CN101609787A - 使用混合式辅助特征系统形成半导体器件的图案的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于形成半导体器件的图案的方法包括在晶片的密集图案区域中设置要被转印的密集图案。在密集图案外的区域中插入用于限制密集图案的图案变形的第一虚设图案。在第一虚设图案内的区域中插入用于限制第一虚设图案的图案变形的第一辅助特征。在第一虚设图案外的区域中插入用于额外限制第一虚设图案的图案变形的第二辅助特征的阵列，以便设计要被转印至晶片上的图案布局。通过以曝光工艺转印图案布局至晶片上，形成第一虚设图案和密集图案的阵列。

Description

使用混合式辅助特征系统形成半导体器件的图案的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年6月18日提交的韩国专利申请第10-2008-0057407号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，且更具体而言，涉及一种使用混合式辅助特征系统形成图案的方法，以在衬底的图案密集区域与图案隔离区域之间的边界区域上转印(transfer)精确图像。

背景技术

实施微光刻工艺来将晶片上的半导体器件实现为电路图案。该微光刻工艺包括：设计在晶片上所要实现的图案的布局；以及形成光掩膜，其中在透明掩膜衬底上将设计的图案布局实现为掩膜图案。通过使用光掩膜的曝光工艺将掩膜图案转印至在晶片上所涂布的光刻胶层，由此形成符合设计的图案布局的光掩膜。实施使用光刻胶图案做为刻蚀掩膜的选择性刻蚀工艺，由此在晶片上实现符合设计的图案布局的晶片图案或目标图案。

当诸如DRAM器件或NAND闪存器件的半导体存储器器件的设计规则减小时，需要可以在晶片上实现更细关键尺寸的图案的工艺。用于曝光这些细微图案的工艺裕度根据所要转印的图案的密度而在晶片的区域上有所不同。例如，在图案之间具有相对大间隔距离的区域中，诸如离焦裕度(defocus margin)的工艺裕度窗(proeess margin window)可能相对变窄，导致诸如图案形状变形的图案转印失败。

在邻接晶片上的密集图案区域的附近设置了隔离图案区域，该密集图案区域例如设置有单位存储器单元的单元图案的单元区域。隔离图案区域可以是设置有字线驱动器的周边区域及设置有子字线驱动器的核心区域。在区域之间的边界区域中所设置的图案可能以不想要的变形形状转印至晶片。

单元区域中的单元图案设置成具有基本相同的形状及间隔距离。然而，对于邻接单元区域及邻接单元区域以外的区域的单元图案而言，离在单元区域外所设置的另一图案的第一间隔距离相对大于离在单元区域内所设置的相邻图案的第二间隔距离，该单元区域以外的区域例如核心区域间的边界。因此，在通过曝光工艺将边界区域中的单元图案转印至晶片时，在边界区域中所施加的曝光环境或曝光光之间的干涉程度不同于在单元区域中对单元区域内部所设置的单元图案所施加的曝光环境或曝光光之间的干涉程度。

当执行使用相同曝光环境或相同变量的曝光工艺时，可相对准确地实施在单元区域内的单元图案的图案转印，但是在边界区域中所设置的单元图案的图案转印可能导致使图案形状变形的图案缺陷。因此，准确转印边界区域中的单元图案的曝光条件的工艺裕度变的非常窄。例如，在转印隔离图案以实现具有约50nm的目标关键尺寸的有源区的过程中，可以看出当最佳曝光焦距的条件为0.21μm时，在约0.29μm的离焦条件下造成至边界区域的极差图案转印。也就是说，即使数十纳米的微小离焦也会导致差的图案转印。

因为存储器半导体器件需要将具有各种形状、尺寸及间隔距离的图案转印和实现至晶片上的工艺，所以很难以非常窄的离焦裕度在整个晶片上实现稳定的图案形成工艺。再者，为了克服在曝光工艺中的分辨率限制及在晶片上实现细微关键尺寸的图案，已提出诸如偶极曝光设备(dipoleillumination)的非对称曝光设备(asymmetric illumination)。偶极曝光设备可改善相对于在垂直于极轴的方向延伸的图案的图像对比度以提高分辨率，其中沿着该极轴设置两个极。然而，偶极曝光设备伴随沿着平行于极轴的方向延伸的图案的分辨率的降低。

