最佳照明條件。
本發(fā)明也提供在子掩模圖案上分布初始掩模圖案的有效方法。有效可以理解為子掩模圖案不包括任何像差敏感圖案部分，同時(shí)子掩模的數(shù)量盡可能少。術(shù)語“像差敏感圖案部分”可以理解為在所述照明條件下成相的圖案部分要引起遭受像差的圖像。下列情況可以造成像差敏感-圖案特征、輔助特征、OPC件和散射柵相互之間的最小距離，鑒于投影裝置的分辯率，該距離太??；-特征圖案的對(duì)稱，對(duì)于它，投影裝置有不能無像差成像的固有無能性。
-特征圖案中的立體周期，它與所述照明類型不協(xié)調(diào)或較少協(xié)調(diào)，以及-特征在掩模平面中的定向，它與所述照明類型較少協(xié)調(diào)。
參考一觸發(fā)電路來描述分布方法的一實(shí)施例。起點(diǎn)是一標(biāo)準(zhǔn)化文件入GDS2文件形式的電路布局圖或設(shè)計(jì)圖。此文件由一長(zhǎng)列掩模特征也就是所謂的多邊形組成，它們一起組成電路。圖17表示觸發(fā)電路初始設(shè)計(jì)掩模圖案的一部分。該圖案包括12個(gè)多邊形121-132。此圖案的一般原則是多邊形相鄰部分之間的距離應(yīng)該大于給出的最小距離，它由投影裝置的分辯率和其它事物決定。在掩模圖案中違規(guī)位置由較小的陰影線條135表示。總之，存在18個(gè)這樣的位置。第一步，從保留的多邊形中選擇違規(guī)次數(shù)最多的多邊形。這是顯示四次違規(guī)的多邊形126。因?yàn)槎噙呅?26位于距離多邊形123足夠遠(yuǎn)之處，所以它也可以不違規(guī)地被移到此子掩模圖案中的第一子掩模圖案120a中。初始掩模圖案的剩余部分包括三個(gè)分別表示三次違規(guī)的多邊形121、127和130。這些多邊形不能被移到第一子掩模圖案中，因?yàn)樗鼈兊蕉噙呅?23和126的距離太近。因此，這些多邊形121、127和130應(yīng)該被移到另一子掩模中，并且因?yàn)樗鼈冎g沒有發(fā)生違規(guī)，所以它們可以被移到唯一的子掩模中。在圖18b中表示包括多邊形121、127和130的子掩模圖案120b。包括多邊形122、124、125、128、129、131和132的初始掩模圖案的剩余部分沒有顯示任何違規(guī)，所以這些多邊形可以保留在為圖18c所示的第三子掩模圖案的唯一子掩模圖案中。增加圖18d以一次顯示由不同等級(jí)來區(qū)分彼此的三個(gè)子掩模圖案。
為重疊成像這三個(gè)子掩模圖案，必須使用一個(gè)包括三個(gè)處理層的疊層，如圖19所示。圖19的疊層與圖4的疊層類似，但是延伸有第三處理層26’、第三抗反射層28”及第三氧化物層29’。這些層最好有同樣的厚度并且有與層26、28’和29相同的材料。
上述把掩模圖案轉(zhuǎn)印到多邊形或器件特征彼此太靠近的基層的相同方法也可被用來轉(zhuǎn)印器件特征相距足夠遠(yuǎn)的掩模圖案，但必須為器件特征的精確可靠成像增加OPC件、散射柵或輔助特征。該方法也可以被用來轉(zhuǎn)印一器件特征彼此太靠近且同樣包括OPC件、散射柵及輔助特征的掩模圖案。子掩模圖案的分布應(yīng)該是這樣的，即所述OPC件、散射柵及輔助特征被移到它們屬于的器件特征的子掩模圖案中。因?yàn)橐驯粯?biāo)記，所以該方法也可以被用來從掩模圖案中去除禁用的對(duì)稱和周期且被用來防止在第一X方向和第二Y方向延伸的圖案特征在相同的照明條件下成像。如果只有圖案的X圖案特征和Y圖案特征被分別移到第一和第二子掩模圖案中，則需要只有兩個(gè)處理層的疊層。
如果需要許多不同的照明條件來成像不同的子掩模圖案，則可以使用相應(yīng)數(shù)量的投影儀，它們分別適合通過它成像的特殊子掩模圖案。通常不考慮照明類型，可以使用不同的投影儀來成像形成一基層需要的子掩模圖案。
迄今為止，假定通過在抗蝕劑層中光學(xué)成像一個(gè)包括子圖案的子掩?？梢园烟卣鞯拿總€(gè)子圖案轉(zhuǎn)印到相應(yīng)的基層上。但是，借助除一臺(tái)光學(xué)投影儀以外的投影儀如象一臺(tái)E射束投影儀一樣的帶電粒子束裝置，也可以把至少一個(gè)子圖案轉(zhuǎn)印到抗蝕劑層上。代替使用掩模并成像這個(gè)掩模，也可通過在層中寫入此圖案把一子圖案轉(zhuǎn)印到抗蝕劑層上。寫入裝置也可以是如象電子束寫入裝置的帶電粒子束裝置。給E射束裝置提供至少一個(gè)子圖案的數(shù)據(jù)，然后直接把子圖案寫入疊層的抗蝕劑層中。該抗蝕劑層可以有與其中掩模圖案被光學(xué)成像的層相同的材料。當(dāng)一初始掩模圖案包括相當(dāng)少的小特征和/或待制造的器件數(shù)量較少時(shí)，E射束裝置的使用是有吸引力的。
