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    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Phasenverschiebungsmaske mit einer Form, durch die die Verkürzung von Linienenden bei kritischen Strukturen verringert wird, ohne dabei die Layoutgröße zu verändern. Die Form der Phasenverschiebungsmaske wird in Übereinstimmung mit den Erfordernissen der notwendigen Phasenverschiebungsparameter vergrößert. Die Phasenstruktur wird winklig erstreckt. Die Erstreckung umfasst auch den lithographischen Verkürzungswert. So kann die kritische Form viel näher an der Bezugsschicht ausgebildet werden, als dies ohne die winklige Erstreckungsstruktur möglich wäre. Außerhalb eines bestimmten Bauelementeabschnitts werden die Strukturen zur Erstreckung der Phasenmaske erheblich verringert durch: die Verlängerung der Struktur entlang eines unkritischen Bereichs; die Verlagerung des Bezugspunkts der Struktur in die Bauelementeschicht; und Verflachung der Struktur zur Phasenerstreckung zu einer L- oder T-Form entlang der unkritischen Bereiche eines Bauelementeabschnitts. Die Anwendung dieser Layoutparameter ermöglicht es unter gegebenen Bedingungen, das leitende Gate-Material abzubilden und Phasenformen einzubringen, ohne die Abmessungen des leitenden Gate-Materials auf die nächste Struktur zu erstrecken.
    公开号:DE102004014244A1
    申请号:DE102004014244
    申请日:2004-03-24
    公开日:2004-11-25
    发明作者:Scott Bukofsky；John Debrosse；Marco Hug；Lars W. Liebmann；Daniel John Nickel；Jürgen Preuninger
    申请人:Infineon Technologies AG；International Business Machines Corp；
    IPC主号:G03F1-30
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Lithographieverfahrenbei der Herstellung von hochintegrierten Speicherchips (VLSI – very largescale integration), und insbesondere ein verbessertes Lithographieverfahrenunter Verwendung von Phasenverschiebungsmasken (PSM).
    [0002] Inden letzten Jahren hatte die Notwendigkeit, die Anzahl von Transistorenauf einer Halbleiterscheibe zu erhöhen, eine Verminderung derStrukturgrößen zurFolge. Dadurch entstehen jedoch Beugungseffekte, welche die gewünschtenStrukturgrößen beschränken. ImZusammenhang mit den VLSI-Herstellungsverfahren versteht man unterLithographie das Verfahren zum Strukturieren von Öffnungenin lichtempfindlichen Polymeren, die in der Regel als Photoresistbezeichnet werden. Die Öffnungenin den lichtempfindlichen Polymeren bestimmen kleine Bereiche, indenen das Silizium-Basismaterial durch einen bestimmten Vorgangin einer Abfolge von Verfahrensschritten verändert wird. Üblicherweisewird die Photoresist-Chemie optimiert, um zwischen Hell und Dunkelunterscheiden zu können.
    [0003] Diephasenverschiebende Lithographie wurde entwickelt, um das Spektrumder herkömmlichen optischenPhotolithographie zu erweitern. Die phasenverschiebende Lithographiebasiert auf gegenphasiger, destruktiver Interferenz der einfallenden Lichtwellen.Indem die Phase eines Teils einer einfallenden Lichtwelle in Bezugauf einen angrenzenden Teil einfallender Lichtwellen um etwa 180° verschobenwird, wird unterhalb der phasenverschiebenden Maske aufgrund derdestruktiven Interferenz der Lichtwellen ein deutlich definierterdunkler Bereich erzeugt. Dieser Bereich stellt eine Schnittstellezwischen hellen und dunklen Zonen dar und bestimmt daher den Grenzbereichzwischen belichteten und unbelichteten Bereichen der unter der phasenverschiebendenMaske liegenden Photoresistschicht. Indem man einen Teil des einfallendenLichts eine längere,oder umgekehrt eine kürzereStrecke zurücklegenlässt,wird in der Regel eine interferente Phasenverschiebung erzeugt.Die unterschiedlichen Strecken, die das einfallende Licht zurücklegt,sorgen füreine relative Phasenverschiebung. Die längere Strecke kann durch Aufbringeneiner zusätzlichen Schichterzeugt werden, durch die das Licht dringen muss. Die kürzere Streckekann durch Einätzeneiner Vertiefung erreicht werden. Phasenverschiebende Maske sindin Fachkreisen wohl bekannt und wurden in vielerlei Variationeneingesetzt.
    [0004] DieAuflösungR einer Lithographievorrichtung wird durch die Gleichung R = κ1λ/NAbestimmt,wobei λ eineWellenlängeder bei der Belichtung verwendeten elektromagnetischen Strahlung, NAeine numerische Apertur des optischen Systems, und κ1 einAriesfaktor ist, der sich auf die Beugungsgrenze bezieht.
