三色調衰減相移掩模的自對準製造技術的製作方法
2023-08-01 20:41:06 1
專利名稱：三色調衰減相移掩模的自對準製造技術的製作方法
背景技術：
發明領域本發明涉及一種三色調衰減相移掩模，尤其是涉及三色調衰減相移掩模的自對準製造技術。
相關技術的敘述光刻是半導體工業應用的在集成電路(ICs)中形成線條，觸點和其他已知結構的眾所周知的工藝。在常規的光刻中，具有代表一個IC層次中這樣的結構的透明的和不透明的區域組成的圖形的掩模(或光刻版)被照亮。然後從掩模發射的光被聚焦在設置在晶片上的光刻膠層上。在後繼的顯影工序期間，部分光刻膠層被除去，其中除去的部分由圖形限定。在這種方式中，掩模的圖形被轉移到或印製到光刻膠層上。
但是，在從透明區域到不透明區域的過渡區域中的衍射效應能使邊緣模糊不清，從而反過來影響光刻工藝的解析度。已經提出了各種技術來改進解析度。有一種這樣的相移技術應用入射光波的相破壞幹涉。具體地說，相移將入射光波的第一區域的相位相對於入射光波的相鄰的第二區域移動了大約180度。因此，來自該兩個區域的投影圖象發生破壞性的幹涉，在幹涉中圖象的邊緣重疊，從而產生該兩個圖象之間的清晰的分離。因此，通過半導體掩模(或光刻版)照射的光刻膠的曝光和不曝光部分之間的分界線能通過應用相移而限定得更靠近，從而在IC上實現更大的結構密度。
圖1A說明一種簡化的相移掩模100，該掩模的製作中在一個明淨區域101上形成一個衰減的相移區域102，其中衰減的相移區域102的邊緣110限定了一個單IC結構。明淨區域101是透明的，即具有T＞0.9的光強度透射係數的區域。作為對照，衰減的相移區域102是部分透明的區域，即具有0.03＜T＜0.1的低光強度透射係數的區域。參看圖1B，圖中顯示了掩模100的剖面圖，通過衰減的相移區域102的光的相移相對於通過明淨區域101的光大約為180度。
如在該技術領域熟練的人士所知，增加衰減的相移區域102的光強度透射係數能提高由光刻工藝形成的結構的性能。事實上，通過提供光透射強度係數T＞0.9(換言之，該區域是透明的)的相對於明淨區域101有180度相移的衰減的相移區域在理論上能達到最佳性能。在這種方式中，假設用部分相干光照射，來自每一個區域的振幅旁波瓣都基本被消除，從而在該兩個區域之間的過渡區域產生一個基本為零強度的線。雖然在理論上能提供更高的投射係數，當前的材料技術通常還是提供這樣的相移，其衰減的相移區域具有約T＝0.4的光強度透射係數。
不幸的是，應用這種高透射的相移材料增加了留下一定部分的衰減的相移區域102的印痕的危險性。具體地說，為了保證完全去除殘留的光刻膠，用於去除光刻膠的實際劑量通常至少兩倍於去除該光刻膠所需要的理論劑量。這種過量曝光能導致增加留下一定的更大部分的衰減的相移區域102的印痕的危險性。
為了解決這個問題，被稱為三色調衰減相移掩模的一些掩模在衰減的相移區域的更大的部分中包括一個不透明的區域，其中該不透明區域阻止由衰減的相移區域透射的任何不希望的光。圖2A說明一種簡化的相移掩模200，該掩模的製作中在一個明淨區域201上形成一個衰減的相移區域202，在衰減的相移區域202上形成一個不透明區域203，其中衰減的相移區域202的邊緣210限定了一個單IC結構。在該實施例中，明淨區域201有T＞0.9的光強度透射係數，衰減的相移區域202有0.03＜T＜0.4的光強度透射係數，不透明區域203通常有T＜0.01的光強度透射係數。參看圖2B，圖中顯示了掩模200的剖面圖，通過衰減的相移區域202的光的相移相對於通過明淨區域201的光仍保持約180度。因此，在衰減的相移區域上形成一個不透明區域有利於考慮應用更顯著高的光透射係數。
圖3A-3G說明一種產生三色調衰減相移掩模的常規工藝。圖3A說明一個常規的PSM坯件300，該坯件包括一個透明襯底301，在該襯底上形成一個衰減的相移層(下文中稱為衰減層)302和一個不透明層303。坯件300進一步包括一個形成在不透明層303上的第一光刻膠層，即對電子束或光敏感的光刻膠層304。
