包含用于控制角落变圆的图形的掩模制作方法 【发明背景】
本发明一般涉及到半导体制造方法,更确切地说是涉及到这一制造方法中所用的掩模以及掩模的制作。
如本技术领域所知,半导体集成电路的制造涉及到将一系列图形转移到半导体本体的表面上。这些图形是用掩模形成的,各个掩模具有所希望的图形。更确切地说,一开始提供一个未被图形化的掩模,此掩模具有:诸如石英的透明衬底;衬底上诸如铬之类的不透明层;以及不透明层上的光抗蚀剂层。利用电子束或光束,将光抗蚀剂图形化成具有所需的图形,然后将被图形化了的光抗蚀剂暴露于腐蚀剂,从而暴露下方的部分不透明层。亦即,光抗蚀剂中的图形被转移到不透明层。被暴露的部分不透明层被腐蚀,以暴露下方的部分透明衬底。然后清除光抗蚀剂,从而形成被图形化的掩模。
同样如本技术所知,用来对光抗蚀剂进行图形化的电子束或光束工艺,不能产生完全正方形的角落,这些角落会稍许变圆。而且,湿法各向同性腐蚀方法对被暴露的不透明层的腐蚀,会引起不透明层中的横向侧凹,此效应有时称为边沿工艺偏离。这些效应,亦即角落变圆和边沿工艺偏离,对掩模精度有不利的影响,因而对制作在半导体本体中的器件的精度有不利的影响。
更确切地说,对于小基本规则几何尺寸,亦即250nm及以下的DRAM产品,掩模中的图形精确度成为一个重要的质量参数。建立掩模过程中的一个最新的要求是监视掩模上的角落变圆量。然而,测量角落变圆是困难的。已知的方法是基于棋盘型结构的光学检查或某种结构的SEM图片的图象处理。前者很费时间,不能自动进行,且强烈依赖于操作人员的技术;后者则除了SEM测量外,还需要额外的涂敷和清洗步骤。另一种测量角落变圆的方法是基于角落变圆效应引起的线段缩短效应。这一测量使用了被缩短的线段的长度。由于这些测量是在结构的小的末端部分上,亦即掩模的测试区上进行的,故可重复性比较低,而且还强烈地依赖于进行测量的操作人员。
发明概述
提供了一种用来确定掩模结构中产生的角落变圆程度的方法。此方法包括提供一个未被图形化的掩模结构,此结构具有透明衬底、衬底上的不透明层、以及不透明层上的光抗蚀剂。角落变圆测试图形被腐蚀(亦即被转移)到光抗蚀剂中。此图形将下方部分不透明层暴露出来。此图形的形状是由光抗蚀剂组成的成对的垂直相交线。使不透明层的暴露部分与腐蚀剂接触,以便清除不透明层的被暴露部分,从而暴露下方的部分衬底。清除光抗蚀剂以产生掩模结构。在掩模结构的不透明层中会产生缺陷(亦即角落变圆效应产生的缺陷),这种缺陷是由于变圆的角落而不是正方形角落所产生的。这种缺陷形成在成对的由光抗蚀剂组成的垂直相交线的交叉区域中。对这种缺陷进行测量以提供角落变圆程度的表述。
用这种方法,能够使用诸如线宽测量设备或缺陷探测设备之类的标准测量设备来确定掩模中产生的角落变圆程度。
根据一个实施方案,提供了一种用来确定掩模结构中产生的角落变圆程度的方法。此方法包括提供一个未被图形化的掩模结构,此结构具有透明衬底、衬底上的不透明层、以及不透明层上的光抗蚀剂。角落变圆测试图形被腐蚀到光抗蚀剂中。此图形将下方部分不透明层暴露出来。此图形的形状是由光抗蚀剂组成的成对的垂直相交线。使不透明层的暴露部分与湿法腐蚀剂接触,以便清除不透明层的被暴露部分,从而暴露下方的部分衬底。此腐蚀剂使光抗蚀剂侧凹,从而清除排列在不透明层暴露部分附近的未被暴露的不透明层部分。亦即,各向同性腐蚀剂横向腐蚀进入不透明层的边沿中(亦即边沿工艺偏离)。清除光抗蚀剂以产生掩模结构。在掩模结构的不透明层中产生缺陷(亦即角落变圆效应产生的缺陷),这种缺陷是由于变圆的角落而不是正方形角落所产生的。这种缺陷形成在成对的由光抗蚀剂组成的垂直相交线的相交区域中。对这种缺陷进行测量以提供角落变圆程度的表述。