    [0005] Lithographieverfahrenmit phasenverschiebenden Masken verbessern das lithographische Verfahrensspektrum,was den Einsatz eines geringeren Ariesfaktors oder κ1-Wertsermöglicht.Insbesondere kann eine konstruktive Interferenz des elektrischen Feldvektorsdes einfallenden Lichts mit einer bestimmten Grö ße und Richtung mit einem 0°-Phasenwechseloder einem 180°-Phasen-wechsel vorgesehensein. Beispielsweise kann das einen dickeren Materialbereich mitvorbestimmter Dicke und vorbestimmten Brechungsindex durchdringendeLicht im Vergleich mit dem einfallenden Licht, das nicht durch dasdickere Material dringt, um 180° verschoben sein.Die elektrischen Feldvektoren dieses phasenverschobenen Lichts istebenso groß,hat jedoch eine entgegengesetzte Richtung, so dass eine Wechselwirkungder Vektoren eine gegenseitige Aufhebung (destruktive Interferenz)zur Folge hat. Bei gleichphasigem Licht ergibt sich umgekehrt einekonstruktive Interferenz. Die Dicke der Maskierungsschicht wird soausgewählt,dass die erwünschteLichtundurchlässigkeiterreicht wird. Daher wird das Bild in binärer Form aufprojiziert, nämlich durchBereiche mit hoher Intensitätund Bereiche mit niedriger oder keiner Intensität. Eine exakt abgestufte Treppenfunktionist jedoch nur eine theoretische Begrenzung. Beugungseffekte sorgendafür,dass Abbildungen an der Kante auftauchen. Diese Abbildungen erzeugenbei einer Belichtung wiederum Artefakte. Zum Entfernen der von derPhasenverschiebungsmaske erzeugten Artefakte werden in der RegelTrimmmasken verwendet. Eine Trimmmaske ist eine zweite Maske, die Lichtteilweise in Bereiche überträgt, dieaufgrund der verbleibenden Phasenkante unbelichtet bleiben.
    [0006] DieGrenzen der PSM-Lithographie werden bei der Herstellung von hochleistungsfähigen integriertenSchaltungen, wie z.B. DRAM-Speichern, auf den Prüfstand gestellt. PSM-Lithographieverfahren amPhasenrand machen sich eine Verstärkung des Kontrasts zunutze,die durch einen Phasenübergang untereiner lichtundurchlässigenStruktur auf einer Maske verursacht wird.
    [0007] Diedurch Phasenverschiebungsmasken erreichten Lösungen werden in lithographischenVerfahren zum Erzeugen sehr kleiner Strukturgrößen in Halbleitern verwendet,die mit herkömmlichenVerfahren nicht hergestellt werden können. Sie stellen eine Schlüsseltechnologiedar, mit der Strukturgrößen weiterverkleinert werden können.Alternierende Phasenverschiebungsmasken weisen jedoch Begleiterscheinungenin Bezug auf Layoutparameter auf, wie beispielsweise das Verkürzen derLinienenden, was zu einer erheblichen Beeinträchtigung des Layoutbereichsund komplizierteren Layoutparametern führen kann. Aufgrund der erforderlichentechnologischen Voraussetzungen für die Phasenverschiebung, müssen einigeParameter aus dem Stand der Technik so verändert werden, dass die durchdie alternierenden Phasenverschiebungsverfahren in den Aufbau mitaufgenommenenzusätzlichenSchichten untergebracht werden können.
    [0008] ImAnbetracht der aus dem Stand der Technik bekannten Schwierigkeitenund Mängelist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahrenzur Herstellung von Phasenmaskenformen zur Verfügung zu stellen, die auf diederzeitigen Layoutparameter nur einen minimalen Einfluss haben.
    [0009] Esist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Phasenmaskenformenzur Verfügungzu stellen, die das Verkürzenvon Linienenden ausschalten, ohne dabei den herkömmlichen Aufbau zu beeinflussen.
    [0010] Eineweitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahrenbereitzustellen, bei dem der Platz für kritische Formen über eineBezugs- oder Strukturschicht hinaus verringert wird.
    [0011] WeitereAufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind entweder zumTeil offensichtlich, oder ergeben sich zum Teil aus der folgendenBeschreibung.
    [0012] Dieoben genannten und weitere Aufgaben und Vorteile sind für den Fachmannoffensichtlich und werden durch die vorliegende Erfindung erreicht, diein einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Maskieren einer integriertenSchaltung mit einer oberen Kante, einem kritischen Längenbereich,einer kritischen Breitenabmessung, und einem unkritischen Bereichauf einer Halbleiterscheibe mit einer Vielzahl von Bauelementenund Schichten aufweist, wobei die Vorrichtung eine Phasenverschiebungsmaske auseinem Material umfasst, durch das eine einfallende elektromagnetischeStrahlung dringt, wobei die Phasenverschiebungsmaske eine Strukturzur Phasenerstreckung aufweist, die einen an den unkritischen Bereichangrenzenden erweiterten Bereich umfasst, wobei sich die Länge derStruktur zur Phasenerstreckung überden kritischen Längenbereich hinauserstreckt, und wobei die Phasenverschiebungsmaske einen Bezugspunktim Verhältniszu einem Bauelementebereich aufweist. Der erweiterte Bereich umfassteinen Bereich der Phasenerstreckung, der an den unkritischen Bereichder Schaltung angrenzt, und kann L-förmige oder T-förmige Anteile enthalten,die an den unkritischen Bereich angrenzen. Die Länge der Struktur zur Phasenerstreckung erstrecktsich um eine kürzereStrecke überdie kritische Längehinaus, wenn die Struktur zur Phasenerstreckung den erweitertenBereich umfasst, als wenn die Struktur zur Phasenerstreckung denerweiterten Bereich nicht umfasst. Der erweiterte Bereich kann eineLänge umfassen,die kürzeroder gleich einer erweiterten benachbarten Länge des unkritischen Bereichsder Schaltung ist. Die Struktur zur Phasenerstreckung ist auf eineHöhe unterhalbder oberen Kante der Schaltung vom Bauelementebereich aus gemessenverkürzt,wobei die Maske weiterhin alle lithographischen Erfordernisse erfüllt.