在初期的圖形形成操作期間，電子束掃描器或UV曝光工具(下文稱為圖形形成工具)能曝光第一光刻膠層304的區域305A和305B。在區域305A和305B顯影以後，如圖3B所示，形成了帶有圖形的光刻膠區域304A。在本實施例中，然後進行刻蝕工藝，將第一光刻膠區域304A中的圖形轉移到不透明層303上去。圖3C顯示了結果的帶有圖形的不透明區域303A。在該點上，任何暴露的衰減層302的上表面和第一光刻膠區域304A的上表面都經歷一個標準的幹法或溼法刻蝕，從而去除了衰減層302的所有不受第一光刻膠區域304A和帶有圖形的不透明區域303A保護的部分。然後將第一光刻膠區域304A剝除，留下如圖3D顯示的結構。
接著，如圖3E所示，該結構被塗覆一層第二光刻膠層306。然後進行形成第二圖形的操作，在該操作中圖形形成工具曝光第二光刻膠層306的區域307A和307B。區域307A和307B顯影以後，如圖3F所示形成帶有圖形的第二光刻膠區域306A。在本實施例中，然後進行一次刻蝕工藝(未顯示)，將第二光刻膠區域306A的圖形轉移到帶有圖形的不透明區域303A上去。然後第二光刻膠區域306A被剝除，留下結果的兩次形成圖形的不透明區域303A(1)，如圖3G所示。在該點上，完成了三色調衰減相移掩模所必須的圖形。
但是，如圖3E所指出的，在製造過程中，帶有圖形的不透明區域303A不自對準於帶有圖形的衰減區域302。因此，在該結構的一側的從兩次形成圖形的不透明區域303A(1)的邊緣到帶有圖形的衰減區域302A的邊緣的距離D1可能不等於在該結構的另一側的距離D2。不幸的是，兩次形成圖形的不透明區域303A(1)和帶有圖形的衰減區域302A的任何不對準都能產生緊要的尺度和圖形的定位誤差，從而降低了IC上的結果結構的性能。還有，在極端的情況下，如果距離D1和D2中的任何一個距離太大，都可能發生留下帶有圖形的衰減區域302A的一個部分的印痕。
因此，就提出了提供對三色調衰減相移掩模的自對準的結構和方法的需要。
發明概述根據本發明，一種自對準光刻掩模包括多種結構，其中的一類結構包括一個不透明區域，一個衰減區域和一個不透明區域和衰減區域之間的亞解析度透明邊緣。在一個實施例中，該多種結構形成在一個透明層上，該透明邊緣和該透明層一起形成。
通常，透明邊緣有零度相位，光強度透射係數大於0.9，而衰減區域有大約180度的相位，光強度透射係數在約0.03和1.0之間。不透明區域通常有小於約0.01的光強度透射係數。
在一個實施例中，至少有一類結構包括一個衰減區域，該衰減區域包括一個亞解析度線而沒有相鄰的不透明區域。
根據本發明的一個特徵，提供一種在一個衰減的相移掩模中形成多種結構的方法。一類結構是通過一個第一區域和一個第二區域形成，其中第一區域有相對於第二區域180度的相移。在本發明中，該方法包括在第二區域的邊界線中設置一個第三區域和在第二區域的邊界線和相鄰的第三區域的邊界線中設置一個亞解析度邊緣。該第一，第二和第三區域能分別包括一個透明區域，一個衰減區域和一個不透明區域。有利的是，該不透明區域和亞解析度邊緣能同時對準。在一個實施例中，這種對準通過UV圖形形成工具進行。
根據本發明的另一個特徵，提供一種製造衰減相移掩模的方法。該方法包括在一個透明層上設置一個衰減層，其中該衰減層的相移相對於透明層約為180度。在衰減層上設置一個不透明層。設置在不透明層上的第一光刻膠層形成的圖形提供了衰減區域，不透明區域和亞解析度邊緣之間的對準。
不透明層經刻蝕形成不透明區域。然後，衰減層經刻蝕形成衰減區域。帶有圖形的第一光刻膠層被去除。在一個替代的實施例中，帶有圖形的第一光刻膠層在刻蝕不透明層以後立刻被去除，其中形成圖形的不透明層然後被用作刻蝕衰減層的掩模。該替代的實施例使掩模在形成衰減層的圖形之前能得到清潔，檢查和修理，從而改進了圖形的質量。
在該點上，設置一個覆蓋不透明區域和暴露衰減區域的第二光刻膠層。任何不經第二光刻膠層覆蓋的不透明部分即任何餘留在衰減區域中的不透明部分都被去除。最後，第二光刻膠層被去除。