根据本发明的另一方面,光抗蚀剂的交叉线的宽度被选择来产生其尺寸与产生的角落变圆程度有关的缺陷。
根据本发明的另一方面,所述的测量包括对产生的缺陷尺寸进行测量。
根据本发明的另一方面,光抗蚀剂的交叉线之一的宽度大于另一交叉线的宽度。
根据本发明的一个实施方案,提供了一种方法,用来确定掩模结构中产生的角落变圆的程度。此方法包括提供一个未被图形化的掩模结构,此结构具有透明衬底、衬底上的不透明层、以及不透明层上的光抗蚀剂。角落变圆测试图形被腐蚀到光抗蚀剂中,此图形将下方部分不透明层暴露出来,此图形被形成为预定的形状。此形状包括:第一线以及横向分隔开的平行线组成的阵列,这些平行线垂直于第一线并沿第一线在横向分隔开的交叉区处与第一线相交。使腐蚀剂与不透明层的暴露部分接触,以便清除不透明层的被暴露部分。清除光抗蚀剂以产生掩模结构。对掩模结构的不透明层中沿第一线产生的角落变圆效应缺陷进行测量。这种缺陷是在被腐蚀而沿第一线由平行线阵列形成交叉时由于变圆的角落而不是正方形角落产生的。
根据一个实施方案,此腐蚀是各向同性腐蚀,以便清除不透明层的暴露部分,从而暴露下方部分衬底。此腐蚀使光抗蚀剂侧凹,以清除排列在不透明层暴露部分附近的不透明层的未被暴露部分。
根据本发明的另一实施方案,提供了一种方法,用来确定掩模结构中产生的角落变圆的程度。此处仍然是,提供了未被图形化的掩模结构,此结构具有透明衬底、衬底上的不透明层、以及不透明层上的光抗蚀剂。角落变圆测试图形被腐蚀到光抗蚀剂中,此图形将下方部分不透明层暴露出来。此图形包含光抗蚀剂中的阵列矩形窗口以暴露下方部分不透明层。此矩形窗口被成对的光抗蚀剂交叉线分隔开。使不透明层的暴露部分与腐蚀剂接触,以便清除不透明层的被暴露部分。从而暴露下方部分衬底。分隔矩形窗口的光抗蚀剂组成的第一线约为预定的侧凹深度。由于在光抗蚀剂中形成矩形窗口阵列过程中的角落变圆效应,所以不透明层的腐蚀在不透明层中形成三角形区域。此三角形区域,亦即角落变圆效应产生的缺陷,沿光抗蚀剂的第一线具有一个高度,并沿光抗蚀剂的第二线具有基底。此高度与这一角落变圆的量有关。清除光抗蚀剂以产生掩模结构。对不透明层线宽的变化进行测量,这种宽度变化是由于因所形成的光抗蚀剂中的矩形窗口是变圆的角落而不是正方形角落而引起的三角形区域的高度产生的。
在一个实施方案中,由于腐蚀工艺偏离,腐蚀剂使光抗蚀剂侧凹一个预定的深度,以便清除排列在不透明层的被暴露部分附近的不透明层的未被暴露部分。
根据本发明的另一实施方案,提供了一种方法,用来确定掩模结构中产生的角落变圆的程度。此处仍然是,提供了未被图形化的掩模结构,此结构具有透明衬底、衬底上的不透明层、以及不透明层上的光抗蚀剂。角落变圆测试图形被腐蚀到光抗蚀剂中,此图形将下方部分不透明层暴露出来。此图形包含光抗蚀剂中的阵列矩形窗口以暴露下方部分不透明层。此矩形窗口被成对的光抗蚀剂交叉线分隔开。使不透明层的暴露部分与腐蚀剂接触,以便清除不透明层的被暴露部分。从而暴露下方部分衬底。分隔矩形窗口的光抗蚀剂组成的二个线约为预定的侧凹深度。由于在光抗蚀剂中形成矩形窗口阵列过程中的角落变圆效应,所以不透明层的腐蚀在不透明层中形成金刚石形区域。此金刚石形区域,亦即角落变圆效应产生的缺陷,其尺寸与这一角落变圆的量有关。清除光抗蚀剂以产生掩模结构。缺陷测量设备被用来探测并测量金刚石区域的尺寸,从而提供角落变圆效应的测量。
在一个实施方案中,由于腐蚀工艺偏离,腐蚀剂使光抗蚀剂侧凹一个预定的深度,以便清除排列在不透明层的被暴露部分附近的不透明层的未被暴露部分。