    [0013] Ineinem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtungzum Maskieren einer integrierten Schaltung mit einer oberen Kante,einem kritischen Längenbereich,einer kritischen Breitenabmessung, und einem unkritischen Bereichauf einer Halbleiterscheibe mit einer Vielzahl von Bauelementenund Schichten, wobei die Vorrichtung mindestens zwei Struktureneiner Phasenverschiebungsmaske aus einem Material umfasst, durchdas eine einfallende elektromagnetische Strahlung dringt, wobeidie Strukturen der Phasenverschiebungsmasken Phasenerstreckungenmit mindestens einer Phasenverschiebungsstruktur in Form eines an denunkritischen Bereich angrenzenden erweiterten Bereichs umfassen,und wobei eine weitere Struktur zur Phasenerstreckung eine Länge aufweist,die sich überden kritische Längenbereich,vom Bezugspunkt zu einem Bauelementebereich aus gemessen, hinauserstreckt. Mindestens eine der Strukturen ist auf eine Höhe unterhalbder oberen Kante der integrierten Schaltung vom Bezugspunkt ausgemessen verkürzt.Der erweiterte Bereich umfasst einen Bereich der Phasenerstreckung,der an den unkritischen Bereich der Schaltung angrenzt.
    [0014] Ineinem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen hochauflösenden Lithographieprozessfür eineintegrierte Schaltung, umfassend die Bereitstellung einer Phasenkanten-Phasenverschiebungsmaskeauf einem Substrat, wobei die Maske aus einem Material besteht,durch das eine einfallende elektromagnetische Strahlung dringt,wobei die Maske eine Struktur zur Phasenerstreckung in Form einesan den unkritischen Bereich der Schaltung angrenzenden erweitertenBereichs umfasst und einen Bezugspunkt im Verhältnis zu einem Bauelementebereichhat; die Bereitstellung einer Blockierschicht, die die Maske teilweiseabdeckt, und durch die keine elektromagnetische Strahlung übertragenwerden kann; und die Belichtung der Maske mit elektromagnetischerStrahlung in einem vorbestimmten Frequenzbereich für eine Zeitdauer,die ausreicht, dass die Strahlung das Substrat durchdringen kann.Der erweiterte Bereich ist ein Teil der Phasenerstreckung, der sichneben dem unkritischen Bereich der Schaltung erstreckt. Der erweiterteBereich kann eine kürzereLänge umfassen,als der angrenzende unkritische Bereich der Schal tung. Ein Schaltungsbereich bildetmit der äußeren Eckkanteeine L-Form und der erweiterte Bereich endet an der äußeren Eckkante. Dererweiterte Bereich kann sich auch über den unkritischen Bereichder Schaltung hinaus erstrecken. Die Länge der Phasenerstreckung kannsich darüber hinaus über diekritische Längeder Schaltung erstrecken. Die Längeder Phasenerstreckung kann sich übereine kürzereStrecke erstrecken, wenn die Struktur zur Phasenerstreckung denerweiterten Bereich umfasst, als wenn die Struktur zur Phasenerstreckungden erweiterten Bereich nicht umfasst.
    [0015] Einvierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahrenzum Ausbilden einer Lithographiemaske, umfassend das Aufbringeneiner Schicht fürdie Phasenverschiebungsmaske mit einer Struktur zur Phasenerstreckungim Bereich eines Bauelementeabschnitts auf einem Substrat; das Strukturierender Maskenschicht zum Ausbilden einer erweiterten Struktur zur Phasenerstreckung,die sich neben einem unkritischen Bereich des Bauelementeabschnittserstreckt; das Strukturieren einer Länge der Struktur zur Phasenerstreckungmit einer kürzerenStrecke, wenn die Struktur zur Phasenerstreckung den erweitertenBereich umfasst, als wenn die Struktur zur Phasenerstreckung denerweiterten Bereich nicht umfasst; und das Vertiefen der Peripheriestrukturzum Ausbilden eines Bereichs mit einer vorbestimmten Phasenverschiebungzwischen der Struktur und dem Substrat.