根據本發明的另一個特徵，提供用於從坯件形成衰減相移掩模的計算機軟體。該坯件包括一個透明層，一個衰減層和一個不透明層。該衰減相移掩模包括多種結構，其中一類結構的每一種都包括一個衰減區域，一個形成在衰減區域中的不透明區域和一個相鄰於不透明區域形成的透明邊緣。為了消除潛在的不對準，該軟體包括同時對準衰減區域，不透明區域和透明邊緣的工具。在本發明中，該軟體能進一步包括用於刻蝕不透明層形成不透明區域的工具，用於刻蝕衰減層形成衰減區域的工具，用於保護不透明區域和暴露衰減區域的工具和用於去除任何餘留在衰減區域中的不透明部分的工具。
根據本發明的另一個特徵，提供一種將一個集成電路布局轉換成製作該集成電路的衰減相移掩模布局的計算機軟體。該軟體包括用於識別集成電路布局中的一類結構的工具和用於將該類結構轉換成掩模布局的工具。一種經轉換的結構能包括一個透明區域，一個形成在該透明區域中的衰減區域，一個形成在該衰減區域中的不透明區域和一個相鄰於不透明區域形成的亞解析度透明邊緣。另一種經轉換的結構能包括一個透明區域，一個形成在該透明區域中的衰減區域和一個形成在該衰減區域中的亞解析度線。計算機軟體能包括同時對準衰減區域，不透明區域和亞解析度透明邊緣從而消除潛在的不對準的工具。
根據另一個特徵，提供一種製造集成電路的方法。該方法包括輻照多個光刻掩模。至少一個掩模包括多個結構，其中一些結構包括一個不透明區域，一個衰減區域和一個在不透明區域和衰減區域之間的亞解析度透明邊緣。在這種製造方法中，發射自該掩模的輻射被聚焦在設置在晶片上的光刻膠層上。該光刻膠層然後經顯影形成集成電路。在一個典型的實施例中，衰減區域提供180度的相移和3到100％的光強度透射，而亞解析度透明邊緣提供0度相移和大於90％的光強度透射。
根據本發明的還有一個特徵，一種將二元掩模布局轉換成三色調衰減相移掩模布局的方法包括將二元掩模布局上的一個結構分解成一個或多個多邊形。如果一個多邊形的寬度小於第一寬度W1，然後該多邊形被用一種僅包括衰減區域的第一結構替代。如果該多邊形的寬度在第一寬度W1和第二寬度W2之間，然後該多邊形被用一種包括一個形成在一個衰減部分的中間的亞解析度線的第二結構替代。最後，如果該多邊形的寬度大於第二寬度W2，然後該多邊形被用一種第三結構替代，該第三結構包括一個由亞解析度邊緣包圍的不透明部分，再依次由一個衰減部分包圍。
附圖簡述圖1A說明一種簡化的相移掩模，該掩模用一個形成在一個明淨區域上的衰減的相移區域製作，其中衰減的相移區域的邊緣限定一個單IC結構。
圖1B說明圖1A的相移掩模的剖面。
圖2A說明一種簡化的三色調衰減相移掩模，該掩模用一個形成在一個明淨區域上的衰減的相移區域和一個形成在該衰減相移區域上的不透明區域製作，其中衰減的相移區域的邊緣限定一個單IC結構。
圖2B說明圖2A的三色調衰減相移掩模的剖面。
圖3A-3G說明產生三色調衰減相移掩模的一種常規工藝。
圖4A-4G說明根據本發明的產生自對準的三色調衰減相移掩模的一種工藝。
圖5A說明具有如圖4G所示的剖面的一種結構的一個布局。
圖5B說明一種布局，該布局中一個較小的衰減部分包括一個本發明的亞解析度線，而一個較大的衰減部分包括一個本發明的亞解析度邊緣。
圖6說明應用本發明的從一個標準的二元掩模布局到三色調衰減掩模布局的轉換。
附圖的詳細描述本發明為三色調衰減相移掩模提供一種自對準的製造技術。在本發明中，沿掩模的不透明區域的邊緣設置一個具有大於約90％的透射的零度相位的亞解析度邊緣。此外，在一個實施例中，可以由一個零度相位的大於約90％的透射的亞解析度區域替代一個狹窄的不透明區域。在這種方式中，先有技術中的可能容易地發生不對準的不透明的到衰減的邊緣被消除了。在本發明的下文將詳盡敘述的一個特徵中，掩模的亞解析度邊緣和不透明的以及衰減區域的對準有利地在一個單獨的圖形形成步驟中進行。