当引入上述的对图案的延伸方向提供非对称分辨率的非对称曝光设备时，造成图案缺陷的因素更严重地影响在边界区域中所设置的图案。因而，当引入更极端的非对称曝光设备时，在边界所设置的图案上的差的图案转印变得更严重。也就是说，因为离焦裕度变窄，所以变的更难在图案转印的曝光工艺中确保工艺裕度。

当在边界区域中造成差的图案转印时，在后续工艺中可能在与转印图案对准形成的另一层的图案中造成各种缺陷。例如，当在边界区域中差地转印用于限定隔离结构或有源区的图案时，诸如桥接(bridge)的图案缺陷可能产生在所形成晶体管的栅极中，使得与随后形成的有源区相交。

因此，需要一种用于将在密集地设置有图案的单元区域与外核心区域或周边区域之间的边界区域中所设置的图案更准确地转印至晶片上而没有形状变形的方法。

发明内容

在一个实施例中，一种用于形成半导体器件的图案的方法包括：设置要被转印的密集图案至晶片的密集图案区域中；在密集图案外的区域中插入用于限制密集图案的图案变形的第一虚设(dummy)图案；在第一虚设图案内的区域中插入用于限制第一虚设图案的图案变形的第一辅助特征；通过在第一虚设图案外的区域中插入用于额外限制第一虚设图案的图案变形的第二辅助特征的阵列，来设计要被转印至晶片上的图案布局；以及通过曝光工艺转印图案布局至晶片上，来形成第一虚设图案和密集图案的阵列。

该方法可以进一步包括：插入具有等于密集图案的关键尺寸及形状的第二虚设图案的阵列。第二虚设图案的阵列插入在第一虚设图案与密集图案之间。

当第一虚设图案被设置为固体图案时，第一辅助特征可以被设置为间隔图案，且当第一虚设图案被设置为间隔图案时，第一辅助特征可以被设置为固体图案。

第二辅助特征可以被插入为在与第一虚设图案的方向垂直的方向延伸的条形图案。

使用具有设置在条形图案的延伸方向上的极的非对称曝光设备，实施通过曝光工艺转印图案布局至晶片上的步骤。

非对称曝光设备是具有设置在条形图案的延伸方向上的两个极的偶极曝光设备。

第二辅助特征可以包括在与第一虚设图案的方向垂直的方向延伸的第一条形图案及比第一条形图案延伸更长且具有设置成相邻于第一虚设图案的间隔的端的第二条形图案。

第二辅助特征可以被插入为在与第一虚设图案的方向平行的方向延伸的条形图案。

在另一实施例中，一种用于形成半导体器件的图案的方法包括：在晶片的单元区域中设置用于设置有源区的单元图案。在单元图案外的区域中设置第一虚设图案。第一虚设图案具有比单元图案大的关键尺寸。第一虚设图案限制单元图案的图案变形。在第一虚设图案内的区域中插入用于限制第一虚设图案的图案变形的第一辅助特征。第一虚设图案是间隔图案。通过在第一虚设图案外的区域中插入用于额外限制第一虚设图案的图案变形的第二辅助特征的阵列，来设计要被转印至晶片上的图案布局。第二辅助特征包括在与虚设图案的方向垂直的方向延伸的条形图案且具有设置成相邻第一虚设图案的端。通过曝光工艺转印图案布局至晶片上，形成用于暴露晶片的隔离区域的单元图案的阵列及第一虚设图案。

在又一实施例中，一种用于形成半导体器件的图案的方法包括：在晶片的有源区中设置接触孔的阵列；在接触孔的阵列外的区域中设置用于限制接触孔的图案变形的第一虚设接触孔；在每个第一虚设接触孔内插入用于限制第一虚设接触孔的图案变形的第一辅助特征；通过在第一虚设接触孔外的区域中插入用于额外限制第一虚设接触孔的图案变形的第二辅助特征的阵列，来设计要被转印至晶片上的图案布局；以及通过曝光工艺转印图案布局至晶片上来形成接触孔及第一虚设接触孔。

