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PRIORITÄTSANSPRUCH
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Diese
Anmeldung nimmt die Priorität
gemäß 35 U.S.C. § 119 aus
der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2004-79042, eingereicht am
5. Oktober 2004, in Anspruch, deren Inhalt hierdurch durch Bezugnahme
hierin aufgenommen ist, als ob dieselbe in ihrer Gesamtheit dargelegt
ist.
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Offenbarung bezieht sich allgemein auf Halbleitervorrichtungen,
und insbesondere auf Maskensätze,
die beim Herstellen von Halbleitervorrichtungen verwendet werden
können,
und auf Verfahren zum Herstellen solcher Maskensätze.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Halbleiterspeichervorrichtungen
weisen allgemein eine Zellarray-Region und eine Peripherieschaltungsregion
auf. Die Zellarray-Region wird durch wiederholtes Anwenden des gleichen
Musters auf die Vorrichtung gebildet, während eine Anzahl von unterschiedlichen
Mustern in der Peripherieschaltungsregion angewendet werden kann.
Das in der Zellarray-Region erreichte Niveau der Integration ist
typischerweise der primäre
Faktor, der das Gesamtniveau der Integration der Halbleiterschaltungsvorrichtung
bestimmt. Das Niveau der erreichten Integration kann u. a. von der
minimalen Auflösung
des verwendeten Verfahrens bzw. Prozesses, der Schärfentiefe
(DOF; DOF = Depth-of-Focus) und/oder
dem Belichtungsspielraum bzw. der Belichtungsbreite (EL; EL = Exposure
Latitude) abhängen. In
den letzten Jahren wurden Außer-Achsen-Beleuchtungs-
(OAI-; OAI = Off-Axis Illumination) Verfahren eingeführt, die
das Sicherstellen erleichtern, dass eine minimale Auflösung selbst
dann erhalten wird, wenn die Linienbreite von Mustern verringert wird.
Außer-Achsen-Beleuchtungs-
(OAI-) Verfahren liefern allgemein eine ausgezeichnete Auflösung und DOF
und können
folglich verwendet werden, um Muster mit kleinen Schrittweiten bzw.
Abständen
zu bilden. OAI-Verfahren können
jedoch, was eine Belichtungsbedingung betrifft, Nachteile hinsichtlich
der Größe, Form
und Richtung von Mustern aufweisen. Als solches können herkömmliche
Beleuchtungen, die ringförmige Öffnungen
bzw. Blenden verwenden, verwendet werden, um verschiedene Muster
zu übertragen.
Die gelieferten Muster können
jedoch abhängig
von der Form und der Geometrie der erforderlichen Muster nicht ideal
sein. Doppelbelichtungsverfahren können verwendet werden, um verbesserte Muster
zu liefern. Bei Doppelbelichtungsverfahren wird eine primäre Belichtung
hinsichtlich einer ersten Musterregion durchgeführt, und dann wird eine sekundäre Belichtung
hinsichtlich einer zweiten Musterregion durchgeführt.
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1 ist eine Draufsicht von
einem Teil einer herkömmlichen
Halbleiterspeichervorrichtung mit einer Musterregion, die Muster
mit zwei unterschiedlichen Schrittweiten bzw. Teilungen aufweist.
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Viele
herkömmliche
Halbleitervorrichtungen weisen eine Musterregion auf, die Muster
aufweist, die zwei oder mehrere unterschiedliche Schrittweiten aufweisen.
Bei herkömmlichen
Halbleiterspeichervorrichtungen kann beispielsweise die Zellarray-Region ein Muster
aufweisen, das eine erste Schrittweite aufweist, und die Peripherieschaltungsregion
kann eines oder mehrere Muster aufweisen, die andere Schrittweiten
aufweisen. Um die Integration der Vorrichtung zu maximieren, weisen
die Speicherzellen in der Zellarray-Region typischerweise die minimale
Linienbreite auf. Ein Muster mit einer relativ größeren Schrittweite
kann im Gegensatz dazu in der Peripherieschaltungsregion vorgesehen
sein. Wie in 1 gezeigt
ist, kann beispielsweise die Musterregion der Halbleiterspeichervorrichtung
ein erstes Muster 34a mit einer ersten Schrittweite P1
und ein zweites Muster 34b, das eine zweite Schrittweite
P2 aufweist, aufwei sen. Die zweite Schrittweite P2 ist größer als
die erste Schrittweite P1. Durch Teilen der Halbleitervorrichtung
in Regionen und Verwenden eines Doppelbelichtungsverfahrens, das
Belichtungsbedingungen anwendet, die für jede Region optimiert sein
können, kann
es möglich
sein, verbesserte Muster zu erhalten. Bei der ersten (primären) Belichtung
wird eine Region 16, in der ein erstes Muster gebildet
wird, belichtet, um das erste Muster zu übertragen. Bei der zweiten
Belichtung wird eine Region 26, in der ein zweites Muster
gebildet wird, belichtet, um das zweite Muster 34b zu übertragen.