圖4A-4G說明了一種產生一個根據本發明的自對準三色調衰減相移掩模的工藝。圖4A說明一個常規的PSM坯件400，該坯件包括一個透明襯底401，在該襯底上形成一個衰減的相移(下文中稱為「衰減」)層402和一個不透明層403。在一個實施例中，透明襯底401可以由熔融的矽或硼矽玻璃(由於在更短波長上的吸收而用於大於365毫微米的波長)形成，衰減層402可以由具有約50到200毫微米之間的厚度的矽化鉬形成，不透明層403可以由具有約50到200毫微米之間的厚度的鉻形成。在其他的實施例中，衰減層402可以由氮化矽，氧化鋁，矽化鉬，氧化-氮化鉻，氧化-氟化鉻和矽化鋯形成。坯件400進一步包括一個形成在不透明層403上的第一光刻膠(即對電子束或UV敏感的)層404。在一個實施例中，透明層401可以有T≈1的光強度透射係數(即大於約90％的透射)和0度的相位，衰減層402可以有0.03≤T≤1.0的光強度透射係數(3％-100％的透射)和180度的相位，不透明層403可以有T≤0.01的光強度透射係數(實際上0％的透射)。
在初期的圖形形成操作期間，一個電子束掃描器或一個UV曝光工具(下文稱為圖形形成工具)曝光第一光刻膠層404的區域405A，405B，405C和405D。該單獨的步驟有利地限定了結構中亞解析度邊緣到不透明的和衰減的區域的對準。具體地說，區域405C和405D的距離d1和d2分別限定了亞解析度邊緣的寬度；區域405C和405D之間的距離d5限定了不透明區域的寬度；區域405A和405C之間的寬度d3限定了衰減區域的一個部分的寬度；和區域405B和405D之間的寬度d4限定了同一個衰減區域的另一部分的寬度。在一個典型的實施例中，距離d1和d3分別基本和距離d2和d4相同。
區域405A，405B，405C和405D顯影以後，如圖4B所示，形成帶有圖形的第一光刻膠區域404A，404B和404C。在本實施例中，然後進行一個刻蝕工序將第一光刻膠區域404A，404B和404C的圖形轉移到不透明層403上去。圖4C顯示結果的帶有圖形的不透明區域403A，403B和403C。在該點上，結構經歷一個標準的幹法或溼法刻蝕，從而去除所有不受第一光刻膠區域404A，404B和404C以及帶有圖形的不透明區域403A，403B和403C保護的衰減層402的部分。然後第一光刻膠區域404A，404B和404C被剝除，從而留下如圖4D所示的結構。
在一個替代的實施例中，帶有圖形的第一光刻膠區域404A，404B和404C在刻蝕不透明層以後立刻被去除(見圖4C)，其中帶有圖形的不透明部分403A，403B和403C然後被用作刻蝕衰減層402的掩模。該替代的實施例使掩模在形成衰減層的圖形之前能得到清潔，檢查和修理，從而改進了圖形的質量。然而，這樣的優點可能被進行清潔，檢查和修理的步驟的額外時間所抵消。
接著，如圖4E所示結構被塗覆一層第二光刻膠層406。然後進行第二次形成圖形的操作，該操作中圖形形成工具曝光第二光刻膠層406的區域407A和407B。
重要的是，區域407A和407B的尺寸要做到完全暴露帶有圖形的不透明區域403B和403C(這樣也包括形成圖形的衰減區域402B和402C)，但保護帶有圖形的不透明區域403A(這樣也包括帶有圖形的衰減區域402A)。注意該暴露可以是帶有不斷提高的精確度水平的多步驟的工藝。例如，區域407A和407B最初的尺寸可以僅暴露部分帶有圖形的不透明區域403B和403C，然後在經暴露的帶有圖形的不透明區域403B和403C的基礎上更精確地確定在第二次暴露中的尺寸(其中每一個帶有圖形的不透明區域403B和403C的全部寬度是已知的，如參考圖4A中所指出的那樣)。在這種方式中，本發明保證帶有圖形的不透明區域403A和帶有圖形的衰減區域402A受到保護。
區域407A和407B顯影以後，如圖4F所示形成帶有圖形的第二光刻膠區域406A。重要的是，帶有圖形的第二光刻膠區域406A完全覆蓋不透明區域(見圖4A中的距離d5)而同時暴露衰減區域(見圖4A中的距離d3和d4)。注意該步驟可以包括多重顯影以首先暴露衰減區域從不透明區域起的最遠的部分，而當衰減區域完全暴露以後即停止不再暴露不透明區域。在本實施例中，然後進行一個刻蝕工序(未顯示)以去除帶有圖形的不透明區域403B和403C。然後剝除第二光刻膠區域406A，留下帶有圖形的不透明層403A，如圖4G所示。在該點上，本發明的合乎要求的三色調衰減相移掩模的圖形就完成了。圖5A說明了具有圖4G顯示的剖面的結構的一個布局500。
