制备布图设计的方法、光掩膜、半导体器件及其制造方法_3

文档序号:9201794阅读:来源:国知局
设置成邻近于第二侧S2,这是因为第二有源图案ACT2的第二端E2与其它有源图案(例如,ACT1、ACT3和ACT4)的外边缘相比向外凸出。换言之,在第二有源图案ACT2的第二端E2附近不存在有源图案。由于在第二有源图案ACT2的第二端E2附近不存在有源图案,因此制造半导体器件的工艺会受到在第二端E2附近的区域和其它区域之间的工艺条件的差异的影响。例如,实际形成在晶片上的所得图案的形状可能与布图设计的形状不同。作为示例,第二有源图案ACT2的在第二端E2附近的所得图案与在布图设计中限定的形状相比可以具有增大的宽度。换言之,当利用其中不包括辅助图案Pl和P2并且仅包括主栅极图案GTl至GT4的布图设计(例如,在图3中示出的布图设计)来执行制造工艺时,第二栅电极可能形成为不充分地覆盖第二有源图案ACT2,这在器件工作期间可能导致泄漏电流。在示例实施例中,辅助图案可以设置在有源图案中的薄弱点附近,在执行实际制造工艺之后,预期所述薄弱点具有较宽的图案,这可以使得能够减小或能够防止所得栅电极的宽度比预期的宽度窄。此外,这可以使得能够减少或能够抑制出现泄漏电流,从而实现具有改善的可靠性的半导体器件。
[0055]上面描述了根据示例实施例的制备半导体器件的布图设计的方法。在下文中,将描述利用该布图设计制造半导体器件的方法。
[0056]图5是示出在图4的布图设计上叠置的所得图案的平面图。图6A、图7A、图8A、图9A和图1OA是沿图5的线1-Γ截取的示出根据本发明构思的示例实施例的制造半导体器件的工艺的剖视图。图6B、图7B、图8B、图9B和图1OB是沿图5的线ΙΙ-ΙΓ截取的示出根据本发明构思的示例实施例的制造半导体器件的工艺的剖视图。图6C、图7C、图SC、图9C和图1OC是沿图5的线πι-nr截取的示出根据本发明构思的示例实施例的制造半导体器件的工艺的剖视图。图12A和图1.2B是根据本发明构思的示例实施例的用于限定有源区的光掩模的平面图,图13A和图13B是根据本发明构思的示例实施例的用于限定栅电极的光掩模的平面图。
[0057]参照图5和图6A至图6C,缓冲层22和掩模层24可以顺序地形成在基板10的顶表面上。在一些示例实施例中,缓冲层22和掩模层24可以覆盖基板10的全部顶表面。缓冲层22可以是例如氧化硅层。掩模层24可以相对于基板10具有蚀刻选择性。例如,掩模层24可以包括氧化娃层、氮化桂层、氮氧化娃层、多晶娃层、碳氢化合物层等中的至少一种。光致抗蚀剂图案26可以形成在掩模层24上。在图6A至图6C中作为示例示出了用于限定第二有源图案ACT2的形状的光致抗蚀剂图案26。尽管没有示出它们的剖视图,但是可以与光致抗蚀剂图案26同时地形成用于限定其它有源图案ACT1、ACT3和ACT4的其它光致抗蚀剂图案。
[0058]参照图12A和图12B,光致抗蚀剂图案26的形成步骤可以包括在掩模层24上涂覆第一光致抗蚀剂层并且对第一光致抗蚀剂层执行曝光和显影工艺。可以利用基于图2的布图设计制备的图12A的第一掩模IlOa和图12B的第二掩模IlOb中的一个来执行曝光工艺。例如,如果第一光致抗蚀剂层是负型光致抗蚀剂层,则在显影工艺之后,第一光致抗蚀剂层的被曝光的部分可以保留并且第一光致抗蚀剂层的未被曝光的部分可以被去除。在这种情况下,可以利用图12A的第一光掩模IlOa来执行曝光工艺。例如,第一光掩模IlOa可以包括第一透明基板10a和设置在第一透明基板10a上的第一挡光图案101。第一挡光图案101可以形成为包括具有与有源图案ACTl至ACT4的形状分别相似的形状的有源区开口 1.02a至102d。作为另一示例,如果第一光致抗蚀剂层是正型光致抗蚀剂层,则在显影工艺之后,第一光致抗蚀剂层的被曝光的部分可以被去除并且第一光致抗蚀剂层的未被曝光的部分可以保留。在这种情况下,可以利用图12B的第二光掩模IlOb来执行曝光工艺。例如,第二光掩模IlOb可以包括第二透明基板10b和设置在第二透明基板10b上的第二挡光图案1la至101d。第二挡光图案1la至1ld可以形成为具有与有源图案ACTl至ACT4的形状相似的形状。