    [0016] Diefür neuangesehenen Merkmale und die charakteristischen Elemente der vorliegendenErfindung werden im Einzelnen in den anhängenden Ansprüchen beschrieben.Die Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und sind nichtmaßstabsgetreu.Jedoch kann die Erfindung sowohl im Hinblick auf den Ablauf undden Betrieb am Besten unter Bezugnahme auf die folgende detaillierteBeschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen verstandenwerden. Es zeigen:
    [0017] 1A ein leitendes Gate-Material,auf dem breite Phasenverschiebungsstrukturen abgebildet sind;
    [0018] 1B ein leitendes Gate-Material,auf dem schmale Phasenverschiebungsstrukturen abgebildet sind;
    [0019] 2A eine Darstellung einesleitenden Gate-Materials, anhand dessen eine Lösung aus dem Stand der Technikgezeigt ist, bei der das Pad (landing pad) vom Bauelemente-Bereichnach oben verlagert wird, um sicherzustellen, dass der schmale Bereichdes leitenden Gate-Materials im Bauelementebereich abgebildet wird;
    [0020] 2B Formen von Phasenverschiebungsmaskenaus dem Stand der Technik, die breit genug sind, um ein Verkürzen derLinienenden zu unterdrücken;
    [0021] 3A ein leitendes Gate-Material,das die bevorzugten Phasenverschiebungsstrukturen der vorliegendenErfindung zeigt;
    [0022] 3B den Endbereich der L-förmigen Strukturvon 3A, der kürzer alsdie erweiterte Längedes leitenden Gate-Materialsist;
    [0023] 3C die L-förmige Strukturvon 3A, die sich bisan die Ecke des leitenden Gate-Materials erstreckt;
    [0024] 3D eine Phasenmaskenstruktur,die sich nicht bis an das obere Ende des leitenden Gate-Materialsvon 3A vom Bauelementbereichaus gemessen erstreckt;
    [0025] 4A leitende Gate-Materialienmit einer gemeinsamen Phasenverschiebungsstruktur; und
    [0026] 4B eine gemeinsame Phasenverschiebungsstrukturder leitenden Gate-Materialien von 4A unterBerücksichtigungder fürdie vorliegende Erfindung geltenden Layoutparameter.
    [0027] Beider Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegendenErfindung wird auf die 1 bis 4 Bezug genommen, in denengleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale der Erfindung kennzeichnen.Die erfindungsgemäßen Merkmale sindnicht unbedingt maßstabsgetreuin den Zeichnungen wiedergegeben. Für den Fachmann ist offensichtlich,dass die verschiedenen in der vorliegenden Anmeldung beschriebenenAusführungsformenfür vielfältigsteAnwendungen verändertund variiert werden könnenund folglich der Umfang des Anmeldungsgegenstands nicht durch bestimmtebeispielhafte Lehren beschränktist. Beispielsweise werden die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Maskenfür Lithographieverfahrenmit unterschiedlichen Belichtungstypen eingesetzt, z.B. UV-Strahlung, Excimer-Laser,Röntgenstrahlung,Elektronenstrahlung u.s.w., ohne sich dabei auf die genannten Belichtungstypenzu beschränken.Die Wahl des Substratmaterials hängtteilweise von der Art der Strahlung ab, die für die Maske verwendet werden soll.Darüberhinaus ist die vorliegende Erfindung, obwohl hier beispielhaft eineleitende Gate-Materialschichtbeschrieben ist, nicht auf die Gate-Materialschicht beschränkt, undkann auch auf andere Substratschichten angewandt werden.
    [0028] Beialternierenden Phasenverschiebungsmasken ist es von Bedeutung, dasseine Strukturierung des Bauelements mit den vorgegebenen Parameterndurchgeführtwird. In einem einfachen Phasenverschiebungs-Layout aus dem Standder Technik ist dies normalerweise nicht möglich, da eine Verringerungder Linienenden-Verkürzungeine Erstreckung der Formen im Verhältnis zu den Phasenparameternerfordert. Diese Erstreckungen beschränken die Anzahl der integriertenSchaltungen auf der Halblei terscheibe. Durch die erfindungsgemäße Lösung wirddie Phasenform so ausgebildet, dass das Problem des Verkürzens derLinienenden behoben wird, ohne dass dabei die Parameter oder dieStrukturgröße des Layoutsaufgrund der Phasenverschiebungsregeln verändert werden. Wenn die Phasenform,und damit auch der lithographische Kürzungswert, winklig ausgedehntwird, so kann die kritische Form viel näher an der Bezugsschicht ausgebildetwerden, als es ohne die winklige Erstreckung möglich wäre.