如上參考圖4A所述，在帶有圖形的衰減區域402B和帶有圖形的不透明區域403A(因此也包括帶有圖形的衰減區域402A)之間的距離d1基本和帶有圖形的衰減區域402C和帶有圖形的不透明區域403A(因此也包括帶有圖形的衰減區域402A)之間的距離d2相同。重要的是，d1和d2兩者都是亞解析度的，即相對於步進器設定該間隔足夠小，在掩模被曝光時這些「邊緣」將不會留下印痕。在一個實施例中，距離d1和d2(即亞解析度邊緣的寬度)和距離d3和d4(一衰減區域的寬度)的每一個都用下面的等式計算。
D＝k·λ/NA其中λ是曝光輻射的波長，NA是數值孔徑，k是基於輻照條件(即部分相干的和開/關軸線輻照)以及所使用的光刻膠的一個常數。注意，對於距離d1和d2(和亞解析度邊緣相關)以及距離d3和d4(和衰減區域相關)常數k是不同的。因此d1＝d2＝k1·λ/NAd3＝d4＝k2·λ/NA理想的是，距離d1和d2應小於距離d3和d4。具體地說，d1和d2應儘可能小，不包括本發明的自對準工藝。另外，由於當前的掩模製造能力，在掩模上製造，檢查和修理小於0.3到0.4微米的圖形(假設一個4x步進器或掃描器，在晶片上轉化成75到100毫微米)可能是困難的。因此，這些和其他的局限將確定應該有怎樣小的d1和d2。
作為對比，距離d3和d4應儘可能大以優化掩模的性能。但是，d3和d4越大，旁波瓣印痕的概率也越大。因此，這個局限將確定應該有怎樣大的d3和d4。
為了確定k的值，可以進行模擬以得到d1-d4的可能的圖形尺寸的範圍。然後，可以應用一個利用這些圖形尺寸的試驗掩模處理一片或更多晶片。考慮到下面的標準掩模重新對準性能，掩模處理解析度，晶片性能(即全面的工藝範圍，摻雜劑量和聚焦範圍)和在晶片上的旁波瓣印痕，就可以從該晶片中得到k的值。
在一個波長λ為248毫微米，輻照系統的部分相干性σ＝0.3，數值孔徑NA為0.6，最小圖形尺寸為100毫微米的實施例中，本發明能提供100毫微米的衰減區域寬度(d3或d4)和100毫微米的亞解析度邊緣寬度(d1或d2)。這樣，k1和k2可以但不必相等。
如上所述，參考圖3A和3E，先有技術應用兩個不對準的確定最後結構的圖形形成步驟，從而向工藝添加了複雜性和潛在的誤差。本發明通過完全取消從不透明到衰減的邊緣而顯著地簡化了製造工藝。作為替代，設置了由距離d1或d2限定的上述亞解析度邊緣。有利的是，距離d1-d5可以由諸如參考圖4A所述的電子束掃描器的高精確度的圖形形成工具提供。因此，本發明可以在一個單獨的精確的圖形形成步驟中確定最後結構的對準。
注意在先有技術中形成一個薄不透明線從而導致掩模製作中的明顯問題的情況，本發明應用以和上述亞解析度邊緣相同的方式形成的(即從具有T＝1的光強度透射係數(≥90％的透射)和0度相位的透明層形成的)亞解析度線。例如，圖5B說明一種布局510，該布局中較小的衰減部分511包括一個亞解析度線512，而較大的衰減部分513包括一個亞解析度邊緣514。重要的是，亞解析度線512根據本發明是自對準的，而不透明片(在先有技術中設置)不是自對準的。因此，從製造的觀點看，和不透明片相比，形成亞解析度線512能進行得更精確和更均勻。
注意根據本發明的一個特徵，對於每一個圖形類型和尺寸，距離d1-d4能得到優化。因此，在一些實施例中，掩模上的距離d1-d4可以變化。例如，參考圖5B，假設部分511進一步包括一個諸如錘頭的輔助圖形(未顯示)。在這種情況下，衰減區域在邊緣515處的寬度可以小於衰減區域在邊緣516處的寬度，從而降低了在線端發生旁波瓣印痕的概率。另外，在還有一個實施例中，對於圖形的每一個邊緣，d1/d3和d2/d4可以得到優化。
上述實施例是作為對本發明的一種說明而不是限制。對在本技術領域熟練的人士而言，對本實施例的各種修改，替代和變化都是顯而易見的。例如，雖然上述說明涉及的是0度和180度的相位，但本發明同樣也可應用於透明的和衰減的區域有不同相位的其他實施例中。在這些實施例中，透明的和衰減的區域之間的相對相位為約180度。因此，對於透明的區域的0度相位和180度的相位，雖然提供一個具體的實施例，該兩個相位還是指出了該兩個區域互相之間相對的相位關係。
