专利名称：用于形成接触孔的掩模的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种闪存器件，特别涉及闪存器件中用于形成接触孔的掩模 以及使用所述掩模制造闪存器件的方法。
背景技术：
随着对如移动电话，数码相机，MP3播放器等电子产品的需求的不断增 加，对闪存的需求也越来越高。需求的增加可能为平均每年19%。闪存可以 代表半导体产业的很大部分，2007年的市场规模可达217亿美元。可以根据存储数据的各个单元之间的连接，将闪存分类为NOR型和 NAND型。单元的并联连接是NOR型，而单元的串联连接是NAND型。在闪存器件的制造中，可以形成各种尺寸的接触孔，参照图1至图4， 可以根据每一接触孔的尺寸，将接触孔分类。当在预定距离内出现另一接触孔时，可能发生接触孔变形。这种现象将 参照图1至图8中进行描述。图1至图4示出了各种尺寸的接触孔的SEM照片。图1的接触孔(单 元密排孔(Cell Dense Hole ) :CDH)的尺寸为168nm (直径)，图2的接 触孔(单元分离孔(Cell Isolated Hole ) :IH)的尺寸为166nm，图3的接触 孔(分离孔(Isolated Hole ) :IH)的尺寸为166nm以及图4的接触孔(密 排孔(Dense Hole ) : DH)的尺寸可以为171nm。区分CIH禾niH可能是没有意义的，但是在CIH情况中比在IH情况中， 可能在更近的距离内存在另 一个接触孔。下面将参照图1和图4所示的CDH和DH更进一步地描述接触孔的变 形现象。在闪存器件的制造中，甚至当形成不同尺寸的接触孔时也会使用相同的 掩模。图6示出了用于形成接触孔的现有技术的掩模。参照图6，在现有技术的掩模中，在对应可以形成接触孔的区域内可
以形成矩形掩模设计。矩形掩模可以用来在晶片的预定部分形成所述接触 孔。图1至图4所示的CDH和DH全部可以使用如图6所示的掩模形成。 特别地，参照图7和8， CDH可能具有一个问题，由于接近的图案所引起的 衍射现象，所以CDH没有统一的圆形剖面。根据的上/下方向以及左/右方向上的距离预定接触孔的预定距离内是否 存在其它接触孔，可以区分CDH和DH。在DH情况中，可能由于使用矩形掩模而发生光的衍射。由于接触孔可 能在上/下方向以及左/右方向上形成而可能在所有方向发生衍射。然而，虽然在DH中发生了衍射现象，但是由于接触孔可能在上/下方向 以及左/右方向上对称地发生衍射现象，所以其可能在总的尺寸上增加而不是 在任何一个方向上发生变形。为了防止由于所述接触孔的变形而与邻近的接触孔的不恰当的连接，比 较有益的是改进在左/右方向的预定距离内设置的接触孔，如CDH。在图1所示的CDH中，接触孔可以在左/右方向以预定距离相邻设置。 然而，只有当接触孔在上/下方向以预定距离内相邻设置，才能预测变形。换句话说，接触孔变形现象能够用接触孔的圆度比来描述。参见图5， 当预定的接触孔的X方向的长度等于0.1482pm并且Y方向的长度等于 0.1388,时，接触孔的圆度比为0.936(0.1388/0.1482)。因此，当接触孔的圆度比为1时，接触孔可能具有规则的圆形。接触孔 可能具有椭圆形，当所述圆度比减到小于1时，可以沿左/右方向更多地扩展。 接触孔可能具有椭圆图形，当所述圆度比增加到大于l时，可以沿上/下方向 更多地扩展。在这个方面，CDH的圆度比小于1。用于防止变形现象的发生的方法是 有益的。发明内容本发明的实施例涉及一种闪存器件，更特别地，涉及用于在闪存器件中 形成没有变形的接触孔的掩模以及使用所述掩模制造闪存器件的方法。本发明的实施例涉及一种可以防止接触孔变形的掩模以及使用所述掩
