專利名稱:半導(dǎo)體器件的曝光掩模及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的曝光掩模和制造該掩模的方法,特別涉及具有高精確度的掩模圖形、能用于形成高集成度半導(dǎo)體器件的微細(xì)圖形的曝光掩模和形成這種曝光掩模的方法。
在制造高集成度半導(dǎo)體器件時(shí),一般用曝光刻蝕法在半導(dǎo)體襯底上形成圖形,近來曝光刻蝕法已得到發(fā)展。然而,在這種情況下,隨著半導(dǎo)體器件集成度的增加,圖形具有更小的寬度。在圖形具有凸或凹結(jié)構(gòu)時(shí)進(jìn)行的曝光過程中,由于光的折射、散射和干涉而發(fā)生繞射效應(yīng)。
由于這種繞射效應(yīng),可使圖形具有隨著其寬度非均勻變化的長度。結(jié)果,半導(dǎo)體器件的產(chǎn)量和工作特性降低。
即使當(dāng)其它實(shí)際上并未采用的方法,如X-射線攝譜法或電子束構(gòu)圖法,被用于形成預(yù)定圖形時(shí),也產(chǎn)生與在曝光刻蝕方法中相同的不能預(yù)知結(jié)果的繞射效應(yīng)。
在這方面,減少或消除制造半導(dǎo)體器件中的繞射效應(yīng)是非常重要的。
圖1A和1B是示意圖,分別展示制造用于形成半導(dǎo)體器件的微細(xì)圖形的曝光掩模的常規(guī)方法。
按照該方法,如圖1A所示,在石英襯底1上形成鉻圖形2,以形成曝光掩模。在所示的情況下,鉻圖形2設(shè)置有具有不同寬度的凸結(jié)構(gòu)鉻圖形2。
然后,如圖1B所示,利用曝光掩模,按照曝光和顯影工藝,在半導(dǎo)體襯底3上形成感光膜圖形4。
此時(shí),產(chǎn)生隨曝光掩模的凸結(jié)構(gòu)寬度圖形的長度非均勻地變化的繞射效應(yīng)。結(jié)果,如區(qū)域5所示感光膜圖形4的長度減小。參見圖1B,可以發(fā)現(xiàn)被減小的圖形區(qū)域5的長度尺寸大于具有較大寬度的圖形部分。
圖2A和2B是示意圖,分別展示按照上述常規(guī)方法形成的具有帶非均勻微細(xì)線寬度的凸圖形的曝光掩模。
在如圖2A所示的情況下,形成具有凸結(jié)構(gòu)的曝光掩模,該凸結(jié)構(gòu)具有相應(yīng)于產(chǎn)生最大繞射效應(yīng)的圖1B中的寬度的微細(xì)線寬度。通過在石英襯底11上形成鉻圖形12而形成曝光掩模。
然后,如圖2B所示,利用曝光掩模,按照曝光和顯影工藝,在半導(dǎo)體襯底13上形成感光膜圖形14。
此時(shí),如區(qū)域15所示的感光膜圖形14的長度被減小。
當(dāng)這種具有上述凸圖形的曝光掩模被用于制造如晶體管之類半導(dǎo)體器件時(shí),由于圖形尺寸的變化,因此可使這些晶體管的特性變化。結(jié)果,半導(dǎo)體器件的工作特性劣化。
圖3A和3B是示意圖,分別展示按照上述常規(guī)方法形成的具有帶非均勻微細(xì)線寬度的凸圖形的另一曝光掩模。
此時(shí),如圖3A所示,形成具有凸結(jié)構(gòu)的曝光掩模,該凸結(jié)構(gòu)具有相應(yīng)于產(chǎn)生高繞射效應(yīng)的微細(xì)線寬度。通過在石英襯底21上形成鉻圖形22而形成曝光掩模。
然后,如圖3B所示,利用曝光掩模,按照曝光和顯影工藝,在半導(dǎo)體襯底23上形成感光膜圖形24。
此時(shí),如區(qū)域25所示的感光膜圖形24的長度被減小。即按照圖3A的方法用曝光掩模形成的感光膜圖形24包括與圖2B情形相似的圖形減小現(xiàn)象,只是與圖2B的形狀反向。
從上述可知,常規(guī)的方法包括產(chǎn)生在形成高集成度半導(dǎo)體器件中的圖形減小現(xiàn)象的繞射效應(yīng)。結(jié)果,難以形成具有預(yù)定尺寸的圖形。該常規(guī)方法使半導(dǎo)體器件的可靠性和產(chǎn)量降低。因此,形成曝光掩模的常規(guī)方法和用現(xiàn)有技術(shù)形成的曝光掩模并不適于制造高集成度的半導(dǎo)體器件。
所以,本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,并提供一種能防止在進(jìn)行曝光和顯影工藝時(shí)產(chǎn)生繞射效應(yīng)、從而形成預(yù)定圖形的半導(dǎo)體器件的曝光掩模,以及形成曝光掩模的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能對半導(dǎo)體器件的可靠性和產(chǎn)量進(jìn)行改進(jìn)的半導(dǎo)體器件的曝光掩模,以及形成曝光掩模的方法。
按照本發(fā)明的一個(gè)方案,它提供一種用于形成微細(xì)圖形的曝光掩模,包括透明襯底;在所述透明襯底上形成的光屏蔽膜圖形;和在產(chǎn)生繞射效應(yīng)的所述光屏蔽膜圖形的該部分上形成輔助圖形。
按照本發(fā)明的另一方案,它提供一種制造用于形成微細(xì)圖形的曝光掩模的方法,包括以下步驟制備透明襯底;在所述透明襯底上形成光屏蔽膜圖形;和分別在產(chǎn)生繞射效應(yīng)的所述光屏蔽膜圖形的部分上形成輔助圖形。