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2A und 2B sind Draufsichten der ersten Maskenschicht 10 bzw.
der zweiten Maskenschicht 20 eines herkömmlichen Doppelbelichtungsmaskensatzes.
Die erste Schicht 10 kann verwendet werden, um das erste
Muster 34a, das in 1 dargestellt
ist, zu bilden. Die zweite Maskenschicht 20 kann verwendet
werden, um das zweite Muster 34b von 1 zu bilden. Wie durch die gestrichelte
Linie in 2A gezeigt
ist, weist die erste Maskenschicht 10 eine erste Abschirmregion 11 und
eine erste Belichtungsregion 13 auf. Die erste Abschirmregion 11 ist
durch eine Schutzschicht 12 bedeckt, während ein erstes Muster 14 in
der ersten Belichtungsregion 13 gebildet ist. Wie in 2B gezeigt ist, weist die
zweite Maskenschicht 20 eine zweite Abschirmregion 17 und
eine zweite Belichtungsregion 15 auf. Die zweite Abschirmregion 17 ist
mit einer Schutzschicht 22 bedeckt, während ein zweites Muster 24 in
der zweiten Belichtungsregion 15 gebildet ist. Die erste
und die zweite Maskenschicht 10, 20 können verwendet
werden, um ein Substrat unter Verwendung eines Doppelbelichtungsverfahrens
zu mustern bzw. zu strukturieren.
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Eine
Fehlausrichtung der ersten und der zweiten Belichtung kann bei einem
Doppelbelichtungsverfahren auftreten. Als solches können die erste
und die zweite Maskenschicht 10, 20 derart gebildet
sein, dass die erste und die zweite Belichtungsregion 13, 15 überlappen.
Die Überlappungsregion bildet
ein gewünschtes
Muster durch Durchführen
einer Optischen Nahkorrektur (OPC; OPC = Optical Proximity Correction),
die die Doppelbelichtung berücksichtigt.
Eine Halbtonmaske mit einem hohen Kontrast kann jedoch aufgrund
einer Fehlausrichtung und fehlenden Übereinstimmung bzw. Dec kungsgenauigkeit
an den Belichtungsgrenzen ein schlechtes Muster in der Überlappungsregion
liefern.
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3A bis 3D sind Draufsichten, die darstellen,
wie eine Fehlausrichtung und fehlende Übereinstimmung die Muster,
die unter Verwendung eines herkömmlichen
Doppelbelichtungsmaskensatzes gebildet werden, beeinflussen.
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Wie
in 3A gezeigt ist, kann,
wenn eine Fehlausrichtung und eine fehlende Übereinstimmung auftreten, es
sein, dass die Schutzschicht 12 das Halbtonmuster 14 bei
einer Grenze der ersten Belichtungsregion 13 der ersten
Maskenschicht 10 (siehe z. B. die Region 13, die
mit F1 in 3A bezeichnet
ist) nicht vollständig
bedeckt. Wie in 3C gezeigt
ist, kann es ähnlicherweise
sein, dass als ein Resultat der Fehlausrichtung und der fehlenden Übereinstimmung
die Schutzschicht 22 das Halbtonmuster 24 bei einer
Grenze der zweiten Belichtungsregion 15 der zweiten Maskenschicht 20 (siehe
z. B. die Region, die in 3B mit
F2 bezeichnet ist) nicht vollständig bedeckt.
Alternativ (oder zusätzlich),
wie in 3B gezeigt, kann
sich ein Teil der Schutzschicht 12 in die erste Belichtungsregion 13 der
ersten Maskenschicht 10 erstrecken, wodurch ein Abschnitt
des Halbtonmusters 14 bei einer Grenze der ersten Belichtungsregion 13 (siehe
z. B. die Region, die in 3C mit F3
bezeichnet ist) bedeckt wird. Ähnlicherweise
kann sich, wie in 3D gezeigt
ist, die Schutzschicht 22 in die zweite Belichtungsregion 15 der
zweiten Maskenschicht 20 erstrecken, wodurch ein Abschnitt
des Halbtonmusters 24 bei einer Grenze der zweiten Belichtungsregion 15 (siehe
z. B. die Region, die in 3D mit
F4 bezeichnet ist) bedeckt wird. Die erste und die zweite Maskenschicht
bilden eine OPC, die die Doppelbelichtung der Überlappungsregion berücksichtigt.
Die fehlerhaften Muster in den Regionen, die mit F1, F2, F3 und
F4 bezeichnet sind, an den Grenzen der Belichtungsregionen können eine geeignete
Belichtung verhindern oder eine unerwünschte Doppelbelichtung hervorrufen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung sind Maskensätze, die verbesserte Muster
an den Grenzen von einer ersten und einer zweiten Belichtungsregion
während
eines Doppel- (oder Mehr-) -Belichtungsverfahrens liefern können, sowie
Verfahren zum Herstellen von solchen Maskensätzen geschaffen.