每个第一虚设接触孔被设置成具有与每个接触孔形状相等的形状及比每个接触孔关键尺寸大的关键尺寸，且该方法可以进一步包括：插入具有与每个接触孔的形状及关键尺寸相等的第二虚设接触孔的阵列。第二虚设接触孔的阵列插入于第一虚设接触孔与接触孔的阵列之间。

当第一虚设接触孔包括间隔图案时，第一辅助特征可以是固体图案。

第二辅助特征可以被插入为在与第一虚设接触孔的方向垂直的方向延伸的条形图案。

本发明的实施例提供用于形成半导体器件的图案的方法，通过引入混合式辅助特征系统，该方法能够对在密集图案区域与外部隔离图案区域之间的边界区域中的差的图案转印进行限制。

附图说明

图1和图2示出了根据本发明第一实施例的半导体器件的图案阵列的布局。

图3示出根据本发明第一实施例的用于形成半导体器件的图案阵列的方法所应用的偶极曝光。

图4是示出根据本发明第一实施例的用于形成半导体器件的图案阵列的方法的剖面图。

图5和图6是示出根据本发明第一实施例的混合式辅助特征系统的效果的仿真轮廓。

图7示出根据本发明第一实施例的引入Y-轴方向条形辅助特征所产生的图案布局。

图8示出仿真图7的图案布局所产生的轮廓。

图9示出根据本发明第一实施例的引入X-轴方向条形辅助特征所产生的图案布局。

图10示出仿真图9的图案布局所产生的轮廓。

图11示出根据本发明第一实施例的在虚设图案中引入间隔辅助特征所产生的图案布局。

图12示出仿真图11的图案布局所产生的轮廓。

图13示出根据本发明第一实施例的引入间隔辅助特征和X-轴方向条形辅助特征所产生的图案布局。

图14示出仿真图13的图案布局所产生的轮廓。

图15和图16是示出根据本发明第二实施例的用于形成半导体器件的图案阵列的方法的平面图及剖面图。

具体实施方式

本发明的实施例提供了用于在限制图案转印的变形或扭曲的情况下形成单元图案的阵列的方法，该单元图案的阵列被形成以覆盖形成有诸如DRAM存储器器件的半导体器件的存储器单元的有源区且该单元图案的阵列设置了隔离区域。诸如单元图案的密集图案和具有基本相等形状的图案被形成为以相对窄的间隔距离来进行设置。形成有密集图案的密集区域邻接于设置了具有相对宽的间隔距离的隔离图案的隔离图案区域。

当通过曝光工艺转印密集图案的阵列至晶片上时，根据在密集区域及隔离图案区域中的图案密度，在各个区域中提供不同的曝光环境。因此，在用于转印密集区域中的密集图案的曝光工艺期间，在密集区域与隔离图案区域之间的边界区域中所设置的图案中可能出现差的或变形的图案转印。为了限制在边界区域中的图案变形，本发明的实施例在密集图案的阵列外的区域中引入虚设图案的阵列并在虚设图案内的区域中引入第一辅助特征。并且，在虚设图案外的区域中引入第二辅助特征。

第一辅助特征和第二辅助特征可以具有不同形状。例如，在被引入为基本为固体的图案的虚设图案内，第一辅助特征可以被引入为间隔图案，且第二辅助特征可以被引入为条形固体图案。通过在虚设图案内将第一辅助特征引入为间隔图案，可有效限制虚设图案的差的或变形的图案转印。

引入偶极曝光设备以便以更细的关键尺寸来准确地转印图案，为了使第二辅助特征在偶极曝光中更有效，第二辅助特征的条形图案可以被引入成直线形状，该直线形状在设置偶极曝光设备的两个光投射区域的极的方向即在等于极轴方向的方向上延伸。