模制造闪存器件的方法。在本发明的实施例中，提供了一种掩模，在所述掩模中，用于形成接触 孔的掩模图案被设计为在形成所述接触孔的光刻处理中，水平轴长度(X) 大于垂直轴长度(Y)，或者垂直轴长度(Y)大于水平轴长度(X)。在本发明实施例中，提供了一种用于制造掩模的方法，所述掩模具有形 成多个接触孔的多个图案。根据所形成的接触孔之间的距离设计不同图案。在本发明的实施例中，提供了一种制造闪存器件的方法。在用于形成接 触孔的光刻处理中，当所述多个接触孔以预定距离或更小距离相邻排列时， 可以使用矩形掩模。
图1至图4为具有各种尺寸的接触孔的SEM照片。图5为示出接触孔的圆度比的SEM照片。图6为用于形成接触孔的现有技术掩模的设计。图7和图8示出根据现有技术的接触孔的变形现象。图9示出根据本发明实施例的掩模设计。图10为使用根据本发明实施例的掩模形成的接触孔的照片。图11模拟根据本发明实施例的接触孔的剖面。图12至图16为示出根据本发明实施例用于形成接触孔的光刻处理中接 触孔的剖面图与相对剂量和o的关系的图表。图17至图22示出根据本发明实施例用于确定掩模尺寸的试验数据和接 触孔的SEM照片。图23至图24为现有技术和本发明实施例相应的接触孔特性的比较图。图25为根据本发明实施例的光刻处理中焦深DOF(DepthOf Focus)特 性相对于剂量的变化情况。
具体实施方式
图9示出根据本发明实施例的掩模设计。图10为使用根据本发明实施 例的掩模形成的接触孔的照片。图11为模拟根据本发明实施例的接触孔的 剖面。
参见图9，可以使用所述掩模排列在左/右方向(或上/下方向)以预定距 离形成的接触孔。换句话说，当待形成的接触孔的尺寸(即，直径)等于A时，如果两个相邻接触孔之间的距离(B)小于2XA，则可以使用根据本发明实施例的掩 模。根据本发明实施例，掩模图案可以设计成垂直轴长度大于水平轴长度的 矩形图形。掩模图案也可以设计成垂直轴长度小于水平轴长度的图形。接触 孔可以在水平轴的方向上被邻近排列。或者，如果接触孔是在上/下方向以预定距离(B)形成，那么用于形成 所述接触孔的掩模的垂直轴长度与水平轴长度的比率可以不同。参照图10和图11，根据本发明实施例，如果使用矩形掩模图案在左/右 方向形成接触孔，，接触孔在剖面上可以具有优良的圆度比。在制造闪存器件中，如果使用根据本发明实施例的掩模，就必须提供期 望的o(g卩，相干因子)和剂量(dose)。这是因为即使当计划形成各种尺寸 的接触孔时，在同一过程中，也可以使用相同的o和相同剂量的光。因此，当使用被形成为垂直轴长度大于水平轴长度的掩模图案设计时， 可以提供适用于接触孔(CDH、 CIH、 IH以及DH)的处理条件(。和剂量)。 根据接触孔尺寸以及是否存在邻近的接触孔(CDH、 CIH、 IH以及DH)的 情况，可以区分所述接触孔(CDH、 CIH、 IH以及DH)。图12至16为示出根据本发明实施例用于形成接触孔的光刻处理中接触 孔的剖面图与相对剂量和o的关系的图表。图12至16使用由CDH、 CIH、 IH以及DH表示的接触孔的分类。根据 目标接触孔的尺寸可以区分CDH、 CIH、 IH以及DH。例如，CDH的目标临 界尺寸CD(Critical Dimension)可以为168nm， CIH的目标CD可以为166nm, IH的目标CD可以为171nm。特别地，CDH表示可以在左/右方向以预定距 离排列的接触孔。图12至图15通过图表示出根据本发明实施例在光刻处理中，使用可变 剂量以及使用0.45、 0.5、 0.55的固定o形成的接触孔的CD(例如，直径)的 试验数据。此外更详细的，ID偏差(分离孔尺寸和密排孔尺寸之间的偏差)可以代 表接触孔之间的尺寸差值，例如，CIH和CDH之间的尺寸差值或IH和DH 之间的尺寸差值。随着ID偏差变小，接触孔的尺寸可以变得相似。o和剂量可以是用于确定光刻处理中的ID偏差的因素。因此，通过试 验，可以识别导致很小ID偏差的o和剂量。在本发明实施例中，即使要形成不同目标尺寸的接触孔时，接触孔之间 的尺寸差值也可以相当小。当接触孔发生变形时，接触孔之间的尺寸差值可 能较大。