    [0029] Esgibt verschiedene Schwerpunkte füreine Phasenverkürzungund Linienenden-abhängigeInterferenzen. Dazu zähltdie physikalische Verkürzung einerLinie, was fehlerhafte Strukturgrößen und unerwünschte physikalischeKurzschlüssezwischen den Strukturen zur Folge haben kann. 1A stellt ein leitendes Gate-Material 10 dar,das mit alternierenden, breiten Phasenverschiebungsmasken strukturiertwurde. Der umrandete Bereich 12 zeigt den gewünschtenBereich des leitenden Gate-Materials. Ausdem umrandeten Bereich 12 gehen klar Merkmale mit geradenKanten hervor; die Ausbildung dieser Kanten ist jedoch ohne dieVeränderungder bestehenden Parameter aufgrund der resultierenden Beugungsmusteran den Kanten schwierig. Der schattierte Bereich 14 stelltdas leitende Gate-Materialdar, wie es mithilfe der alternierenden Phasenverschiebungsmaskeabgebildet wird, einschließlicheiner Trimmmaske. Ein Verkürzender Linienenden der Phasenform ist mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet.Wie gezeigt kann sich die Struktur auf der Halbleiterscheibe aufgrundder Verkürzungder Phasenformen wesentlich von der dargestellten Struktur unterscheiden. 1B zeigt ein leitendes Gate-Material 10,das von einer schmalen Phasenverschiebungsmaske abgebildet wurdeund bei dem abermals eine Verkürzungder Linienenden auftritt. Dies kann zu einem unerwünschtenund unberechenbaren Verhalten des Bauelements führen. Die in solchen Fällen imStand der Technik eingesetzte Lösung bestandim Wesentlichen in der Erstreckung der Phasenformen um einen vorgegebenenWert, oder in der Erzeugung von Phasenformen mit ausrei chender Breite,so dass die Verkürzungder Linienenden nicht die oben-genannten negativen Effekte bewirkt.Diese beiden Methoden weisen jedoch Nachteile auf. Bei beiden Methodenwird aufgrund der breiten Phasen und/oder langen Erstreckungen aufder Halbleiterscheibe mehr Platz und mehr Raum zwischen den Strukturenoder zwischen den Bauelementen benötigt. 2A zeigt ein leitendes Gate-Material 20,anhand dessen eine Lösungaus dem Stand der Technik dargestellt ist, bei der das Pad (landingpad) 22 vom Bauelemente-Bereich 26 nach oben verlagert wird,um sicherzustellen, dass der schmale Bereich 24 des leitendenGate-Materials wie gewünschtin dem Bauelementebereich (26) abgebildet wird. Diesererweiterte Bereich ist als LängeX1 dargestellt. Ebenso ist die Phasenform 28 von dem leitenden Gate-Material 20 umdie LängeX2 erweitert, um das leitende Gate-Material abzubilden und gleichzeitig dieVerkürzungder Linienenden zu verhindern. Die konzeptionelle Linienerstreckungdes Polysiliziums ist durch das Merkmal y1 gekennzeichnet. Durchdie Erstreckung der Phase überden Bauelementbereich hinaus werden die durch die Beugungsmusterder Phasenverschiebungsmaske erzeugten Effekte eingedämmt.
    [0030] 2B zeigt Phasenformen ausdem Stand der Technik, die breit genug sind, um ein Verkürzen derLinienenden zu unterdrücken.Das leitende Gate-Material 30 und der Bauelementebereich 32 sindmit erweiterten Phasenlinien 34, 36 dargestellt, diedie vergrößerten BreitenY2 umfassen.
    [0031] In 2A ist mehr Raum zwischendem Bauelementanschluss und der Bezugsschicht, sowie mehr Platzzwischen den Strukturen erforderlich. 2B erfordertbreitere Zwischenräumeaufgrund der breiten Phasen 34, 36.
    [0032] Dievorliegende Erfindung ermöglichteinen engen Zwischenraum zwischen der Anschluss- und der Bezugsschichtdurch Verfolgen oder Erstrecken der Phase des Anschlussbereichsder Maskenform. Dadurch erhältdie Vorrichtung oder der lithographisch wichtige Teil der Strukturdie gewünschteoptische Erscheinung. Um den Zwischenraum zwischen einer phasenverschobenenStruktur zur nächstenStruktur (oder Phase) zu verringern, wird eine Phasenerstreckungdurch externes Messen der Phasenform erzeugt, wobei von dem optischoder lithographisch wichtigen Teil der Struktur ausgegangen unddie Phasenmaske in winkliger Richtung entlang des unkritischen Bereichsausgeweitet wird.