[0059]返回参照图5和图6A至图6C,由于曝光工艺的光学特性方面的与空间相关的变化(例如,干涉),光致抗蚀剂图案26可以被形成为具有与空间相关地变化的侧壁角(例如,在宽的间隔区和窄的间隔区之间的侧壁角不同)。例如,光致抗蚀剂图案26可以包括第一侧壁26sl和与第一侧壁26sl相对的第二侧壁26s2,第--侧壁26sl被定位成与用于限定第四有源图案ACT4的另一光致抗蚀剂图案相邻。例如,第一侧壁26sI和第二侧壁26s2可以相对于光致抗蚀剂图案26的底表面以第一角Θ I和第二角Θ2倾斜。在不例实施例中,第一侧壁26sl可以是陡峭的或者以大约90度的第一角Θ I倾斜,第二侧壁26s2可以以小于第一角Θ I的第二角Θ 2缓和地倾斜。因此,如图6B和图6C中所示,光致抗蚀剂图案26的顶表面可以具有均匀的第一宽度W1,光致抗蚀剂图案26的底表面可以具有根据位置变化的宽度(例如,从第二宽度W2到第三宽度W3的范围)。例如,如图6B中所示,在与相邻的有源图案ACTU ACT3和ACT4隔得远的位置处,光致抗蚀剂图案26的底表面可以具有第二宽度W2。相反,如图6C中所示,在邻近于相邻的有源图案ACT1、ACT3和ACT4的另一位置处,光致抗蚀剂图案26的底表面可以具有小于第二宽度W2的第三宽度W3。
[0060]参照图5和图7A至图7C,可以利用光致抗蚀剂图案26作为蚀刻掩模来蚀刻掩模层24以形成掩模图案24a。在图7A至图7C中作为示例示出了用于限定第二有源图案ACT2的形状的掩模图案24a。尽管没有示出它们的剖视图,但是可以通过蚀刻工艺与掩模图案24a同时地形成用于限定其它有源图案ACT1、ACT3和ACT4的其它掩模图案。在蚀刻工艺中,宽的间隔区和窄的间隔区之间可能在蚀刻环境或蚀刻条件方面存在差异。例如,在宽的间隔区中可能发生蚀刻负载效应。因此,通过蚀刻工艺形成的掩模图案24a可以具有根据位置变化的侧壁倾度。详细地讲,掩模图案24a可以包括第一侧壁24sl和与第一侧壁24sl相对的第二侧壁24s2,第一侧壁24sl与用于限定第四有源图案ACT4的另一掩模图案相邻。例如,掩模图案24a的第一侧壁24sl和第二侧壁24s2可以相对于掩模图案24a的底表面以第三角Θ 3和第四角Θ4倾斜。在示例实施例中,第一侧壁24sl可以是陡峭的或者以大约90度的第三角Θ 3倾斜,第二侧壁24s2可以以小于第三角Θ 3的第四角Θ 4缓和地倾斜。例如,如图7B中所示,在与相邻的有源图案ACT1、ACT3和ACT4隔得远的位置处,掩模图案24a的底表面可以具有第四宽度W4。相反,如图7C中所示,在邻近于相邻的有源图案ACTl、ACT3和ACT4的另一位置处,掩模图案24a的底表面可以具有小于第四宽度W4的第五宽度W5。例如,如图6B和图TB中所示,随着蚀刻工艺时间增加,与相邻的有源图案ACT1、ACT3和ACT4隔得远的位置处的图案的宽度可以增大。
[0061]参照图5和图8A至图SC,可以利用掩模图案24a作为蚀刻掩模来蚀刻缓冲层22和基板10以形成缓冲图案22a和沟槽28。可以在形成沟槽28期间或之前去除光致抗蚀剂图案26。作为形成沟槽28的结果,可以形成所得第二有源区rACT2。尽管未示出它们的截面图,但是可以通过蚀刻工艺与所得第二有源区rACT2共同地同时形成其它所得有源区rACTl、rACT3和rACT4。如上面参照图7A至图7C所讨论的,在蚀刻工艺中,宽的间隔区和窄的间隔区之间可能在蚀刻环境或蚀刻条件方面存在差异,并且这样的差异可能导致沟槽28的侧壁角与空间相关地变化。沟槽28可以包括与所得第四有源区rACT4相邻的第一沟槽侧壁28sl和与第一沟槽侧壁28s?相对的第二沟槽侧壁28s2。第一沟槽侧壁28sl和第二沟槽侧壁28s2可以相对于基板10的顶表面以第五角Θ 5和第六角Θ6倾斜。第一沟槽侧壁28sl可以是陡峭的或者以大约90度的第五角Θ 5倾斜,第二沟槽侧壁28s2可以以小于第五角Θ5的第六角Θ6缓和地倾斜。如在图SB中所示,在与相邻的所得有源区rACTl、rACT3和rACT4隔得远的位置处,所得第二有源区rACT2可以具有第六宽度W6,如图8C中
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