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Gemäß bestimmten
Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung sind Maskensätze geschaffen, die eine erste
Maskenschicht, die eine erste Schutzregion und eine erste Belichtungsregion aufweist,
in der ein erstes Halbtonmuster gebildet ist, um die erste Musterregion
zu definieren, und eine zweite Maskenschicht aufweisen, die eine
zweite Belichtungsregion, in der ein binäres Muster und ein zweites
Halbtonmuster gebildet sind, um eine zweite Musterregion zu definieren,
aufweist. Bei diesen Maskensätzen
kann das erste Halbtonmuster eine erste Schrittweite aufweisen,
und das zweite Halbtonmuster kann eine zweite Schrittweite, die
größer als
die erste Schrittweite ist, aufweisen. Das binäre Muster kann einen Abschnitt
der zweiten Musterregion, der benachbart zu der ersten Musterregion
ist, definieren, und das binäre
Muster kann mit dem ersten Halbtonmuster verbunden sein. Ein Teil
der zweiten Belichtungsregion kann zusätzlich einen Teil der ersten
Belichtungsregion überlappen.
Bei solchen Ausführungsbeispielen
kann das binäre
Muster in dem Abschnitt der zweiten Belichtungsregion, der die erste
Belichtungsregion überlappt,
und in einem Abschnitt der zweiten Musterregion, der benachbart
zu dem Abschnitt der zweiten Belichtungsregion ist, der die erste
Belichtungsregion überlappt,
vorgesehen sein.
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Gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung sind Maskensätze geschaffen, die verwendet
werden können,
um eine erste Musterregion, die ein Muster mit einer ersten Schrittweite
aufweist, und eine zweite Musterregion, die ein Muster mit einer
zweiten Schrittweite aufweist, während
der Herstellung einer Halbleitervorrichtung zu definieren. Diese
Maskensätze
weisen eine erste Maske auf, die eine erste Belichtungsregion, in
der ein erstes Halbtonmuster die erste Musterregion definiert, und
eine erste Abschirmregion, in der eine erste Schutzschicht die zweite
Muster region bedeckt, aufweist. Diese Maskensätze weisen ferner eine zweite
Maske auf, die eine zweite Belichtungsregion, in der ein zweites
Halbtonmuster die zweite Musterregion definiert, und eine zweite
Abschirmregion, in der eine zweite Schutzschicht die erste Musterregion bedeckt,
aufweist. Die zweite Schutzschicht erstreckt sich ferner von der
zweiten Abschirmregion, um einen Abschnitt des zweiten Halbtonmusters
zu bedecken.
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Bei
spezifischen Ausführungsbeispielen
dieser Maskensätze
können
die erste Belichtungsregion und die zweite Belichtungsregion überlappen,
um eine Überlappungsregion
zu definieren. Bei solchen Ausführungsbeispielen
kann die Breite der Überlappungsregion
kleiner als eine vorbestimmte Breite sein und/oder der Abschnitt
des zweiten Halbtonmusters, der durch die zweite Abschirmschicht
bedeckt ist, kann mehr als das Doppelte des Bereichs bzw. der Fläche der Überlappungsregion
sein. Die zweite Schrittweite kann größer als die erste Schrittweite
sein. Das erste Halbtonmuster kann zusätzlich ein Muster, das periodisch
wiederholt wird, definieren, während
das zweite Halbtonmuster ein unregelmäßiges Muster definieren kann.
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Gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung sind Maskensätze zum Definieren einer Zellarray-Region
und einer Peripherieschaltungsregion während der Herstellung einer Halbleiterspeichervorrichtung
vorgesehen, die (1) eine erste Maskenschicht, die (a) ein erstes
Halbtonmuster, das die Zellarray-Region definiert, und (b) eine
erste Schutzschicht, die die Peripherieschaltungsregion bedeckt,
aufweist, und (2) eine zweite Maskenschicht aufweist, die (a) ein
zweites Halbtonmuster, das die Peripherieschaltungsregion definiert, und
(b) eine zweite Schutzschicht, die die Zellarray-Region und einen Abschnitt des zweiten
Halbtonmusters bedeckt, aufweist.
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Bei
spezifischen Ausführungsbeispielen
dieser Maskensätze
kann das erste Halbtonmuster in einer ersten Belichtungsregion positioniert
sein, und das zweite Halbtonmuster kann in einer zweiten Belichtungsregion
positioniert sein. Die erste Belichtungsregion und die zweite Belichtungsregion
können
ferner überlappen,
um eine Überlappungsregion zu
definieren. Der Abschnitt des zweiten Halbtonmusters, der durch
die zweite Schutzschicht bedeckt ist, kann mehr als die doppelte
Fläche
der Überlappungsregion
aufweisen. Ein vorbestimmter Abschnitt des ersten Halbtonmusters
kann außerdem
das zweite Halbtonmuster in der Überlappungsregion nicht überlappen.