在圖18-18d的例子中，子掩模圖案120a-120c之一的特征沒有任何與其它子掩模圖案之一的特征疊加的部分。但是，屬于一個(gè)特征的條如特征121(圖18b)的兩個(gè)左條136和138可以相互靠得很近。因而，可以實(shí)現(xiàn)在次特征級(jí)的分布，即屬于一個(gè)特征的部分被分布在不同子掩模圖案上，如圖20的例子所示。設(shè)計(jì)特征140包括一水平條142和三個(gè)垂直條144、146和148，146和148彼此之間靠得非常近。形成第一子掩模圖案，它包括一個(gè)帶有分別對(duì)應(yīng)條142、144和146的條142’、144’和146’的特征140’。一個(gè)設(shè)計(jì)圖案中長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)條148長(zhǎng)度的條148’要被置于第二子掩模圖案中?；緱l件是在基層中的印刷特征中的條148和142之間沒有通路，即條148應(yīng)該與條142合并。為了避免條148在印刷特征中不與條142合并，條148’被加長(zhǎng)以便此條148”在第二子掩模圖案中顯示出一些在第一子掩模圖案中與條142’重疊的部分。這樣的重疊部分不會(huì)在本發(fā)明方法中引起任何問題。
也可以用正性抗蝕劑層和負(fù)性抗蝕劑層的結(jié)合方案來代替只使用負(fù)性抗蝕劑層，如圖3a-3h的實(shí)施例。通常，如果空白(空閑)區(qū)域中的小特征必須成像且需要圖案景象翻轉(zhuǎn)時(shí)，則負(fù)性抗蝕劑層被用來與暗區(qū)掩模結(jié)合。
通過特征分布法與疊層的結(jié)合，可以大大減小在相應(yīng)基層中印刷的特征之間的距離。在需要減小特征寬度的情況下，不能增加已知的抗灰化技術(shù)作為進(jìn)一步的處理步驟。圖21表示參考一個(gè)使用一移相掩模180的實(shí)施例的技術(shù)原理，所述移相掩模在過渡182處有鉻條184。在帶有這樣掩模的抗蝕劑層被曝光之后，在過渡處由抗蝕劑層吸收的光線強(qiáng)度由曲線186表示。經(jīng)過曲線186的水平線188表示顯影的臨界。顯影之后，在基材190上獲得了抗蝕圖案。一抗蝕特征192具有給定寬度Wr和高度Hr。然后，用O2等離子體蝕刻劑蝕刻抗蝕圖案。在抗蝕特征的側(cè)面及頂端，抗蝕材料被轉(zhuǎn)化成灰狀物而被去除?？够一慕Y(jié)果是顯著減小抗蝕特征194。在這種情況下，抗蝕特征的寬度可以縮小百分之幾十。在S.Nakao等人在SPIE第40002000冊(cè)的第358頁中發(fā)表的文章“Extension of KrF lithography to sub-50nm patternformation’”中描述了抗灰化。
權(quán)利要求
1.一種在至少一層基材中制造器件的方法，該方法包括以下步驟-產(chǎn)生一設(shè)計(jì)圖案，它包括對(duì)應(yīng)于要在該層中形成的器件特征的圖案特征；-在一設(shè)置于該基層上的抗蝕劑層中轉(zhuǎn)印該設(shè)計(jì)圖案；-從所述層的由構(gòu)圖抗蝕劑層劃分成的區(qū)域中去除材料或給所述區(qū)域添加材料；-分別包括設(shè)計(jì)圖案的不同部分的許多子圖案被連續(xù)轉(zhuǎn)印在數(shù)量相應(yīng)的抗蝕劑層內(nèi)，所述抗蝕劑層被連續(xù)涂覆在所述基層上；其特征在于，-在該基材上，成疊地形成至少由一處理層和一抗反光層組成的第一層對(duì)及由該處理層和抗反光層組成的第二層對(duì)；在頂處理層上涂覆一抗蝕劑層并且在該抗蝕劑層中轉(zhuǎn)印上第一子圖案；-顯影該抗蝕劑層，由此形成一個(gè)對(duì)應(yīng)第一子圖案的第一中間圖案；-通過第一中間圖案蝕刻頂處理層，由此形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于第一子圖案的器件特征第一圖案；-在器件特征的第一圖案上涂上一第二抗蝕劑層；-在第二抗蝕劑層