由此，可以选择导致很小ID偏差的o和剂量。图12中示出的定量数据内的最小的ID偏差等于lOnm.图14中示出的 定量数据内的最小的ID偏差等于lOnm.图13中示出的定量数据内的最小的ID偏差可以等于2nm。这是使用0.5 的o 、约32 mJ/cm2的剂量执行光刻处理的结果。因此，如果使用0.5的o执行光刻处理，可以防止接触孔变形。参照图15,如果使用0.5的o执行光刻处理，可以根据目标CD恰当地形成接触孔，而接触孔之间的尺寸差值不会大。图16示出用于试验性地获得可以在形成接触孔的光刻处理中使用的光 量(即为剂量)的定量数据。当o等于0.5时，理想的剂量在31mJ/cn^到 33mJ/cm2的范围内。这是因为，理想的是，即使在使用相同剂量执行光刻处理中，接触孔之 间的尺寸差值也不大；以及即使形成差别不大的不同尺寸的接触孔，也可以 在相同的光刻处理中进行。图17至图22示出根据本发明实施例用于确定掩模尺寸的试验数据和接 触孔的SEM照片。图17示出了具有不同水平轴(X)长度和垂直轴长度(Y) 的掩模设计，图18示出了使用这样的掩模样本所形成的接触孔的尺寸，以 及图19示出了所述接触孔的SEM照片。图18示出了使用18个掩模样本形成的接触孔的尺寸的数据。从图18 可见，在形成CDH (具有约168nm尺寸的接触孔)时，可以选择适合的掩 模样本(图17到图19中由粗实线标识)。从图18可见，可以选择具有约0.1618至0.1771nm尺寸的接触孔。在实 施例中，可以使用图17标识的掩模图案设计。在本发明实施例中，可以从图17所示的多个样本中，选择水平轴(X)
长度为170nm和垂直轴(Y)长度为290nm至310nm的样本，以及水平轴(X) 长度为160nm和垂直轴(Y)长度为320nm至340nm的样本。因此，用于形成接触孔的掩模图案可以设计成当水平轴(X)长度等于 170nm时，垂直轴(Y)长度可以位于约290nm至310nm内。用于形成接触孔 的掩模图案可以设计成当水平轴(X)长度可以等于160nm，垂直轴(Y)长 度可以位于约320nm至340nm内。如果使用这样的掩模图案形成接触孔，可以不发生接触孔变形，如图19 的粗实线示出的SEM图像中。图20和图21为示出当使用根据本发明实施例的掩模形成接触孔时DOF 特性和圆度比特性的图表。从图20和图21所示的定量数据中，可以识别出当水平轴(X)长度等于 170nm时垂直轴(Y)长度位于约290nm至310nm范围内的掩模，以及当水平 轴(X)长度等于160nm时垂直轴(Y)长度位于约320至340范围内的掩模的 DOF特性和圆度比特性。换句话说，掩模图案可以具有优良的DOF特性和具有改进的圆度比。然而，170*290掩模图案的CD可能根据DOF而变化过大。160*340掩 模图案可能具有一直到圆度比接近1.2的过长的椭圆图形。因此，这些掩模 图案是不合适的。图22示出根据本发明实施例，对应掩模尺寸的接触孔的SEM照片。图 23和图24为对应现有技术和本发明实施例的接触孔特性的比较图。图25为 光刻处理中DOF特性相对于剂量的变化情况。图22示出使用尺寸为160*320， 160*330，以及170*310的掩模所形成 的接触孔的SEM照片。如图所示，接触孔的变形现象可以大大地减少。参照图23至24描述对应现有技术和实施例的接触孔特性。根据本发明 实施例，CD根据DOF的变化的变化程度变小，并且圆度比也接近"1"。参照图24，当DOF变大时，可以更容易地执行光刻处理。即使DOF等 于最大值0.25时，当使用每32Mj/cr^的剂量执行光刻处理时，圆度比也近 似接近1 。然而，当考虑到可以使用30mJ/cn^的剂量和34mJ/cmS的剂量时，可以