此外，根據本發明可以應用包括但不限於436毫微米(nm)，365nm，248nm，193nm，157nm和126nm的各種曝光波長。注意，也能應用其他的曝光波長包括極端UV(EUV)和X-射線。最通常使用的EUV波長是約13nm，而最通常使用的X-射線波長是1.3nm。另外，用於不透明層，衰減層和襯底的材料只要不背離本發明的範圍也是可以變化的。例如，不透明層的光強度透射可以有約10％那麼高，而襯底的光強度透射可以如約70％那麼低。
最後，提供三色調衰減掩模布局的本發明可以應用到如圖6所示的標準的二元掩模布局上。如果在二元掩模布局中的多邊形601的寬度小於第一寬度W1，然後該多邊形601可以由僅表明一個衰減部分的結構611替代。另一方面，如果多邊形602的寬度W1和第二寬度W2之間，然後多邊形602可以由包括一個形成在衰減部分614的中間的亞解析度線613的結構612替代。最後，如果多邊形604的寬度大於W2，然後多邊形604可以由包括一個由亞解析度邊緣617包圍的不透明部分616的結構615替代，再依次由一個衰減部分618包圍。這種類型的轉換可以用標準的設計準則檢查工具進行，這些檢查工具諸如由Mentor Graphics製造的Calibre工具，Avanti TechnologiesInc.製造的Hercules工具或由Cadence Design System Int.製造的Dracula，Vampire或Assura工具。
相應地，本發明旨在包括落在附後的權利要求的範圍中的所有這樣的修改，替代和變化。
權利要求
1.一種光刻掩模，其特徵在於，該掩模包括多種結構，其中一類結構包括一個不透明區域，一個衰減區域和一個不透明區域和衰減區域之間的亞解析度透明邊緣。
2.如權利要求1所述的掩模，其特徵在於，其中多種結構形成在一個透明層上並且透明邊緣和透明層形成在一起。
3.如權利要求1所述的掩模，其特徵在於，其中透明邊緣有大約0度的相位。
4.如權利要求1所述的掩模，其特徵在於，其中衰減區域有大約180度的相位。
5.如權利要求1所述的掩模，其特徵在於，其中透明邊緣有大於0.9的光強度透射係數。
6.如權利要求1所述的掩模，其特徵在於，其中衰減區域有約0.3和1.0之間的光強度透射係數。
7.如權利要求1所述的掩模，其特徵在於，其中不透明區域有約小於0.01的光強度透射係數。
8.如權利要求1所述的掩模，其特徵在於，其中各類結構中至少有一種結構包括一個衰減部分，該衰減部分包括一個沒有相鄰的不透明區域的亞解析度線。
9.一種在一個衰減的相移掩模中形成多種結構的方法，其特徵在於，其中一類結構由一個第一區域和一個第二區域形成，其中第一區域有相對於第二區域的180度的相移，該方法包括在第二區域的一個邊界線中設置一個第三區域；和在第二區域的邊界線和相鄰的第三區域的一個邊界線中設置一個亞解析度邊緣。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，其中第一區域包括一個透明區域。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，其中第二區域包括一個衰減區域。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，其中第三區域包括一個不透明區域。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括同時對準不透明區域和亞解析度邊緣。
14.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括在一個單步驟中對準不透明區域和亞解析度邊緣。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，其中對準不透明區域和亞解析度邊緣由一個電子束掃描器進行。