Die erste Belichtungsregion kann sich in einen Abschnitt der Peripherieschaltungsregion,
der benachbart zu der Zellarray-Region ist, erstrecken.
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Gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines
Maskensatzes geschaffen, der ein Muster, das eine erste Musterregion
und eine zweite Musterregion aufweist, definiert. Gemäß diesen
Verfahren wird eine erste Halbtonschicht an einem ersten Maskensubstrat
gebildet. Eine erste Schutzschicht wird an der ersten Halbtonschicht
gebildet. Die erste Halbtonschicht und die erste Schutzschicht werden gemustert
bzw. strukturiert, um eine erste Maskenschicht zu bilden, wobei
die erste Maskenschicht eine erste Belichtungsregion, in der die
erste Musterregion definiert ist, und eine erste Abschirmregion,
die die zweite Musterregion bedeckt, aufweist. Eine zweite Halbtonschicht
wird an einem zweiten Maskensubstrat gebildet. Eine zweite Schutzschicht
wird an der zweiten Halbtonschicht gebildet. Die zweite Halbtonschicht
und die zweite Schutzschicht werden gemustert, um eine zweite Maskenschicht
zu bilden, wobei die zweite Maskenschicht eine zweite Belichtungsregion,
in der die zweite Musterregion definiert ist, und eine zweite Abschirmregion,
die die erste Musterregion bedeckt, aufweist. Die erste Schutzschicht
wird in der ersten Belichtungsregion entfernt. Die zweite Schutzschicht
wird schließlich
in lediglich einem Abschnitt der zweiten Belichtungsregion entfernt,
derart, dass sich die zweite Schutzschicht von der zweiten Abschirmregion
in einen Abschnitt der zweiten Belichtungsregion erstreckt.
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Bei
diesen Verfahren können
sich die erste Belichtungsregion und die zweite Belichtungsregion teilweise überlappen,
um eine Überlappungsregion zu
definieren. Der Abschnitt der zweiten Belichtungsregion, der die
zweite Schutzschicht aufweist, kann eine Fläche aufweisen, die mindestens
die doppelte Fläche
der Überlappungsregion
aufweist. Die erste Musterregion kann ferner ein Muster mit einer
ersten Schrittweite aufweisen, und die zweite Musterregion kann
ein Muster mit einer zweiten Schrittweite, das größer als
das Muster mit der ersten Schrittweite ist, aufweisen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die umfasst sind, um ein weiteres Verständnis der
Erfindung zu liefern, und in dieser Anmeldung enthalten sind und einen
Teil derselben bilden, stellen bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung
dar. Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht eines Abschnitts einer herkömmlichen Halbleitervorrichtung,
die eine Musterregion mit zwei unterschiedlichen Schrittweiten aufweist,
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2A und 2B Draufsichten
eines herkömmlichen
Doppelbelichtungsmaskensatzes,
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3A bis 3D Draufsichten,
die darstellen, wie eine Fehlausrichtung und fehlende Übereinstimmung
die Muster, die unter Verwendung eines herkömmlichen Doppelbelichtungsmaskensatzes gebildet
werden, beeinflussen können,
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4A und 4B Draufsichten
eines Doppelbelichtungsmaskensatzes gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung,
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5 eine
Draufsicht eines Resistmusters, das unter Verwendung des Doppelbelichtungsmaskensatzes
von 4A und 4B gebildet
wird,
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6A und 7A Draufsichten,
die ein Verfahren zum Herstellen einer ersten Maske eines Doppelbelichtungsmaskensatzes
gemäß be stimmten
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung darstellen,
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6B und 7B Querschnittsansichten entlang
einer Linie I-I' von 6A bzw. 7A,
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8A und 9A Draufsichten,
die ein Verfahren zum Herstellen einer zweiten Maske eines Doppelbelichtungsmaskensatzes
gemäß bestimmten
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung darstellen,
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8B und 9B Querschnittsansichten entlang
einer Linie II-II' von 8A bzw. 9A,
und
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10A bis 10C Draufsichten,
die ein photolithographisches Ätzverfahren
unter Verwendung eines Maskensatzes gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung darstellen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele
der Erfindung gezeigt sind, vollständiger beschrieben. Diese Erfindung
kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt sein
und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsbeispiele
begrenzt aufgefasst werden. Diese Ausführungsbeispiele sind vielmehr
vorgesehen, derart, dass diese Offenbarung gründlich und vollständig ist, und
dieselben vermitteln Fachleuten vollständig den Schutzbereich der
Erfindung. Gleiche Ziffern beziehen sich durchgehend auf gleiche
Elemente.