使用约31mJ/cm2至33mJ/ cm2的剂量。本发明实施例具有可以防止接触孔变形现象的优点，并且使得制造具有 优良操作特性的闪存器件成为可能。非常明显，本领域的技术人员可以对本发明作各种修改与变形。因此对 本发明实施例作的各种修改与变化均应包括在所附的权利要求书的范围内。 还应该理解，当描述一层在另一层或衬底之上或上方时，该层可以直接位于 该其它层或衬底上，或者也可以存在中间层。
权利要求
1.一种掩模，包括掩模图案，其被配置为用于形成接触孔，其中在形成所述接触孔的光刻处理中，该掩模图案被设计为其水平轴长度大于垂直轴长度，或者其垂直轴长度大于水平轴长度。
2. 根据权利要求1所述的掩模，其中所述掩模图案包括矩形形状。
3. 根据权利要求2所述的掩模，其中当各个接触孔之间的距离小于所 述接触孔的尺寸的两倍时，所述掩模图案包括矩形形状。
4. 根据权利要求1所述的掩模，其中所述掩模图案的水平轴的长度在 160nm至170nm范围内，垂直轴的长度在290nm至310nm、 320nm至340nm的范围内。
5. —种用于制造掩模的方法，所述掩模具有形成多个接触孔的多个图案，该方法包括如下步骤确定待形成的多个接触孔之间的距离；以及 根据待形成的多个接触孔之间的距离选择设计图案。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中当所述多个接触孔在预定方向上 相邻形成时，所述掩模图案被设计为具有矩形形状，且所述矩形的短边在所 述多个接触孔的排列方向上。
7. 根据权利要求5所述的方法，其中当所述多个接触孔之间的距离小 于所述接触孔的尺寸的两倍时，所述掩模图案被设计为具有矩形形状。
8. 根据权利要求5所述的方法，其中所述掩模图案的水平轴的长度在 160nm至170nm范围，垂直轴的长度在290nm至310nm、 320nm至340nm 的范围内。
9. 根据权利要求5所述的方法，包括如下步骤在相干因子o为0.5、以及剂量范围为31mJ/cn^至33mJ /cm2的条件下 执行光刻处理。
10. 根据权利要求5所述的方法，还包括如下步骤 确定所述多个接触孔的排列；以及当所述多个接触孔以预定距离或更小距离相邻排列时，使用矩形掩模执 行光刻处理以形成所述多个接触孔。
11. 根据权利要求IO所述的方法，还包括如下步骤 使用所述多个接触孔形成闪存器件。
12. 根据权利要求10所述的方法，其中所述掩模图案被形成为其水平轴的长度在160nm至170nm范围内，以及所述掩模图案被形成为其垂直轴 的长度位于290nm至310nm、 320nm至340nm的范围内。
13. 根据权利要求10所述的方法，其中在相干因子o为0.5、以及剂量 范围为31mJ/cn^至33mJ/cr^的条件下执行所述光刻处理。
14. 一种闪存器件，包括 使用光刻处理形成的多个接触孔，其中，在所述的光刻处理中，如果所述多个接触孔以预定距离或更小距 离相邻排列，则使用矩形掩模。
15. 根据权利要求14所述的器件，其中所述预定距离为所述接触孔的 尺寸的两倍。
16. 根据权利要求14所述的器件，其中所述掩模图案被形成为其水平 轴的长度位于160nm至170nm范围内，其垂直轴的长度位于2卯nm至 310nm、 320nm至340nm的范围内。
17. 根据权利要求14所述的器件，其中在相干因子o为0.5、以及剂量 范围为31mJ/cn^至33mJ/cn^的条件下执行所述光刻处理。
全文摘要
本发明的实施例涉及一种用于形成接触孔的掩模，在所述的掩模中，在用于形成接触孔的光刻处理中，用于形成接触孔的掩模图案被设计为其水平轴长度大于垂直轴长度，或者其垂直轴长度大于水平轴长度。在本发明实施例中，提供了一种用于制造掩模的方法，所述掩模具有用于形成接触孔的多个图案，其中根据待形成的接触孔之间的距离可以设计不同的图案。
文档编号H01L21/768GK101126892SQ200710141970
公开日2008年2月20日 申请日期2007年8月10日 优先权日2006年8月11日
发明者全永斗 申请人:东部高科股份有限公司