    [0033] 3A zeigt ein leitendes Gate-Material,anhand dessen die bevorzugte Ausführungsform der vorliegendenErfindung dargestellt ist. Dabei ist von Bedeutung, dass ein leitendesGate-Material 40 mit externenPhasenformen 42, 43 ausgebildet wird, das denunkritischen Bereich der Form des leitenden Gate-Materials abbildensoll. Dies verringert die Strukturen zur Erstreckung der Phasenmaskeauf Längenbereiche,die bei immer dichter besiedelten Substraten leichter zu handhabensind. In diesem Beispiel ist es wünschenswert, dass ein festgelegter Bereichdes leitenden Gate-Materials mit einer Länge 44 korrekt abgebildetwird. Um den Umstand der Linienenden-Verkürzungmit einzubeziehen, wird die Phasenstruktur so ausgebildet, dasssie sich um vorhandene Bauelementbereiche krümmt. Wie gezeigt weist diePhasenform 42 eine L-Form auf, um den unkritischen Bereichdes leitenden Gate-Materials abzubilden. Unter diesen Voraussetzungenkann das Erfordernis, den Längenbereichdes leitenden Gate-Materials abzubilden, gelockert werden und daher,entgegen dem Stand der Technik, der Phasenmaskenbereich, der sichum die Länge46 überdas untere Ende des leitenden Gate-Materials erstreckt, erheblichverkürztwerden, ohne dabei die Verkürzungder Linienenden zu gefährden.Der Bezugspunkt zum Messen der Layoutparameter wird von dem leitendenGate-Material zum Bauelementebereich 45 verlegt, wie dieLänge 48 anzeigt.Wenn die Phasenform eine winklige Erweiterung (beispielsweise eineL-Form) erhält,welche den lithographischen Verkürzungswertumfasst, so kann die kritische Form viel näher an der Bezugsschicht ausgebildetwerden, als es andernfalls ohne die winklige Erstreckung möglich wäre. In den 3B bis 3D sind erfindungsgemäße alternierende Phasen undTrimmformen dargestellt. Insbesondere die in 3B gezeigte Ausführungsform ermöglicht es,dass der Endbereich der L-förmigenStruktur 42 um die Länge 50 kürzer alsdas leitende Gate-Material ist. Umgekehrt ist in 3C dargestellt, dass sich das L-förmige Merkmal 52 bisan die Ecke 50 des leitenden Gate-Materials 40 erstreckt.Auf der gegenüberliegendenSeite des leitenden Gate-Materials kann die Trimmstruktur 43, diesich in 3A bis zum oberenEnde des leitenden Gate-Materials erstreckt, vom Bauelementebereich 44 ausgemessen auf eine Länge 56 verkürzt werden,wie in 3D gezeigt ist.Effektiv könnendie Phasen- undTrimmstrukturen innerhalb der erfindungsgemäßen Layoutparameter verkürzt werden, während gleichzeitigdie vollständigenlithographischen Erfordernisse aufrecht erhalten werden.
    [0034] Beieng stehenden kritischen Formen, die eine gemeinsame Phase haben,wie in 4A gezeigt ist,muss der obere Teil der mittleren, gemeinsamen Phasenstruktur 60 aufeinen bekannten, vorbestimmten Abstand d1 über die leitenden Gate-Materialien 62, 64 hinauserstreckt werden. Ebenso muss der untere Teil 66 der mittleren,gemeinsamen Phasenstruktur 60 auf einen bekannten, vorbestimmten Abstandd2 überdie unteren Bereiche des leitenden Gate-Materials hinaus erstrecktwerden, um die Verkürzungder Linienenden zu verringern. Die Erstreckungen machen sich inder Regel bemerkbar, und beeinträchtigenden Aufbau von dicht besiedelten Substraten. Die seitlichen Trimmmaskenstrukturen 68, 70 werdenebenfalls erstreckt, um die Verkürzung derLinienenden einzudämmen.Im Gegensatz dazu ist in 4B unterAnwendung der erfindungsgemäßen Layoutparameterdas leitende Gate-Material 72, 74 gezeigt, dessenPhasenstrukturen viel kürzerals im Stand der Technik sind. Insbesondere die mittlere gemeinsamePhasenstruktur 76 ist durch T-förmige Bereiche 78, 80 amoberen bzw. unteren Ende abgeschnitten, wobei die T-förmige Struktur 78 umden Abstand d1',sowie die T-förmigeStruktur 80 um den Abstand d2' hinausragt. Diese Abstände sindviel kürzerals die entsprechenden Abständeaus dem Stand der Technik. Durch die Verwendung der T-Erstreckungaußerhalbdes Gate-Materials werden die Phasenerstreckungen erheblich verkleinert,wodurch eine näherePositionierung anderer Phasenstrukturformen ermöglicht wird. Die verkleinertenPhasenerstreckungen ermöglichendie Verwendung von Phasenverschiebungsmasken in bereits vorhandenen Bauelementenohne wesentliche Umgestaltungen. Die T-förmigen Erstreckungen sind mitden Breiten w1 und w2 fürdie oberen bzw. unteren Abschnitte gezeigt. Durch diese kompaktereAusgestaltung wird das relative Wachstum der Speicherchipgröße nicht durchdie Einführungneuer Layoutparameter beeinträchtigt.Außerdemerlauben die vorliegenden Strukturgrößen die Unterbringung komplexererSpeicherchips.
    [0035] Dieseitlichen Phasenmaskenstrukturen 82, 84 sindmit L-förmigen Erstreckungenan ihren oberen Abschnitten gezeigt. Diese Erstreckungen verringerndie Verkürzungder Linienenden an den nächstgelegenenPositionen des leitenden Gate-Materials. VonBedeutung ist hierbei, dass sich die Phasenmaskenstrukturen 82, 84 umeinen Abstand d3 überden unteren Abschnitt des leitenden Gate-Materials erstrecken. DieserAbstand ist viel geringer als der nominale Abstand d2 der bereitsvorhandenen Layoutparameter aus dem Stand der Technik und können geringersein als Abstand d2' desvorliegenden Aufbaus. Die Tatsache, dass sich die winklige Phasenmaskenstrukturum einen Abstand d3 überden unteren Abschnitt des leitenden Gate-Materials hinaus erstreckt,ermöglichteine geringere Breite der unteren T-förmigen Erstreckung w2 der mittlerenPhasenstruktur im Vergleich zur Breite w1 der T-förmigenErstreckung des oberen Abschnitts der mittleren Struktur. Der zwischenden Masken benötigteAbstand d4 hängtvon der eingesetzten Technologie ab und kann in manchen Fällen gegenNull gehen, d.h. die Struktur berühren sich.