附图简述
从结合附图的下列详细描述中,本发明的这些和其它的特点将变得更为明显,其中:
图1是用来在其中根据本发明的角落变圆测试图形而图形化的未被图形化的掩模结构的剖面图;
图1A是图1的掩模结构的剖面图,其测试图形已经在理想的无角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中;
图1B是图1A的掩模结构的平面图,其测试图形已经在理想的无角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中,图1A的剖面图沿图1B中的线1A-1A取得;
图1C是图1的掩模结构的剖面图,其测试图形已经在图1B所示理想的角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中,转移并腐蚀到图1的掩模结构的下方不透明层的暴露部分;
图1D是图1C的掩模结构的平面图,其测试图形已经在图1B所示理想的角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中,转移并腐蚀到图1的掩模结构的下方不透明层的暴露部分,图1C的剖面图沿图1D中的线1C-1C取得;
图1E是图1的掩模结构的剖面图,其测试图形已经腐蚀到图1D所示的掩模结构的光抗蚀剂中,利用清除光抗蚀剂转移并腐蚀到下方不透明层的暴露部分中;
图1F是图1E的掩模结构的平面图,其测试图形已经腐蚀到图1D所示掩模结构的光抗蚀剂中,利用清除光抗蚀剂转移并腐蚀到下方不透明层的暴露部分,图1F的剖面图沿图1F中的线1E-1E取得;
图2A是图1的掩模结构的剖面图,其测试图形已经在实际的角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中;
图2B是图2A的掩模结构的平面图,其测试图形已经在实际的角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中,图2A的剖面图沿图2B中的线2A-2A取得;
图2C是图1的掩模结构的剖面图,其测试图形已经在实际的无角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中,转移并腐蚀到下方不透明层的暴露部分;
图2D是图2C的掩模结构的平面图,其测试图形已经在实际的无角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中,转移并腐蚀到下方不透明层的暴露部分,图2C的剖面图沿图2D中的线2C-2C取得;
图2E是图1的掩模结构的剖面图,其测试图形已经腐蚀到图2D所示的掩模结构的光抗蚀剂中,利用清除光抗蚀剂转移并腐蚀到下方不透明层的暴露部分中;
图2F是图2E的掩模结构的平面图,其测试图形已经腐蚀到图2D所示掩模结构的光抗蚀剂中,利用清除光抗蚀剂转移并腐蚀到下方不透明层的暴露部分,图2F的剖面图沿图2F中的线2E-2E取得;
图2G示意图示出了用于线宽测量设备中的窄缝,用来确定角落变圆程度,此窄缝示为排列在图2F所示的部分掩模上方,并适合于沿掩模水平方向扫描;
图2H是通过图2G窄缝再通过图2G所示掩模的光量与这一掩模上方的窄缝的位置的函数关系曲线;
图3A是图1的掩模结构的平面图,其变通角落变圆效应测试图形已经在理想的无角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中;