16.一種在一個衰減的相移掩模中形成多種結構的方法，其特徵在於，其中一類結構由一個透明區域和一個衰減區域形成，其中透明區域有一個相對於衰減區域180度的相移，該方法包括在衰減區域的一個邊界線中設置一個不透明區域；和在衰減區域的邊界線和相鄰的不透明區域的一個邊界線中設置一個亞解析度邊緣。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，其中透明區域提供一個大於0.9的光強度透射係數。
18.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，其中衰減區域提供一個約0.03和約1.0之間的光強度透射係數。
19.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，其中不透明區域提供一個小於0.1的光強度透射係數。
20.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括同時對準不透明區域和亞解析度邊緣。
21.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括在一個單步驟中對準不透明區域和亞解析度邊緣。
22.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，其中對準不透明區域和亞解析度邊緣由一個電子束掃描器進行。
23.一種製作衰減的相移掩模的方法，其特徵在於，該方法包括設置一個透明層；在透明層上設置一個衰減層，其中衰減層相對於透明層的相移約為180度；在衰減層上設置一個不透明層；在不透明層上設置一個第一光刻膠層；和形成第一光刻膠層的圖形以提供衰減層，不透明層和亞解析度邊緣的對準。
24.如權利要求23所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括刻蝕不透明層以形成不透明區域。
25.如權利要求24所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括刻蝕衰減層以形成衰減區域。
26.如權利要求25所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括去除帶有圖形的第一光刻膠層和設置一個覆蓋不透明區域和暴露衰減區域的第二光刻膠層。
27.如權利要求26所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括去除任何第二光刻膠層不覆蓋的不透明部分。
28.如權利要求27所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括去除第二光刻膠層。
29.用於從一個坯件形成一個衰減的相移掩模的計算機軟體，該坯件包括一個透明層，一個衰減層和一個不透明層，衰減的相移掩模包括多種結構，一類結構包括一個透明區域，一個衰減區域，一個形成在衰減區域中的不透明區域，一個相鄰於不透明區域形成的透明邊緣，軟體包括用於同時對準衰減區域，不透明區域和透明邊緣的工具。
30.如權利要求29所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括用於刻蝕不透明層以形成不透明區域的工具。
31.如權利要求30所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括用於刻蝕衰減層以形成衰減區域的工具。
32.如權利要求31所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括用於保護不透明層和暴露衰減區域的工具。
33.如權利要求32所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括用於去除任何由保護工具暴露的不透明部分的工具。
34.如權利要求33所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括用於暴露不透明區域的工具。