內(nèi)轉(zhuǎn)印下一個(gè)第二子圖案；-顯影第二抗蝕劑層，由此形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于第二子圖案的第二中間圖案；-通過由交錯(cuò)的器件特征第一中間圖案和第二中間圖案構(gòu)成的蝕刻掩模來蝕刻一個(gè)在下面的處理層，從而形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于第一和第二子圖案組的器件特征第二圖案，以及-去除該第二抗蝕劑層及頂處理層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少由一處理層和一抗反光層構(gòu)成的第三層對(duì)被加到所述疊層的基材側(cè)上，如此進(jìn)行下列加層步驟-在器件特征第二圖案上涂上一個(gè)第三抗蝕劑層；-在第三抗蝕劑層中轉(zhuǎn)印下一個(gè)第三于圖案，顯影第三抗蝕劑層，由此形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于第三子圖案的第三中間圖案；-通過共平面的器件特征第二圖案和第三中間圖案來蝕刻第三處理層，從而形成一個(gè)對(duì)應(yīng)于第一、第二和第三子圖案組的器件特征第三圖案；以及-去除該第三抗蝕劑層及第二處理層。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過在該抗蝕劑層中光學(xué)成像一個(gè)包括該子圖案的子掩模，在相應(yīng)的抗蝕劑層中轉(zhuǎn)印下每個(gè)子圖案。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過用帶電粒子束在抗蝕劑層中寫下這個(gè)子圖案，把至少一個(gè)子圖案轉(zhuǎn)印到相應(yīng)的抗蝕劑層上。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，用波長(zhǎng)范圍相同的射線來成像所有子掩模圖案。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，借助EUV射線來成像至少一個(gè)子掩模圖案并借助DUV射線來成像其它的子掩模圖案。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，借助帶電粒子投射束來成像至少一個(gè)子掩模圖案。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，在所有層對(duì)中，對(duì)應(yīng)層包含相同的材料并且有相同的厚度，除了在基材側(cè)的處理層比其它處理層更厚外。
9.如權(quán)利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，一層對(duì)每一層的材料都耐對(duì)該層對(duì)另一層的蝕刻。
10.如權(quán)利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所用的這些處理層為多晶硅層。
11.如權(quán)利要求1-10之一所述的方法，其特征在于，所用的這些抗反光層是包括一抗反光膜和在其上的一氧化物膜的雙層。
12.如權(quán)利要求1-11之一所述的方法，其特征在于，單個(gè)抗反光層的材料或雙層抗反光膜的材料都是無機(jī)材料。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該無機(jī)材料為硅的氮氧化物SizOxNy。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，該無機(jī)材料為氮化硅SiN。
15.如權(quán)利要求1-14之一所述的方法，其特征在于，使用正性抗蝕劑層。
16.如權(quán)利要求1-14之一所述的方法，其特征在于，使用正性和負(fù)性的抗蝕劑層。
17.如權(quán)利要求1-16之一所述的方法，其特征在于，在下處理層中蝕刻這樣一個(gè)圖案之前，通過抗灰化縮小至少其中一個(gè)所述中間圖案特征。