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Es
ist offensichtlich, dass, obwohl die Ausdrücke erste(r, s), zweite(r,
s), etc. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente
zu beschreiben, diese Elemente nicht durch diese Ausdrücke begrenzt
sein sollen. Diese Ausdrücke
werden lediglich verwendet, um ein Element von einem anderen zu
unterscheiden. Ein erstes Element kann beispielsweise als ein zweites
Element bezeichnet werden, und ähnlicherweise
kann ein zweites Element als ein erstes Element bezeichnet werden,
ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck "und oder" jede und alle Kombinationen von einem
oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Gegenstände.
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Es
ist offensichtlich, dass, wenn auf ein Element, wie z. B. eine Schicht,
Region oder ein Substrat, als "an" bzw. "auf" oder sich "an" bzw. "auf" ein anderes Element
erstreckend Bezug genommen wird, dasselbe direkt an bzw. auf dem
anderen Element sein kann oder sich direkt auf bzw. an das andere
Element erstrecken kann oder dazwischenliegende Elemente ebenfalls
vorhanden sein können. Wenn
im Gegensatz dazu auf ein Element als sich "direkt an" bzw. "direkt auf" oder sich "direkt auf" bzw. "direkt an" ein anderes Element erstreckend Bezug genommen
wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere
Wörter,
die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben,
sollten auf eine ähnliche
Art und Weise interpretiert werden (d. h. "zwischen" gegenüber "direkt zwischen", "benachbart" gegenüber "direkt benachbart", etc.).
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Relative
Ausdrücke,
wie z. B. "unterhalb" oder "oberhalb" oder "obere(r, s)" oder "untere(r, s)" oder "horizontal" oder "vertikal" können hierin
verwendet werden, um eine Beziehung von einem Element, einer Schicht
oder einer Region zu einem anderen Element, Schicht oder Region,
wie in den Figuren dargestellt ist, zu beschreiben. Es ist offensichtlich,
dass diese Ausdrücke
lediglich unterschiedliche Ausrichtungen der Vorrichtung zusätzlich zu
der in den Figuren dargestellten Ausrichtung umfassen sollen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind hierin unter Bezugnahme auf Querschnittsdarstellungen,
die schematische Darstellungen von idealisierten Ausführungs beispielen
(und Zwischenstrukturen) der Erfindung sind, beschrieben. Die Dicken
von Schichten und Regionen in den Zeichnungen können zur Klarheit übertrieben
dargestellt sein. Zusätzliche Variationen
von den Formen der Darstellungen als ein Resultat von beispielsweise
Herstellungs-Verfahren und/oder -Toleranzen sind zu erwarten. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sollen somit nicht als auf die speziellen Formen von
hierin dargestellten Regionen begrenzt aufgefasst werden, sondern
sollen Abweichungen in den Formen, die beispielsweise aus der Herstellung
resultieren, umfassen.
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Die
hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens
von speziellen Ausführungsbeispielen
und soll nicht die Erfindung begrenzen. Wie hierin verwendet, sollen
die Singularformen "eine(r,
s)" und "der, die, das" ebenso die Pluralformen
umfassen, es sei denn, dass es der Zusammenhang klar anders zeigt.
Es ist ferner offensichtlich, dass die Ausdrücke "aufweisen", "aufweisend", "umfassen" und/oder "umfassend", wenn dieselben
hierin verwendet werden, die Anwesenheit von angegebenen Merkmalen,
Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren,
jedoch nicht die Anwesenheit oder Hinzufügung von einem oder mehreren
anderen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen,
Komponenten und/oder Gruppen derselben ausschließen.
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Es
sei denn, dass es anders definiert ist, besitzen alle hierin verwendeten
Ausdrücke
(einschließlich
technischer und wissenschaftlicher Ausdrücke) die gleiche Bedeutung,
wie sie üblicherweise durch
Fachleute, die diese Erfindung betrifft, verstanden wird. Es ist
ferner offensichtlich, dass Ausdrücke, wie z. B. dieselben, die
in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert
sind, als eine Bedeutung aufweisend interpretiert werden sollten,
die mit der Bedeutung derselben im Zusammenhang mit der relevanten
Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen
Sinn interpretiert werden, es sei denn, dass es ausdrücklich hierin so
definiert ist.
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4A und 4B sind
Draufsichten eines Doppelbelichtungsmaskensatzes gemäß bestimmten
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung. 4A ist
eine Draufsicht einer ersten Maskenschicht 30, die bei
der ersten Belichtung der Doppelbelichtung verwendet wird, und 4B ist
eine Draufsicht einer zweiten Maskenschicht 40, die bei der
zweiten Belichtung der Doppelbelichtung verwendet wird. Wie in 4A gezeigt
ist, weist die erste Maskenschicht 30 eine erste Belichtungsregion 56,
die eine erste Musterregion definiert, und eine erste Abschirmregion,
die eine Schutzschicht 52 aufweist, die eine Belichtung
einer zweiten Musterregion verhindert, auf. Wie in 4B gezeigt
ist, weist die zweiten Maskenschicht 40 eine zweite Belichtungsregion 66,
die eine zweite Musterregion definiert, und eine zweite Abschirmregion
auf, die eine Schutzschicht 62, die die erste Musterregion 56 bedeckt, aufweist.