35.將一種集成電路布局轉換成用於製造集成電路的衰減的相移掩模布局的計算機軟體，其特徵在於，該軟體包括用於在集成電路布局中識別一類結構的工具；和用於將該類結構轉換成掩模布局的工具，其中每一個經轉換的結構都包括一個透明區域，一個形成在透明區域中的衰減區域，一個形成在衰減區域中的不透明區域和一個相鄰於不透明區域形成的亞解析度透明邊緣。
36.如權利要求35所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括同時對準衰減區域，不透明區域和亞解析度透明邊緣的工具。
37.如權利要求36所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括用於刻蝕不透明層以形成不透明區域的工具。
38.如權利要求37所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括用於刻蝕衰減層以形成衰減區域的工具。
39.如權利要求38所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括用於保護不透明層和暴露衰減區域的工具。
40.如權利要求39所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括用於去除任何由保護工具暴露的不透明部分的工具。
41.如權利要求40所述的軟體，其特徵在於，該軟體進一步包括用於暴露不透明區域的工具。
42.一種製造集成電路的方法，其特徵在於，該方法包括輻照多個光刻掩模，至少一個掩模包括多種結構，其中一類結構包括一個不透明區域，一個衰減區域和一個不透明區域和衰減區域之間的亞解析度透明邊緣；將從該至少一個掩模發射的輻射聚焦到在晶片上設置的光刻膠層上；和顯影該光刻膠層以形成集成電路。
43.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，其中衰減區域提供一個180度的相移。
44.如權利要求43所述的方法，其特徵在於，其中亞解析度透明邊緣提供一個0度的相移。
45.如權利要求44所述的方法，其特徵在於，其中衰減區域提供一個30到100％的光強度透射。
46.如權利要求45所述的方法，其特徵在於，其中亞解析度邊緣提供一個大於90％的光強度透射。
47.一種將二元掩模布局轉換到三色調衰減掩模布局的方法，其特徵在於，該方法包括將一種在二元掩模布局上的結構分解成一個或多個多邊形，其中如果多邊形的寬度小於第一寬度W1，然後用一種只包括一個衰減部分的第一結構替代該多邊形，其中如果多邊形的寬度在第一寬度W1和第二寬度W2之間，然後用一種包括一個形成在一個衰減部分的中間的亞解析度線的第二結構替代該多邊形，和其中如果多邊形的寬度大於第二寬度W2，然後用一種第三結構替代該多邊形，該第三結構包括一個由一個亞解析度邊緣包圍的不透明部分，再依次由一個衰減部分包圍。
48.一種包括多種結構的掩模，該多種結構代表集成電路的一個層次，該掩模包括用於提供一個和至少一種結構相關的亞解析度圖形的工具，該圖形具有約0度的相移。
49.如權利要求48所述的掩模，其特徵在於，其中亞解析度圖形有一個大於約90％的光強度透射。
50.如權利要求48所述的掩模，其特徵在於，該掩模進一步包括用於提供一個和至少一種結構相關的180度相位區域的工具。
51.如權利要求50所述的掩模，其特徵在於，其中180度相位區域有一個在約30和100％之間的光強度透射。
52.如權利要求48所述的掩模，其特徵在於，該掩模進一步包括用於提供一個和至少一種結構相關的不透明區域的工具，該不透明區域有一個小於約1％的光強度透射。
全文摘要
提供一種結構和方法以保證三色調衰減相移掩模的自對準製造。沿一個不透明區域的邊緣設置一個0度相位，大於90％透射的亞解析度邊緣。該亞解析度邊緣和掩模的不透明和衰減區域的對準在一個單獨的圖形形成步驟中進行。在一個實施例中，一個狹窄的不透明區域可以由一個0度相位，大於90％的透射的亞解析度線替代。
文檔編號G03F1/00GK1496495SQ02806546
公開日2004年5月12日 申請日期2002年2月26日 優先權日2001年3月16日
發明者C·皮埃拉, C 皮埃拉 申請人:數位技術股份有限公司