图3B是图3A的掩模结构的平面图,其测试图形已经在理想的无角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中,转移并腐蚀到下方不透明层的暴露部分中;
图3C是图3B的掩模结构的平面图,其测试图形已经在理想的无角落变圆的条件下腐蚀到图3B所示掩模结构的光抗蚀剂中,利用清除光抗蚀剂转移并腐蚀到下方不透明层的暴露部分;
图4A是图1的掩模结构的平面图,其变通角落变圆效应测试图形已经在理想的无角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中;
图4B是图4A的掩模结构的平面图,其测试图形已经在实际的角落变圆的条件下腐蚀到掩模结构的光抗蚀剂中,转移并腐蚀到下方不透明层的暴露部分中;而
图4C是图4B的掩模结构的平面图,其测试图形已经腐蚀到图4B所示掩模结构的光抗蚀剂中,利用清除光抗蚀剂转移并腐蚀到下方不透明层的暴露部分。
优选实施方案的描述
现参照图1,示出了未被图形化的掩模结构10,它具有:透明衬底12,此处例如是石英;衬底12上的不透明层14,此处例如是铬;以及不透明层14上的光抗蚀剂16。
现参照图1A和1B,角落变圆测试图形18(图1B)被腐蚀到部分光抗蚀剂16中。腐蚀的图形18从而暴露下方部分不透明层14。此处,测试图形18包含光抗蚀剂16中的由矩形窗口20a、20b、20c和20d组成的4个四方阵列。窗口20a、20b、20c和20d从而暴露下方的部分不透明层14。在理想的情况下,如图1B所示,矩形窗口20a、20b、20c和20d的各个角落是正方形的;然而,如结合图2A、2B、2C、2D、2E和2F将要描述的那样,在实际情况下,各个角落将会变圆。变圆的主要原因是用来在光抗蚀剂14中形成图形18的电子束或光束的强度分布。
再参照图1A和1B,各个矩形窗口被光抗蚀剂16的成对交叉线22和24分隔开。更确切地说,由光抗蚀剂层24的比较窄的垂直线24将左边的矩形窗口20a和20c同右边的矩形窗口20b和20d分隔开。由光抗蚀剂16的比较宽的水平线22将上部的矩形窗口20a和20b同下部矩形窗口20c和20d分隔开。亦即,如上所述,测试图形18包含4个由矩形窗口20a、20b、20c和20d组成的四方阵列。要指出的是,此处在这一例子中,光抗蚀剂16中的垂直线24比水平线22更窄。亦即,右边成对的矩形窗口20b和20d与左边成对的矩形窗口20a和20c之间的间距分别小于上部成对的矩形窗口20a和20b与下部成对的矩形窗口20c和20d之间的间距。
接着,使湿法各向同性腐蚀剂与结构10接触。如图1C和1D所示,腐蚀剂清除了被光抗蚀剂16中的矩形窗口20a、20b、20c和20d暴露的部分不透明层14,从而产生图1C和1D所示的结构。被清除的部分不透明层14暴露了下方的部分透明衬底12。如上所述,此湿法腐蚀是各向同性腐蚀,因而使光抗蚀剂16侧凹,并向外(亦即横向)腐蚀进入到不透明层16的暴露边沿部分的预定深度D,如图1D中的箭头26所示,从而清除排列在矩形窗口20a、20b、20c和20d暴露的部分不透明层14附近的不透明层14的未被暴露的部分。简言之,当窗口20a、20b、20c和20d被转移到不透明层14时,由于腐蚀工艺偏离,各向同性腐蚀增大了这些矩形窗口的尺寸。分别分隔右边和左边成对矩形窗口20a和20c与20b和20d的光抗蚀剂16的垂直线24,稍许小于或大约等于预定的侧凹深度D,而水平线22的宽度大于预定的侧凹深度D。例如,这一侧凹的典型量为每边100nm。于是,左边成对的矩形20a和20c应该被置于与右边成对的矩形20b和20d分隔开50nm。将上部成对的矩形窗口20a和20b同下部成对的矩形窗口20c和20d分隔开的光抗蚀剂16中的水平线22的宽度大于所期望的各向同性腐蚀量D。