18.一種在許多子圖案上分布無法令人滿意地轉(zhuǎn)印的初始圖案的圖案特征的方法，該方法的特征由下列分布規(guī)則組合來體現(xiàn)-子圖案的數(shù)量盡可能小；-在每個(gè)子圖案中，器件特征及其相關(guān)特征是這樣布置的，即每個(gè)器件特征的轉(zhuǎn)印與其它器件特征無關(guān)，以及-在每個(gè)子圖案中，這些器件特征被盡可能均勻地分布。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，它用于分布一個(gè)包括一由分開的多邊形區(qū)構(gòu)成的初級(jí)組的初始圖案，其中由下列步驟來滿足第一規(guī)則-從該初級(jí)組中去除違反第二和/或第三條規(guī)則的多邊形區(qū)并且把這些多邊形區(qū)放到滿足這些規(guī)則的新組中，以及-把留下的初級(jí)組及新組放到獨(dú)立的子圖案中；
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，-確定哪個(gè)多邊形區(qū)違反第二、第三條規(guī)則；-根據(jù)對(duì)這些區(qū)域出現(xiàn)的違規(guī)次數(shù)來分級(jí)初級(jí)組的多邊形區(qū)，其中違規(guī)次數(shù)最多的多邊形區(qū)具有最低的分類級(jí)數(shù)；-形成第二組有最低分類級(jí)數(shù)的多邊形區(qū)以及那些具有在第二組中仍然滿足第一、第二規(guī)則的高分類級(jí)數(shù)的多邊形區(qū)，以及-為在初級(jí)組中留下的高分類級(jí)數(shù)重復(fù)上一個(gè)步驟并形成一個(gè)第三和其它組，直到在保留初級(jí)組中的所有多邊形區(qū)滿足第二、第三規(guī)則。
21.光刻子掩模組，它們共同形成一個(gè)在一基層中構(gòu)成一個(gè)單個(gè)器件圖案的假想掩模，該設(shè)計(jì)掩模有一個(gè)包括單獨(dú)的多邊形區(qū)的掩模圖案，所述掩模圖案不能令人滿意地成像，其特征在于，所述多邊形區(qū)域被布置在子掩模的每個(gè)掩模圖案中，從而該子掩模圖案可以令人滿意地成像。
22.如權(quán)利要求21所述的光刻子掩模組，其特征在于，它包括配備在器件特征側(cè)面的輔助特征和具有基本上決定有關(guān)器件結(jié)的圖像寬度的特定寬度的子掩模。
23.如權(quán)利要求21或22所述的光刻子掩模組，其特征在于，所述子掩模為振幅掩模。
24.如權(quán)利要求21或22所述的光刻子掩模組，其特征在于，所述子掩模為相位掩模。
25.如權(quán)利要求21或22所述的光刻子掩模組，其特征在于，它包括振幅掩模和相位掩模。
26.如權(quán)利要求23所述的光刻子掩模組，其特征在于，它包括帶有移相件的子掩模。
27.如權(quán)利要求24所述的光刻子掩模組，其特征在于，它包括在相位過渡處有調(diào)幅件的相位掩模。
28.如權(quán)利要求21-27之一所述的光刻子掩模組，其特征在于，它包括配備有光學(xué)修正元件的子掩模。
29.通過如權(quán)利要求1-20之一所述方法制成的器件。
30.借助如權(quán)利要求21-29之一所述的光刻子掩模組制成的器件。
全文摘要
為了光刻制造高密度器件，借助新方法在許多子掩模(120a，120b，120c)上分布設(shè)計(jì)掩模圖案(120)。該子掩模不包括“禁用”特征(135)并且可以被傳統(tǒng)儀器轉(zhuǎn)印到待形成圖案的基層上。為了轉(zhuǎn)印，使用新的疊層，它包括由一處理層(22；26)及一個(gè)用于各子圖案的無機(jī)抗反光層(24；28)構(gòu)成的層對(duì)。在第一處理層(26)已經(jīng)形成有第一子圖案之后，它被涂上一新的抗蝕劑層(30)，用第二子圖案來曝光抗蝕劑層，在第一處理層下面的第二處理層被制上第二子圖案。
文檔編號(hào)G03F1/00GK1474960SQ02802361
公開日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2002年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月18日
發(fā)明者P·迪爾克森, C·A·H·于費(fèi)爾曼斯, J·范溫格爾登, H 于費(fèi)爾曼斯, P 迪爾克森, 賂穸 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司