第二辅助特征造成光散射或光干涉，从而在曝光工艺期间限制图案变形，且这种干涉可以被解释成依赖于关键尺寸。在本发明的实施例中，因为第二辅助特征被引入为沿着偶极曝光设备的极轴的方向延伸的直线条形图案，所以通过关于在偶极曝光设备的极轴的方向延伸的线条图案而相对降低的分辨率，可以更有效地增加第二辅助特征的关键尺寸。因此，可以更有效地限制被设置为相邻于第二辅助特征的虚设图案的变形或差的图案转印。

包括第一辅助特征和第二辅助特征的混合式辅助特征系统可限制在密集图案外所设置的图案的变形。可以通过对经由曝光的图案转印工艺进行模型化和仿真的结果来证实限制图案变形的效果。通过限制图案变形，可确保在曝光工艺中的离焦裕度(即，在离可限制图案缺陷的最佳焦距值的某一限度内的离焦值的程度)。因此，可在曝光工艺中确保增加的裕度，以便以小于50nm的极细关键尺寸转印图案。

可以使用本发明的实施例，通过形成隔离结构或隔离图案来形成用于设置有源区的单元图案的阵列以及形成在有源区上的接触孔的阵列。形成接触孔的工艺可应用至用于形成存储节点接触孔的工艺，在用于在DRAM存储器器件中电连接单元晶体管的源极与电容器的存储节点的接触结构中引入了该存储节点接触孔。形成接触孔的方法也可以应用至用于形成穿过牺牲层的开孔的工艺，以实现柱形的存储节点。

当本发明的实施例应用至形成接触孔的阵列的工艺时，第一辅助特征在被设置为接触孔的虚设图案内的区域中可以被引入为固体图案、基本为间隔图案，且第二辅助特征可以被引入为条形间隔图案。

图1至图4示出根据本发明的第一实施例用于形成半导体器件的图案的方法。

图1及图2示出根据本发明的第一实施例的半导体器件的图案阵列的布局。该布局设计在密集图案区域即单元区域201中设置用于转印图1的图案布局10的密集图案。图1的图案布局10可以是单元图案210的阵列，用于通过曝光工艺将用于设置有源区的隔离区域曝光至晶片上。

单元图案210被设计成在DRAM存储器器件中提供交叉形(+)有源区。设计交叉形单元图案210，使得在X-轴方向、主轴方向延伸的部分比在Y-轴方向、辅轴方向延伸的部分长。单元晶体管的漏极形成于有源区的交叉部分且源极形成于在X-轴方向延伸的部分。以基本相等的形状及间隔距离重复设置单元图案210。做为字线的栅极设置在Y-轴方向，且与字线交叉的位线设置在X-轴方向。字线与位线构成矩阵，且单元图案210在斜线方向(A)重复设置，使得单元晶体管更密集地设置在字线与位线的交叉部分中。

为密集图案区域的单元区域201邻接诸如核心区域203的隔离图案区域，在核心区域203中设置用于驱动在字线流动的字线信号的子字线驱动器。可替选地，单元区域201可以邻接周边区域，在周边区域中字线驱动器与核心区域203的子字线驱动器连接。在诸如核心区域203的隔离图案区域中，对构成子字线驱动器的有源区进行设置的核心图案可以被设置为隔离图案240。以比单元图案210之间的间隔距离更大的间隔距离来设置隔离图案240和单元图案210。

在图案转印工艺期间，在一曝光环境中使位于单元区域201的边缘的单元图案210曝光，其中由于单元区域201与相邻该单元区域201的隔离图案区域203的隔离图案240之间的大的间隔距离的影响，该曝光环境不同于单元区域201内的区域的曝光环境。因此，即使当以准确图案形状转印在单元区域201内的区域中的单元图案210时，可能在位于单元区域201的边缘的单元图案上造成变形或差的图案转印。为了限制差的图案转印，在设置有单元图案210的单元区域的外区域处的边界区域中插入具有比单元图案210大的关键尺寸的第一虚设图案220。第一虚设图案220在通过曝光的图案转印期间起限制单元图案210的图案变形的作用。