图1D内视图中示出了得到的不透明层14边沿,应指出的是,由于矩形窗口20a、20b、20c和20d的横向侧凹,如图1C更清楚地示出的那样,光抗蚀剂16水平线24下方的整个不透明层区域被清除。于是,不是对应于光抗蚀剂层16中的窗口20a和20b的上部成对的水平分隔开的矩形窗口被转移到不透明层14中,而是仅仅一个比较大的矩形窗口30a被形成在不透明层14中。同样,不是对应于光抗蚀剂层16中的窗口20c和20d的下部成对的水平分隔开的矩形窗口被转移到不透明层14中,而是仅仅一个比较大的矩形窗口30b被形成在不透明层14中。简言之,矩形窗口的侧凹效应和水平分隔,亦即光抗蚀剂16的垂直线24的宽度,二个上部矩形窗口和下部矩形窗口中的每一个在不透明层14中形成二个矩形区域30a和30b。
接着,参照图1E和1F,光抗蚀剂16被清除,在不透明层14中仅仅得到成对的比较大的上部和下部矩形窗口30a和30b,从而暴露下方透明衬底12的矩形表面部分。
现参照图2A-2F来描述角落变圆在形成光抗蚀剂16中的实际测试图形18’的过程中的效应。于是,参照图1,提供了同样的未被图形化的掩模结构10,它具有:透明衬底12,此处例如是石英;衬底12上的不透明层14,此处例如是铬;以及不透明层14上的光抗蚀剂16。此处,还是同样的4个由矩形窗口组成的四方阵列被腐蚀进入光抗蚀剂。但如图2B所示,此处的这些矩形窗口具有变圆了的角落,如图2B中窗口20’a、20’b、20’c和20’d所示。此处仍然是矩形窗口20’a、20’b、20’c和20’d被光抗蚀剂16的成对的交叉线22和24分隔开。亦即,测试图形18’包含4个由矩形窗口20’a、20’b、20’c和20’d组成的四方阵列。此处仍然是光抗蚀剂16中的垂直线24比水平线22更窄。亦即,右边成对的矩形窗口20’b和20’d与左边成对的矩形窗口20’a和20’c之间的间距分别小于上部成对的矩形窗口20’a和20’b与下部成对的矩形窗口20’c和20’d之间的间距。
亦即,利用上面结合图1A和1B所述的测试图形18,分别分隔右边与左边成对的矩形窗口20’a和20’c与右边的矩形窗口20’b和20’d的光抗蚀剂16组成的垂直线24,稍许小于或大约等于预定的侧凹深度D,而水平线22的宽度大于预定的侧凹深度D。例如,此侧凹的典型量为100。于是,左边成对的矩形20’a和20’c应该被置于与右边成对的矩形20’b和20’d分隔开50nm。将上部成对的矩形窗口20’a和20’c同下部成对的矩形窗口20’b和20’d分隔开的光抗蚀剂16组成的水平线22的宽度大于所期望的各向同性腐蚀量D。
接着,使湿法各向同性腐蚀剂与图2A和2B所示的结构接触。此处仍然是存在着光抗蚀剂16的侧凹(亦即腐蚀工艺偏离),从而如图2C和2D所示,腐蚀剂扩大了不透明层中的矩形窗口。如上所述,此湿法腐蚀是各向同性腐蚀,因而使光抗蚀剂16侧凹,并向外腐蚀进入到不透明层16的暴露边沿部分的预定深度D,如图2D中的箭头26所示,从而清除排列在被矩形窗口20’a、20’b、20’c和20’d暴露的部分不透明层14附近的不透明层14的未被暴露部分。简言之,当矩形窗口20’a、20’b、20’c和20’d被转移到不透明层14时,各向同性腐蚀增大了这些窗口的尺寸。分别分隔右边和左边成对矩形窗口20’a和20’c与20’b和20’d的光抗蚀剂16组成的垂直线24,稍许小于或大约等于预定的侧凹深度D,而水平线22的宽度大于预定的侧凹深度D。例如,这一侧凹的典型量为100nm。于是,左边成对的矩形20’a和20’c应该被置于与右边成对的矩形20’b和20’d分隔开50nm。将上部成对的矩形窗口20’a和20’c同下部成对的矩形窗口20’b和20’d分隔开的光抗蚀剂16组成的水平线22的宽度大于所期望的各向同性腐蚀量D。