Um Vorkehrungen für
eine mögliche Fehlausrichtung
einer oder von sowohl der ersten als auch der zweiten Maskenschicht 30, 40 zu
treffen, können
die erste und die zweite Belichtungsregion 56 und 66 entworfen
sein, um einander bis zu einer Breite Wm zu überlappen. Die zweite Belichtungsregion 66 weist
daher die erste Abschirmregion (Schutzschicht 52) zuzüglich der Überlappungsregion 69 auf, und
die erste Belichtungsregion 56 weist die zweite Abschirmregion
(Schutzschicht 62) zuzüglich
der Überlappungsregion 69 auf.
Die Überlappungsregion 69 kann
bei Abschnitten des Substrats vorgesehen sein, die durch eine Fehlausrichtung
der primären und
der sekundären
Belichtung beeinflusst sind. Grenzen von Mustern, die die primäre und die
sekundäre
Belichtung empfangen, können
beispielsweise entworfen sein, um zu überlappen. Aufgrund der Doppelbelichtung
der Überlappungsregion
kann dies eine optische Nahkorrektur (OPC) bilden.
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Wie
in 4A gezeigt ist, kann ein erstes Halbtonmuster 54 in
der ersten Belichtungsregion 56 der ersten Maskenschicht 30 gebildet
sein. Wie in 4B gezeigt ist, kann dann ein
binäres
Muster 67 und ein zweites Halbtonmuster 64 in
der zweiten Belichtungsregion 66 der zweiten Maskenschicht 40 gebildet
sein. Das binäre
Muster 67 ist in einer binären Region 68 gebildet.
Eine Schutzschicht 62 bedeckt die zweite Abschirmregion
und erstreckt sich ferner von der zweiten Abschirmregion auf das
zweite Halbtonmuster 64, um das binäre Muster 67 zu bilden.
Als ein Resultat ist das binäre
Muster 67 in der Überlappungsregion 69 und
in der binären
Region 68 gebildet, um einen Abschnitt der zweiten Musterregion, der
benachbart zu der ersten Musterregion ist, zu definieren. Wie in 4A und 4B gezeigt
ist, ist die binäre
Region 68 breiter als die Überlappungsregion 69.
Das binäre
Muster 67 kann ein Muster definieren, das mit dem ersten
Halbtonmuster 54 verbunden ist.
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Wie
in 4B gezeigt ist, ist die Grenze zwischen dem binären Muster 67 und
dem zweiten Halbtonmuster 64 von der Überlappungsregion 69 versetzt.
Selbst wenn dementsprechend eine Fehlausrichtung oder fehlenden Übereinstimmung
des zweiten Halbtonmusters 64 und der Schutzschicht 62 auftritt,
können
niederqualitative Musterregionen, wie z. B. Regionen F3 oder F4
von 3C und 3D, vermieden
werden. Selbst wenn außerdem
eine Fehlausrichtung oder fehlende Übereinstimmung einer Schutzschicht
und einer Halbtonschicht bei der Überlappungsregion 69 der
ersten Maskenschicht auftritt, kann eine reduzierte Fehlausrichtung
oder fehlende Übereinstimmung
bei der Überlappungsregion 69 der
zweiten Maskenschicht vorhanden sein. Bei der primären Belichtung
kann als ein Resultat ein schlechtes Muster durch die sekundäre Belichtung reduziert
oder korrigiert werden.
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Ein
Muster mit einer ungleichmäßigen Linienbreite
kann bei oder benachbart zu der Grenze zwischen dem binären Muster 67 und
dem zweiten Halbtonmuster 64 gebildet sein. Da die zweite
Musterregion jedoch typischerweise einen hohen Verfahrensspielraum
bzw. Prozessspielraum aufweist, kann eine solche ungleichmäßige Linienbreite
typischerweise nicht das Verhalten der Vorrichtung verschlechtern.
Einer jeden solchen ungleichmäßigen Linienbreite
kann man sich außerdem
durch Anwenden einer OPC an der Grenze zwischen dem binären Muster 67 und
dem Halbtonmuster 64 zuwenden.
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Bei
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann die erste Maskenschicht 30 die
Zellarray-Region der Halbleiterspeichervorrichtung definieren, und
die zweite Maskenschicht 40 kann die Peripherieschaltungsregion
der Halbleiterspeichervorrichtung definieren.
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5 ist
eine Draufsicht eines Resistmusters, das unter Verwendung des Doppelbelichtungsmaskensatzes,
der in 4A und 4B dargestellt ist,
gebildet werden kann.
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Wie
in 5 gezeigt ist, kann ein Resistmuster an einem
Halbleitersubstrat unter Verwendung des Doppelbelichtungsmaskensatzes
von 4A und 4B gebildet
werden. Eine erste Musterregion wird durch eine erste Belichtungsregion 56 belichtet,
und eine zweite Musterregion wird durch eine zweite Belichtungsregion 66 belichtet.