在第一虚设图案220与单元图案210之间，可以额外插入具有等于单元图案210的形状及关键尺寸的第二虚设图案230的阵列，例如成两行。第二虚设图案230产生额外限制单元图案210的变形或差的图案转印的效果。在光掩膜上将第一虚设图案220和第二虚设图案230实现为掩膜图案并将第一虚设图案220和第二虚设图案230转印至晶片上。然而，第一虚设图案220和第二虚设图案230被用作用于图案化实际上没有构成单元晶体管的虚设有源区的图案。

在边界区域202中所设置的第一虚设图案220被设置成直接邻接诸如核心区域203的隔离图案区域。因此，当通过曝光工艺转印第一虚设图案220时，可能造成第一虚设图案220的形状变形及差的图案转印。第一虚设图案220的图案缺陷造成虚设有源区中的形状缺陷并可能在单元晶体管的后续栅极图案化时在穿过虚设有源区的栅极部分中导致诸如桥接的缺陷。进一步，在加宽沟道宽度以增加单元晶体管的漏极电流的凹式栅极结构的情况中，虚设有源区中的图案缺陷可能因填充凹部而造成缺陷，因而导致栅极桥接。

参考图2的布局20，为了限制第一虚设图案220的图案缺陷，在第一虚设图案220内的区域中将限制第一虚设图案220的图案变形的第一辅助特征250插入为间隔图案。第一辅助特征250在曝光时对具有第一虚设图案220的图像的光造成干涉作用，因此，可更准确地将第一虚设图案220的图像转印至晶片上。第一辅助特征250被设置成如此窄的关键尺寸使得其不会转印至晶片上，因而没有生成光刻胶残余物。

为了在图案转印时更有效地限制图案变形或图案缺陷，在诸如核心区域203的隔离图案区域中插入额外限制第一虚设图案的图案变形的第二辅助特征260。第二辅助特征260被形成为在Y-轴方向即单元图案210的辅轴方向延伸的条形图案。条形图案被设置在Y-轴方向的理由在于：当在曝光工艺中引入其中极设置在Y-轴方向的诸如偶极曝光设备的非对称曝光设备以提高X-轴方向即主轴方向上的分辨率时，因为第二辅助特征的关键尺寸会变的较大，所以可更有效地限制第一虚设图案220的形状变形。可以以具有相对短长度的第一条形图案261与具有相对长长度的第二条形图案263的混合形式来引入第二辅助特征260。因为第二条形图案263的端部延伸以邻接于第一虚设图案220和相邻的第一虚设图案220之间的间隔，所以可有利地在第一虚设图案220的图案转印时更有效地造成光干涉效果。

在设计要被转印至晶片的图案布局20后，在诸如透明晶体衬底的掩膜衬底上将图案布局20实现为掩膜图案，由此形成光掩膜。入射在光掩膜上的曝光光到达晶片，由此对在晶片上的光刻胶层进行曝光。如图3所示，可以引入偶极曝光设备300，其中用于传输光的两个极301设置在Y-轴方向上，即单元图案(图2中的210)的辅轴方向。换句话说，极301设置在Y-轴方向的极轴方向上。偶极曝光设备300增加在X-轴方向即单元图案210的主轴方向上延伸的图案的对比度，且因此，偶极曝光300有效地实现了单元图案210的较细图案转印。

如图4所示，通过图案转印工艺，选择性地使晶片400上所形成的光刻胶层曝光，且然后通过后续的显影工艺根据单元图案210的形状形成光刻胶图案430。使用光刻胶图案430做为刻蚀掩膜，图案化光刻胶图案430下方所提供的氮化物焊盘420和氧化物焊盘410。所产生的晶片400的暴露部分被选择性刻蚀，以形成用于隔离的沟槽431。接着，形成用于填充沟槽431的隔离绝缘层403，由此形成设置有源区401的隔离结构。

当使用Y-轴偶极曝光300设备(如图3所示)转印图2所示的根据本发明的实施例的图案布局20至晶片(图4中的400)上时，不仅将单元图案(图2中的210)的形状而且将边界区域202的第一虚设图案220的形状更准确地转印至光刻胶图案(图4中的430)。可以通过对曝光及显影工艺进行模型化及仿真所产生的图案轮廓来证实本发明的效果。