图2D内视图中示出了得到的不透明层14边沿,指出,由于矩形窗口20’a、20’b、20’c和20’d的横向侧凹,如图2C更清楚地示出的那样,光抗蚀剂16组成的水平线24下方的整个不透明层区域被清除。于是,不是对应于光抗蚀剂层16中的窗口20’a和20’b的上部成对的水平分隔开的矩形窗口被转移到不透明层14中,而是仅仅一个比较大的矩形窗口30’a被形成在不透明层14中。但此处由于角落变圆而保留不透明层16的三角形区域40。同样,不是对应于光抗蚀剂层16中的窗口20’c和20’d的下部成对的水平分隔开的矩形窗口被转移到不透明层14中,而是仅仅一个比较大的矩形窗口30’b被形成在不透明层14中。但此处由于角落变圆而在原来4个矩形区域20’a和20’c与20’b和20’d的中心处,亦即在光抗蚀剂16组成的线22和24的交叉区处,保留了不透明层16的三角形区域40。
换言之,光抗蚀剂16中的水平线22(图2B)的宽度大于侧凹深度的二倍,被腐蚀在不透明层14中的上部成对矩形窗口的底侧与被腐蚀在不透明层14中的下部成对矩形窗口的上侧不会合。另一方面,被腐蚀在不透明层14中的左边矩形窗口的右侧与被腐蚀在不透明层16中的右边矩形窗口的左侧会合。而且,应该指出的是,由于角落变圆,不透明层14中的左边矩形窗口的右边变圆的角落与不透明层14中的右边矩形窗口的左边变圆的角落不会合,从而留下三角形区域40。而且三角形区域40沿垂直方向具有一个高度H并沿光抗蚀剂16的水平线22具有基底。而且,此高度H与这一角落变圆的量有关;亦即,角落变圆量越大,高度就越大。还要指出的是,不透明层组成的线被制作成光抗蚀剂水平线与垂直线之间的交叉区处的宽度大于不透明层组成的这种线的其它部分的宽度。于是,在腐蚀形成由光抗蚀剂16组成的成对的垂直交叉线22和24的交叉过程中,导致了变圆的角落而不是正方形角落,故产生了缺陷。
现参照图2E和2F,清除光抗蚀剂16。要指出的是,此处的角落变圆效应是在不透明层14中留下了未被腐蚀的三角形区域40(亦即角落变圆效应产生的缺陷)。对角落变圆效应在掩模结构中引起的缺陷进行测量,以便提供这一角落变圆程度的表述。更确切地说,这些测量是用常规的线宽测量仪器改变不透明层组成的线的宽度而进行的。例如,若将光通过图2G所示的窄缝50,并沿线横向(亦即此处沿水平方向)移动窄缝50,则通过窄缝50的光量(亦即光强)可以是通过不具有三角形不透明区域40的线的区域上的某个统计平均值,而当窄缝50通过三角形区域40上时,这一光量可能减小。例如,也参照图2H,示出了通过窄缝50再通过掩模透明部分的光量与窄缝50的位置的函数关系。要指出的是,当窄缝通过不透明层14中的矩形窗口30’a和30’b的比较直的侧边时,光强比较恒定,并能够统计地确定平均水平。但当窄缝50通过缺陷亦即此处由角落变圆形成在不透明层14中的三角形区域40上时,就产生脉冲52。于是,当窄缝50沿掩模扫描时,由于与窄缝50的位置有函数关系的窄缝50的光量的不均匀,就提供了对三角形区域40的尺寸的度量,因而提供了对角落变圆程度的度量。利用产生光量随角落变圆程度(例如变圆的角落的半径)而函数变化的数据库的校准方法,能够获得对角落变圆的定量测量。