    [0036] Daherkönnenmit den Parametern der vorliegenden Erfindung die über einevorgegebene Struktur hinausgehenden Phasenmaskenerstreckungen erheblichverkleinert werden, indem a) die Phasenstruktur entlang eines unkritischenStrukturbereichs verlängertwird, b) der Bezugspunkt der Phasenstruktur in die Bauelementeschichtverlagert wird, und c) die (L- oder T-förmige)Phasenerstreckung entlang der unkritischen Anteile des Bauelements verflachtwird. Die Anwendung dieser Parameter für den Aufbau ermöglichenes, das leitende Gate-Material unter den gegenwärtigen Bedingungen abzubildenund die Phasenformen einzubringen, ohne die Abmessungen des leitendenGate-Materials zu erhöhen.Für dieseErstreckungen ist eine wesentlich geringere Länge lithographisch ebenso wirkungsvoll wiedie Phasenmasken aus dem Stand der Technik.
    [0037] Dievorliegende Erfindung wurde spezifisch anhand einer bestimmten bevorzugtenAusführungsformbeschrieben. Fürden Fachmann ist jedoch klar, dass eine Vielzahl von Alternativen,Modifikationen und Variationen im Lichte der vorstehenden Beschreibungdurchgeführtwerden können.Die anhängendenPatentansprücheumfassen daher diese Alternativen, Modifikationen und Variationen,die damit im Umfang und im Sinne der vorliegenden Erfindung liegen.
    [0038] Gemäß der vorstehendenBeschreibung wird im folgenden beansprucht:
    权利要求:
    Claims (28)
    [1] Vorrichtung zum Maskieren einer integrierten Schaltungmit einer oberen Kante, einen kritischen Längenbereich, einer kritischenBreitenabmessung, und einem unkritischen Bereich auf einer Halbleiterscheibemit einer Vielzahl von Bauelementen und Schichten, wobei die Vorrichtungeine Phasenverschiebungsmaske aus einem Material umfasst, durch daseine einfallende elektromagnetische Strahlung dringt, wobei diePhasenverschiebungsmaske eine Struktur zur Phasenerstreckung aufweist,die einen an den unkritischen Bereich angrenzenden erweiterten Bereichumfasst, wobei sich die Längeder Struktur zur Phasenerstreckung über den kritischen Längenbereichhinaus erstreckt, und wobei die Phasenverschiebungsmaske einen Bezugspunktim Verhältniszu einem Bauelementebereich aufweist.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erweiterteBereich einen Bereich der Phasenerstreckung umfasst, der an denunkritischen Bereich der Schaltung angrenzt.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei sich der erweiterteBereich überden unkritischen Bereich der Schaltung hinaus erstreckt.
    [4] Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erweiterteBereich L-förmigeoder T-förmigeAnteile umfasst, die an den unkritischen Bereich angrenzen.
    [5] Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die Länge derStruktur zur Phasenerstreckung um eine kürzere Strecke über diekritische Längehinaus erstreckt, wenn die Struktur zur Phasenerstreckung den erweitertenBereich umfasst, als wenn die Struktur zur Phasenerstreckung denerweiterten Bereich nicht umfasst.
    [6] Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Phasenverschiebungsmaskeweiterhin eine Trimmmaske umfasst.
    [7] Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der erweiterteBereich eine kürzereLänge umfasst,als eine erweiterte benachbarte Länge des unkritischen Bereichsder Schaltung.
    [8] Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der erweiterteBereich eine Längeumfasst, die gleich mit einer erweiterten benachbarten Länge desunkritischen Bereichs der Schaltung ist.
    [9] Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Struktur zurPhasenerstreckung auf eine Höheunterhalb der oberen Kante der Schaltung vom Bauelementebereichaus gemessen verkürztist, wobei die Maske weiterhin alle lithographischen Erfordernisseerfüllt.
    [10] Vorrichtung zum Maskieren einer integrierten Schaltungmit einer oberen Kante, einem kritischen Längenbereich, einer kritischenBreitenabmessung, und einem unkritischen Bereich auf einer Halbleiterscheibemit einer Vielzahl von Bauelementen und Schichten, wobei die Vorrichtungmindestens zwei Strukturen einer Phasenverschiebungsmaske aus einemMaterial umfasst, das eine einfallende elektromagnetische Strahlungdurchdringt, wobei die Strukturen der Phasenverschiebungsmaskeneine Struktur zur Phasenerstreckung mit mindestens einer Phasenverschiebungsstrukturin Form eines an den unkritischen Bereich angrenzenden erweitertenBereichs umfassen, und wobei eine andere Struktur zur Phasenerstreckungeine Längeaufweist, die sich überden kritischen Längenbereich,vom Bezugspunkt zu einem Bauelementebereich aus gemessen, hinauserstreckt.