Die Überlappungsregion 69 zwischen
der ersten Belichtungsregion 56 und der zweiten Belichtungsregion 66 wird doppelt
belichtet, um eine Muster zu bilden. Wenn eine Photolithographie
nach der Doppelbelichtung durchgeführt wird, wird ein erstes Resistmuster 74a gebildet,
das während
der primären
Belichtung belichtet wird, und ein zweites Resistmuster 74b wird gebildet,
das während
der sekundären
Belichtung belichtet wird. Ein Verbindungsabschnitt zwischen dem
ersten und dem zweiten Resistmuster 74a und 74b wird
durch die Doppelbelichtung in der Überlappregion 69 gebildet.
Das erste Resistmuster 74a kann mit einer ersten Schrittweite
P1 angeordnet sein, und das zweite Resistmuster 74b kann
mit einer zweiten Schrittweite P2, die größer als die erste Schrittweite P1
ist, angeordnet sein.
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6A und 7A sind
Draufsichten, die ein Verfahren zum Herstellen einer ersten Maskenschicht 30 eines
Doppelbelichtungsmaskensatzes gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung darstellen. 6B und 7B sind
Querschnittsansichten entlang einer Linie I-I' von 6A bzw. 7A.
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Unter
Bezugnahme auf 6A und 6B sind
eine Halbtonschicht 54 und eine Schutzschicht 52 an
einem Substrat 50 vorgesehen. Die Halbtonschicht 54 und
die Schutzschicht 52 werden gemustert, um eine erste Belichtungsregion 56 und
eine erste Abschirmregion zu bilden. Wie in 6A und 6B gezeigt
ist, werden die gestapelte Halbtonschicht 54 und Schutzschicht 52 in
der ersten Belichtungsregion 56 gemustert, um ein Schutzmuster 52p zu
bilden. In der ersten Abschirmregion werden die Halbtonschicht 54 und
die Schutzschicht 52 nicht gemustert.
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Wie
in 7A und 7B gezeigt
ist, wird, um die erste Maskenschicht 30 zu bilden, die
Schutzschicht 52 der ersten Belichtungsregion 56 entfernt, wodurch
ein erstes Halbtonmuster 54p in der ersten Belichtungsregion 56 vorgesehen
wird. Die erste Maskenschicht 30 weist eine erste Belichtungsregion 56 und
eine erste Abschirmregion auf. Das erste Halbtonmuster 54p wird
in der ersten Belichtungsregion 56 vorgesehen, und die
erste Abschirmregion wird mit der Schutzschicht 52 bedeckt.
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8A und 9A sind
Draufsichten, die ein Verfahren zum Herstellen der zweiten Maskenschicht 40 eines
Doppelbelichtungsmaskensatzes gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung darstellen. 8B und 9B sind
Querschnittsansichten entlang einer Linie II-II' von 8A bzw. 9A.
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Wie
in 8A und 8B gezeigt
ist, sind eine Halbtonschicht 64 und eine Schutzschicht 62 an einem
Substrat 60 vorgesehen. Die Halbtonschicht 64 und
die Schutzschicht 62 werden gemustert, um eine zweite Belichtungsregion 66 und
eine zweite Abschirmregion zu bilden. In der zweiten Belichtungsregion 66 werden
die Halbtonschicht 64 und die Schutzschicht 62 gemustert,
um ein Schutzmuster 62p zu liefern. Die zweite Abschirmregion
wird mit der Halbtonschicht 64 und der Schutzschicht 62 bedeckt.
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Wie
in 9A und 9B gezeigt
ist, wird, um die zweite Maskenschicht 40 zu vervollständigen, ein
Teil der Schutzschicht 62 in der zweiten Belichtungsregion 66 entfernt,
wodurch ein zweites Halbtonmuster 64p gebildet wird. Wie
in 9A gezeigt ist, weist die zweite Maskenschicht 40 eine
zweite Belichtungsregion 66 und eine zweite Abschirmregion
auf. Die zweite Belichtungsregion 66 weist ein zweites
Halbtonmuster 64p und ein binäres Muster 67, das
in einer binären
Region 68, die benachbart zu der zweiten Abschirmregion
ist, vorgesehen ist, auf. Die zweite Abschirmregion wird mit der
Halbtonschicht 64 und der Schutzschicht 62 bedeckt.
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Wie
in 7A, 8A und 9A gezeigt ist,
können
sich die erste und die zweite Belichtungsregion 56 und 66 bis
zu einer Breite Wm überlappen, wodurch
eine Überlappungsregion 69 (siehe 9A) definiert
ist. Wenn eine solche Überlappung
auftritt, entspricht die erste Abschirmregion der zweiten Belichtungsregion 66 abzüglich der Überlappungsregion 69.
Die zweite Abschirmregion entspricht der ersten Belichtungs region 56 abzüglich der Überlappungsregion 69.