现参照图3A,变通的测试图形18”被腐蚀进入图1的未被图形化的掩模10。此处,除两个水平线22’的宽度与光抗蚀剂16的垂直线24的宽度相同外,图形18”相似于图1D所示的图形18。更确切地说,二个线22’和24的宽度小于或大约等于各向同性腐蚀的光抗蚀剂的预期侧凹D。更确切地说,腐蚀进入光抗蚀剂的图形是4个由矩形20a、20b、20c和20d组成的四方阵列。矩形20a、20b、20c和20d沿水平和垂直二个方向彼此分隔开一定距离,此距离在腐蚀侧凹范围内(亦即边沿工艺偏离D)。例如,此侧凹的典型量为每边100nm。于是,此处的矩形20a、20b、20c和20d彼此分隔开50nm。
在图3B所示的理想情况下,其中不存在角落变圆,暴露-腐蚀工艺可能封闭沿水平和垂直方向的4个矩形之间的间隙,如图3B中的箭头16所示,从而如图3C所示在不透明层16中产生单个比较大的矩形窗口60,以便暴露透明衬底12表面的单个比较大的矩形区域。但实际上,当图18”的4个比较小的矩形20a、20b、20c和20d中的每一个被图形化进入光抗蚀剂16中时,如图4A所示,各个角落经历一定量的角落变圆。因此,在被暴露于湿法各向同性腐蚀之后,如图4B中的虚线62所示,不透明层14变成在光抗蚀剂16下方被腐蚀。于是,不透明层14中的矩形窗口紧靠着不透明层的金刚石形状区域63(亦即角落变圆效应产生的缺陷),后者保留在所述分隔图4B所示4个矩形20a、20b、20c和20d的光抗蚀剂16的各垂直及水平线22、24’的交叉区处。
假设工艺引起的边沿效应,亦即侧凹,刚好封闭各个矩形各边之间的间隙,则不透明层16的金刚石形状区域63的对角线将等于不透明层14中的矩形的各个角落的半径的二倍。于是,被腐蚀的不透明层14的稍微象金刚石的区域63(亦即角落变圆效应产生的缺陷)被形成在光抗蚀剂16分别组成的水平线22和垂直线24’交叉的区域中。此处仍然是金刚石形状区域63的尺寸与角落变圆程度有关。而且,金刚石形状的不透明区域63能够用标准的缺陷控制设备被探测为明显的缺陷。另一种使用的技术可以包括在缺陷控制工具中设定缺陷探测限,使得能够在设定工具的灵敏度限范围内确定明显的角落半径。
此处还提供了一种用来确定掩模结构中产生的角落变圆的程度的方法。此方法包括提供一个未被图形化的掩模结构,它具有透明衬底、衬底上的不透明层、以及不透明层上的光抗蚀剂。角落变圆测试图形被腐蚀进入光抗蚀剂中。此图形暴露下方部分不透明层。图形的形状为光抗蚀剂组成的成对的垂直交叉线。使不透明层的暴露部分与湿法腐蚀剂接触,以便清除不透明层的暴露部分,从而暴露下方的衬底部分。腐蚀剂使光抗蚀剂侧凹,从而清除排列在不透明层暴露部分附近的不透明层的未被暴露部分。清除光抗蚀剂,以便产生掩模结构。角落变圆效应产生的缺陷,亦即三角形区域40(图2F)或金刚石形状区域63(图4C),被产生在掩模结构的不透明层14中,这种缺陷是由于在腐蚀形成光抗蚀剂16组成的成对的垂直交叉线22和24(图1A)或22和24’(图4B)的交叉过程中导致了变圆的角落而不是正方形角落而产生的。对角落变圆效应产生的缺陷40和63进行测量,以便提供角落变圆程度的表述。
构成4个四方测试图形的未示出的测试图形,可以被用来形成一个缺陷阵列,用来给出衬底比较大的表面区域上的角落变圆的平均即统计结果。
其它的实施方案都在所附权利要求的构思与范围内。而且,应该理解的是,术语矩形或矩形区域或窗口,包括正方形或正方形区域或窗口。而且,虽然已经使用湿法各向同性腐蚀来使光抗蚀剂侧凹,但若矩形窗口彼此非常靠近,亦即处于基本上邻近的关系,则可以使用各向异性的例如反应离子刻蚀来代替湿法腐蚀。