    [11] Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei mindestens eineder Strukturen auf eine Höheunterhalb der oberen Kante der integrierten Schaltung vom Bezugspunktaus gemessen verkürztist.
    [12] Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der erweiterteBereich einen Bereich der Phasenerstreckung umfasst, der an denunkritischen Bereich der integrierten Schaltung angrenzt.
    [13] Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei sich der erweiterteBereich neben und überden unkritischen Bereich der integrierten Schaltung hinaus erstreckt.
    [14] Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der erweiterteBereich L-förmigeoder T-förmigeAnteile umfasst, die an den unkritischen Bereich angrenzen.
    [15] Verfahren füreinen hochauflösendenLithographieprozess an einer Phasenkante bei einer integriertenSchaltung, umfassend: Bereitstellen einer Phasenkanten-Phasenverschiebungsmaskeauf einem Substrat, wobei die Maske aus einem Material besteht,durch das eine einfallende elektromagnetische Strahlung dringt,wobei die Maske eine Struktur zur Phasenerstreckung in Form einesan den unkritischen Bereich der Schaltung angrenzenden erweitertenBereichs umfasst und einen Bezugspunkt im Verhältnis zu einem Bauelementebereichhat; Bereitstellen einer Blockierschicht, die die Maske teilweiseabdeckt, und durch die keine elektromagnetische Strahlung übertragenwerden kann; und Belichten der Maske mit elektromagnetischerStrahlung in einem vorbestimmten Frequenzbereich für eine Zeitdauer, dieausreicht, dass die Strahlung das Substrat durchdringen kann.
    [16] Verfahren nach Anspruch 15, umfassend die Bereitstellungeiner Trimmmaske, so dass Licht nur in die Bereiche eindringt, dieaufgrund verbleibender Phasenkanten unbelichtet bleiben.
    [17] Verfahren nach Anspruch 15, weiter umfassend dieBereitstellung eines erweiterten Bereichs als Bereich der Phasenerstreckung,die sich neben dem unkritischen Bereich der Schaltung erstreckt.
    [18] Verfahren nach Anspruch 15, wobei der erweiterteBereich eine kürzereLänge hat,als der angrenzende unkritische Bereich der Schaltung.
    [19] Verfahren nach Anspruch 15, wobei ein Schaltungsbereichmit der äußeren Eckkanteeine L-Form bildet und der erweiterte Bereich an der äußeren Eckkanteendet.
    [20] Verfahren nach Anspruch 17, wobei sich der erweiterteBereich überden unkritischen Bereich der Schaltung hinaus erstreckt.
    [21] Verfahren nach Anspruch 17, das die Bereitstellungdes erweiterten Bereichs mit L- und T-förmigen Anteilen umfasst, dersich neben dem unkritischen Bereich der Schaltung erstreckt.
    [22] Verfahren nach Anspruch 15, weiter umfassend dieBereitstellung einer Längeder Phasenerstreckung, die sich überdie kritische Längeder Schaltung hinaus erstreckt.
    [23] Verfahren nach Anspruch 22, weiter umfassend dieBereitstellung der Längeder Phasenerstreckung mit einer kürzeren Strecke, wenn die Struktur zurPhasenerstreckung den erweiterten Bereich umfasst, als wenn dieStruktur zur Phasenerstreckung den erweiterten Bereich nicht umfasst.
    [24] Verfahren zum Ausbilden einer Lithographiemaske,umfassend: Aufbringen einer Phasenverschiebungsmaskenschichtmit einer Struktur zur Phasenerstreckung im Bereich eines Bauelementeabschnittsauf einem Substrat; Strukturieren der Maskenschicht zum Ausbildeneiner erweiterten Struktur zur Phasenerstreckung, die sich nebeneinem unkritischen Bereich des Bauelementeabschnitts erstreckt; Strukturiereneiner Längeder Struktur zur Phasenerstreckung mit einer kürzeren Strecke, wenn die Strukturzur Phasenerstreckung den erweiterten Bereich umfasst, als wenndie Struktur zur Phasenerstreckung den erweiterten Bereich nichtumfasst; und Vertiefen der Peripheriestruktur zum Ausbildeneines Bereichs mit einer vorbestimmten Phasenverschiebung zwischender Struktur und dem Substrat.
    [25] Verfahren nach Anspruch 24, weiter umfassend: Belichtender Maskenschicht mit elektromagnetischer Strahlung; und Entfernender Maske nach der Belichtung.
    [26] Verfahren nach Anspruch 24, umfassend die Bereitstellungeiner Trimmmaske, so dass Licht nur in die Bereiche eindringt, dieaufgrund verbleibender Phasenkanten unbelichtet bleiben.
    [27] Verfahren nach Anspruch 24, weiter umfassend dieBereitstellung des erweiterten Bereichs als L- oder T-förmigen Anteildes Merkmals.
    [28] Verfahren nach Anspruch 24, wobei der erweiterteBereich eine Längeumfasst, die kürzerist als die erweiterte Längedes unkritischen Bereichs der Schaltung.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US7135255B2|2006-11-14|
    US20040191638A1|2004-09-30|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-11-25| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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