根據(jù)參照附圖對實(shí)施例進(jìn)行的下列說明,本發(fā)明的其它的目的和方案將會(huì)明了。其中圖1A和1B是示意圖,分別展示形成曝光掩模和利用曝光掩模形成半導(dǎo)體器件的微細(xì)圖形的曝光掩模的常規(guī)方法;圖2A和2B是示意圖,分別展示按照上述常規(guī)方法形成的具有所設(shè)凸結(jié)構(gòu)圖形的曝光掩模和用曝光掩模形成的半導(dǎo)體器件的微細(xì)圖形;圖3A和3B是示意圖,分別展示按照上述常規(guī)方法形成的具有所設(shè)凹結(jié)構(gòu)圖形的曝光掩模和用曝光掩模形成的半導(dǎo)體器件的微細(xì)圖形;微細(xì)線寬度的凸圖形的另一曝光掩模。
圖4A和4B是示意圖,分別展示按照本發(fā)明第一實(shí)施例形成的曝光掩模和形成的半導(dǎo)體器件的微細(xì)圖形;圖5是展示本發(fā)明第二實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件的微細(xì)圖形的曝光掩模的示意圖;圖6是展示本發(fā)明第三實(shí)施例的用于形成半導(dǎo)體器件微細(xì)圖形的曝光掩模的示意圖;和圖7A和7B是示意圖,分別展示按照本發(fā)明第四實(shí)施例形成的曝光掩模和形成的半導(dǎo)體器件微細(xì)圖形。
圖4A和4B是示意圖,分別展示按照本發(fā)明第一實(shí)施例形成的曝光掩模和形成的半導(dǎo)體器件的微細(xì)圖形。
如圖4A所示,曝光掩模設(shè)置有帶微細(xì)線寬度凸結(jié)構(gòu)的圖形。曝光掩模包括石英襯底31和形成在石英襯底31上的鉻圖形32。通過在整個(gè)石英襯底31的上表面上形成感光膜(未示出),使感光膜對編程設(shè)計(jì)的電子束曝光和使感光膜顯影而形成鉻圖形32。
可用X-射線攝譜法形成鉻圖形32。
曝光掩模還包括輔助圖形33。在產(chǎn)生繞射效應(yīng)的鉻圖形32的部分形成輔助圖形33。各輔助圖形33構(gòu)形為與鉻圖形32垂直的條。
圖4B示出按照曝光和顯影方法,用具有上述結(jié)構(gòu)的的曝光掩模,在半導(dǎo)體襯底34上形成的感光膜圖形35。
參見圖4B,可發(fā)現(xiàn)不存在由于繞射效應(yīng)現(xiàn)象而減小圖形尺寸的現(xiàn)象,該現(xiàn)象存在于常規(guī)方法中。
圖5和6是示意圖,分別展示本發(fā)明第二實(shí)施例和第三實(shí)施例的曝光掩模。圖5和6的曝光掩模不同于圖4A的曝光掩模,其中它們的輔助圖形的形狀不同于圖4A中的。
按照圖5的實(shí)施例,鉻圖形42形成在英襯底41上作為遮光膜。在鉻圖形42的產(chǎn)生繞射效應(yīng)的區(qū)域上還形成輔助圖形43。各輔助圖形43具有倒三角形。
通過在整個(gè)石英襯底41的上表面上形成感光膜(未示出),使感光膜對編程設(shè)計(jì)的電子束曝光和使感光膜顯影而形成鉻圖形42??捎肵-射線攝譜法形成鉻圖形42。
如同第一實(shí)施例,該第二實(shí)施例也不存在由于繞射效應(yīng)現(xiàn)象而減小圖形尺寸的現(xiàn)象,該現(xiàn)象存在于常規(guī)方法中。
按照圖6的實(shí)施例,在石英襯底51上,形成鉻圖形52作為遮光膜。在鉻圖形52的產(chǎn)生繞射效應(yīng)的區(qū)域上還形成輔助圖形53。各輔助圖形53具有倒U形。
正如第一實(shí)施例,通過在整個(gè)石英襯底51的上表面上形成感光膜(未示出),使感光膜對編程設(shè)計(jì)的電子束曝光和使感光膜顯影而形成鉻圖形52。可用X-射線攝譜法形成鉻圖形52。
如同第一實(shí)施例,該實(shí)施例也不存在由于繞射效應(yīng)現(xiàn)象而減小圖形尺寸的現(xiàn)象,該現(xiàn)象存在于常規(guī)方法中。
另一方面,圖7A和7B是示意圖,分別示出按照本發(fā)明第四實(shí)施例形成的曝光掩模和形成的半導(dǎo)體器件微細(xì)圖形。
如圖7A所示,曝光掩模設(shè)置有帶微細(xì)線寬度凹槽的圖形。曝光掩模包括石英襯底61和形成在石英襯底61上的鉻圖形62。
曝光掩模還包括輔助圖形63。在產(chǎn)生繞射效應(yīng)的鉻圖形62的部分形成輔助圖形63。
圖7B示出用具有上述結(jié)構(gòu)的曝光掩模,按照曝光和顯影方法,在半導(dǎo)體襯底64上形成的感光膜圖形65。
參見圖7B,可發(fā)現(xiàn)不存在由于繞射效應(yīng)現(xiàn)象而減小圖形尺寸的現(xiàn)象,該現(xiàn)象存在于常規(guī)方法中。
雖然所示的各輔助圖形63具有條形,但也可具有倒三角形或倒U形。
根據(jù)上述可知,本發(fā)明提供的曝光掩模包括形成在產(chǎn)生繞射效應(yīng)的曝光掩模的區(qū)域的輔助圖形,因而能夠防止由繞射效應(yīng)而減小圖形的現(xiàn)象出現(xiàn)。因此,可正確地形成具有預(yù)定尺寸的圖形。
由于本發(fā)明的曝光掩模能防止由繞射效應(yīng)而減小圖形的現(xiàn)象出現(xiàn),因此,可獲得對對半導(dǎo)體器件可靠性和產(chǎn)量的改進(jìn)。因此,本發(fā)明的曝光掩模適于制造高集成度的半導(dǎo)體器件。
雖然為說明的目的已公開了本發(fā)明的最佳實(shí)施例,但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將可進(jìn)行各種改進(jìn)、增加和替換,而不會(huì)偏離在所附權(quán)利要求書中所公開的本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種用于形成微細(xì)圖形的曝光掩模,包括透明襯底;在所述透明襯底上形成的光屏蔽膜圖形;和在產(chǎn)生繞射效應(yīng)的所述光屏蔽膜圖形的該部分上形成輔助圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光掩模,其特征在于所述的透明襯底由石英襯底組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光掩模,其特征在于所述的光屏蔽膜圖形是鉻圖形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光掩模,其特征在于所述的光屏蔽膜圖形具有凸結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光掩模,其特征在于所述的光屏蔽膜圖形具有凹結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光掩模,其特征在于所述的輔助圖形具有與所述光屏蔽膜圖形垂直的條形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光掩模,其特征在于各所述的輔助圖形具有倒三角的形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光掩模,其特征在于各所述的輔助圖形具有在環(huán)繞發(fā)生繞射效應(yīng)的所述光屏蔽膜圖形的相應(yīng)部分的倒U的形狀。
9.一種制造用于形成微細(xì)圖形的曝光掩模的方法,包括以下步驟制備透明襯底;在所述透明襯底上形成光屏蔽膜圖形;和分別在產(chǎn)生繞射效應(yīng)的所述光屏蔽膜圖形的部分上形成輔助圖形。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于所述的透明襯底由石英襯底組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于所述的光屏蔽膜圖形是鍍鉻圖形。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于所述的光屏蔽膜圖形具有凸結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于所述的光屏蔽膜圖形具有凹結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于所述的輔助圖形具有與所述光屏蔽膜圖形垂直的條形。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于各所述的輔助圖形具有倒三角的形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于各所述的輔助圖形具有在環(huán)繞發(fā)生繞射效應(yīng)的所述光屏蔽膜圖形的相應(yīng)部分的倒U的形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于利用曝光腐蝕法進(jìn)行形成所述光屏蔽膜圖形的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于按照利用電子束的曝光和顯影工藝進(jìn)行形成所述光屏蔽膜圖形的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于按照利用X-射線攝譜法的曝光和顯影工藝進(jìn)行形成所述光屏蔽膜圖形的步驟。
20.一種形成微細(xì)圖形的方法,包括以下步驟制備透明襯底;在所述透明襯底上形成光屏蔽膜圖形;分別在產(chǎn)生繞射效應(yīng)的所述光屏蔽膜圖形的部分上形成輔助圖形;制備在其上形成感光膜的半導(dǎo)體襯底;和利用所述的曝光掩模,按照曝光和顯影工藝使所述的感光膜構(gòu)成圖形。
全文摘要
一種用于形成微細(xì)圖形的曝光掩模,包括透明電極,在透明電極上形成的鉻圖形,和在發(fā)生繞射效應(yīng)的鉻圖形的區(qū)域上形成的輔助圖形。借助輔助圖形,可防止由繞射效應(yīng)而減小圖形尺寸的現(xiàn)象出現(xiàn)。因此,可正確地形成具有預(yù)定尺寸的圖形。各輔助圖形具有條形,倒三角形或倒U形。
文檔編號G03F1/08GK1148265SQ96106890
公開日1997年4月23日 申請日期1996年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月30日
發(fā)明者韓鎮(zhèn)洙 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社