Das binäre
Muster 67 ist in einer binären Region 68, die
größer als
die Überlappungsregion 69 ist,
vorgesehen. In 9A kann beispielsweise die Breite
Ws größer als
die Breite Wm sein.
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10A bis 10C sind
Verfahrensdiagramme, die ein photolithographisches Ätzverfahren darstellen,
das unter Verwendung eines Maskensatzes gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
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Unter
Bezugnahme auf 10A wird eine Photoresistschicht 74 an
einem Halbleitersubstrat gebildet. Ein primäres Belichtungsverfahren wird
an dem Halbleitersubstrat unter Verwendung der ersten Maskenschicht
durchgeführt.
In 10A ist während der
primären
Belichtung die Region, die mit R1 bezeichnet ist, die Nicht-Belichtungsregion.
Als ein Resultat des primären
Belichtungsverfahrens wird ein erstes Halbtonmuster 74a in
der ersten Belichtungsregion gebildet. Wie im Vorhergehenden bemerkt
ist, kann eine Fehlausrichtung zwischen der Halbtonschicht und einer
Schutzschicht in der ersten Maskenschicht auftreten, und als solches
kann eine abnorme Belichtung 76 der Photoresistschicht
benachbart zu der Grenze zwischen der ersten Belichtungsregion und
der ersten Abschirmregion auftreten.
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Unter
Bezugnahme auf 10B wird eine sekundäre Belichtung
anschließend
unter Verwendung einer zweiten Maskenschicht durchgeführt. In 10B ist während
der sekundären
Belichtung die mit R2 bezeichnete Region die Nicht-Belichtungsregion.
Wie in 10B gezeigt ist, wird ein Teil
des ersten Halbtonmusters 74a durch die zweite Maskenschicht
belichtet. Der abnorme Belichtungsabschnitt 76 wird ebenfalls
belichtet. Die zweite Maskenschicht bildet keinen abnormen Belichtungsabschnitt,
wie z. B. die erste Maskenschicht, da die Grenze der zweiten Abschirmung
eine binäre
Maske ist.
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Unter
Bezugnahme auf 10C wird die sekundäre Belichtung
unter Verwendung der zweiten Maskenschicht durchgeführt, derart,
dass ein binäres Muster
und ein zweites Halbtonmuster zu einer Region, die der zweiten Belichtungsregion
entspricht, übertragen
werden. Nachdem die primäre
Belichtung und die sekundäre
Belichtung beendet sind, wird der Photoresist 74 entwickelt,
um ein erstes Photoresistmuster 74a und ein zweites Photoresistmuster 74b zu
bilden.
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Gemäß einigen
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann ein Photoresist unter Verwendung
eines Doppelbelichtungsmaskensatzes entwickelt werden, nachdem die
primäre
Belichtung und die sekundäre
Belichtung beendet sind, derart, dass ein Photoresistmuster mit
einer ersten Schrittweite und ein Photoresistmuster mit einer zweiten Schrittweite
gebildet werden. Während
der primären Belichtung
kann eine Halbtonmaske verwendet werden, um ein Muster mit einer
kleinen Schrittweite zu bilden. Während der sekundären Belichtung
kann eine Halbtonmaske, die eine ausgebesserte binäre Maske
aufweist, verwendet werden, um ein unerwünschte Belichtung bei oder
benachbart zu der Grenze zwischen einer Belichtungsregion und einer Abschirmregion
zu reduzieren oder zu minimieren.
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Gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung können
mehr als zwei Maskenschichten verwendet werden, die die gleichen
im Vorhergehenden erörterten
Verfahren anwenden.
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Wie
im Vorhergehenden erörtert
ist, kann die zweite Maskenschicht ein binäres Muster und ein Halbtonmuster
aufweisen. Die zweite Maskenschicht kann nach dem Durchführen einer
primären
Belichtung unter Verwendung einer ersten Maskenschicht, die ein
Halbtonmuster aufweist, verwendet werden. Die zweite Maskenschicht
kann verwendet werden, um eine abnorme Belichtung, die während der
primären
Belichtung hervorgerufen und durch eine Fehlausrichtung und fehlende Übereinstimmung
einer Halbtonschicht und einer Abschirmschicht auftreten kann, teilweise
oder vollständig
zu korrigieren.
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Gemäß bestimmten
Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung kann daher ein Verfahrensspielraum eines
Belichtungsverfahrens durch Überwindung
von Pro blemen, wie z. B. der Verringerung der Entwurfsregel und
einer Variation des Entwurfs, verbessert werden.
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In
den Zeichnungen und der Beschreibung sind typische Ausführungsbeispiele
der Erfindung offenbart, und obwohl spezifische Ausdrücke verwendet
werden, werden dieselben lediglich in einem allgemeinen und beschreibenden
Sinn und nicht zum Zweck der Begrenzung verwendet, wobei der Schutzbereich
der Erfindung in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist.