[发明专利]在半导体装置制造中定位次分辨率辅助特征

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及半导体装置制造，且更特定来说，涉及在用于半导体装置制造的掩膜(或标度线)上定位次分辨率辅助特征(“SRAF”)。

背景技术

半导体制造工艺在许多领域(包括装置尺寸、制造效率及装置成品率)存在改进。本发明旨在改进用于形成参数以在用于形成半导体装置的掩膜上构建半导体辅助特征的方法。

作为背景，半导体芯片装置通常形成于半导体晶片的部分上。通常，每一芯片位于所述晶片上的各自区域内(称为场)。采用各种制造步骤以在每一场上形成电路。一些所述步骤涉及光刻，借此将光源指向掩膜，且光仅通过所述掩膜的部分，因所谓的特征已先前形成于所述掩膜上，故通过的光由所述特征的位置决定。换句话说，基于所述特征的位置将图像投射过所述掩膜，其中在一些情况中所述特征是遮住所述光的部分或在其他情况中所述特征是透过所述光的部分。在任一情况中，通常将所述光图像进一步引向简化所述图像尺寸的简化透镜，且然后将所述经简化图像投射到所述晶片上的选定场，其中由熟知为步进器的装置决定所述场选择。所述步进器之所以有这样的名字是因为其使所述图像步进通过所述晶片上的不同场，就是说，一旦将所述图像投射到所述晶片上的一个场，则所述步进器停用所述光源，再定位所述掩膜或所述晶片，且然后启用所述光源以便然后将来自所述相同掩膜的所述相同图像引导到所述晶片上的不同场，并对许多场继续如此。因而，此工艺重复直至将许多相同类型的图像引导到所述晶片上的许多各自场，其中所述步进器借此将所述图像从一个场步进到所述晶片上的另一场。当每一图像到达所述晶片上的场时，所述光通常与先前沉积于所述晶片上的光致抗蚀剂层反应。然后蚀刻所得已反应光致抗蚀剂层以移除未反应光致抗蚀剂，从而在所述晶片上留下对应于与先前穿过所述掩膜及简化器被引导到所述晶片的经简化光相同的尺寸及形状的结构。这些剩余晶片结构也称为特征且因而请注意：所述掩膜上的每一特征导致所述晶片上的一个对应特征。然而，所述掩膜上的每一特征在尺寸上更大，通常大某一整数倍(例如，2、4、5、10)，其中通过所述简化透镜相对于所述晶片移除所述乘数。举例而言，在其中所述掩膜特征四倍于所述晶片上想要的特征的情况中，所述简化透镜以四倍的系数简化穿过所述掩膜的光图像的尺寸以使所得晶片特征将是每一相应掩膜特征的四分之一尺寸(在所有尺度上)。因此，照这样由于使用所述简化透镜，故所述掩膜上的限制可比所述晶片上具有更大尺寸比例。

如上文所论述所给出的图像及掩膜使用，必然因约束所述掩膜及器相关技术而限制半导体设计的各个特点。换句话说，由于所述掩膜界定通过其的图像且最终指示所述晶片上电路的布局，故所述掩膜的限制代表合成的晶片电路的限制。举例而言，众所周知仅可将所述掩膜上的特征制作到下至某一有限宽度(此写入的宽度通常是在250nm左右)。此外，在开发特征在掩膜上的定位中，各个设计者已开发出限制如何可紧密地形成两个相邻特征的方法。更具体来说，已确定，如果过分紧密形成所述相邻特征，则在光学上用传统光源及掩膜技术不能分辨所述特征，从而导致所述晶片上的不合需要的或不可接收的图像。当所期望的晶片特征尺寸小于通过所述掩膜的光的波长时这种局限性尤其显著。在这点上，更近一些的技术已通过使用两种允许形成更小特征的技术而有了进展，下文将说明其中的每一技术。

一种用于改进更小电路中晶片特征的技术被称为是相移掩膜。在这种掩膜中，所述掩膜在某些区域中遮住光且在其他邻近区域中通常相移光以使通过后者区域的光相对于通过未相移光的区域180度异相。结果，在未相移及经相移光之间存在交迭，从而导致光干涉，所述光干涉有效地消除一些交迭光并产生所得晶片特征的更清晰边缘。

另一种用于改进更小电路中晶片特征的掩膜技术称为各种名字，例如，特征辅助、辅助特征或次分辨率辅助特征(“SRAF”)，其中所述最后一个暗示：当以偏轴照明使用时所说掩膜上的辅助特征将促成对于既定光波长来说与以其他方式可获得的晶片特征相比具有更高分辨率及印刷余量的相应晶片特征。无论如何，所述辅助特征是定位于掩膜上的特征，但所述特征的关键目标是形成在所述晶片上的所述掩膜辅助特征不具有对应物。更特定来说，理论上所述掩膜辅助特征是足够小的且正确地位于所述掩膜上以便所述辅助特征并不转印到所述晶片上，这是因为所述晶片特征在所述光刻系统的尺寸分辨率之下。然而，所述辅助特征也是足够大以便其确实影响光的通过并借此影响邻近晶片特征，所述邻近晶片特征由于这个原因有时被称为主特征且因此响应于所述掩膜上的主(非辅助)特征形成但进一步通过由所述辅助特征操纵的光来界定。