图5和图6是示出根据本发明的第一实施例的混合式辅助特征系统的效果的仿真轮廓。图5示出作为比较例子的对图1的图案布局10进行仿真所产生的第一轮廓50，且图6示出对引入混合式辅助特征系统的图2的图案布局20进行仿真所产生的第二轮廓60。图5中的轮廓50和图6中的轮廓60是通过关于约0.21μm的最佳焦距的第一情况51进行仿真、关于该最佳聚焦离焦50μm的第二情况52进行仿真、关于该最佳聚焦离焦100μm的第三情况53进行仿真及关于该最佳聚焦离焦120μm的第四情况54进行仿真而产生。以伴随Y-轴偶极曝光设备(图3中的300)的曝光工艺来进行仿真。

图5中生成的轮廓50的第一位置57示出第一虚设图案(图1中的220)的轮廓根据离焦量而大为变形。包括单元图案(图1中的210)的生成的轮廓50的第二位置59示出单元图案210的轮廓根据离焦量也显著地变形。相较之下，图6中的生成的轮廓60的第三位置61示出第一虚设图案(图2中的220)的轮廓没有大地变形且与离焦量无关。并且，包括单元图案(图1中的210)的图6中的生成的轮廓60的第四位置64示出单元图案210的轮廓也没有大地变形且与离焦量无关。这些结果证明：通过引入根据本发明的实施例的包括第一辅助特征250及第二辅助特征260的混合式辅助特征系统，在第一虚设图案220及单元图案210的图案转印时可以有效地限制图案缺陷或图案变形。

通过混合式辅助特征系统获得的效果示出相较于独立地引入第一辅助特征250或第二辅助特征260的情况，可确保更宽的离焦裕度。

图7示出根据本发明第一实施例引入Y-轴方向条形辅助特征所产生的图案布局70。为了说明根据本发明的第一实施例的效果，排除了具有间隔图案形状的第一辅助特征(图2中的250)。图8示出仿真图案布局80所产生的轮廓。当引入第二辅助特征260时，如从第五位置81可看到，相较于图5中的第一位置57的轮廓，减少了关于第一虚设图案(图7中的220)的根据离焦的图案变形。然而，根据离焦的图案变形大于图6中的第三位置61。同样，如从关于单元图案210的第六位置83可看到，关于单元图案210的根据离焦的图案变形也明显较大。图8的这种结果示出只在Y-轴方向上引入第二辅助特征260，对确保离焦裕度来说具有局限性。

图9示出根据本发明的第一实施例引入X-轴方向条形辅助特征所产生的图案布局。为了说明根据本发明的第一实施例的效果，排除了具有间隔图案形状的第一辅助特征(图2中的250)。图10示出仿真此图案布局所产生的轮廓。参考图10，当引入第二辅助特征265时，从第七位置101可看到，相较于图5中的第一位置57的轮廓，关于第一虚设图案(图9中的220)的根据离焦的图案变形变小。然而，根据离焦的图案变形大于图8中的第五位置81。同样，从关于单元图案210的第八位置103可看到，关于单元图案210的根据离焦的图案变形也明显较大。图10的这种结果示出只在X-轴方向上引入第二辅助特征260，对确保离焦裕度来说具有较大的局限性。

图11示出根据本发明的第一实施例在虚设图案220中只引入具有间隔图案的第一辅助特征250所产生的图案布局110。图12示出对图案布局110进行仿真所产生的轮廓120。从图12中的第九位置121可看到，关于第一虚设图案220的根据离焦的图案变形明显较大。图12的这种结果示出只引入第一辅助特征250，对确保离焦裕度来说具有较大的局限性。

图13示出根据本发明的第一实施例引入在X-轴方向上的第二辅助特征265和具有间隔图案形状的第一辅助特征250所产生的图案布局130。

图14示出对图案布局130进行仿真所产生的轮廓140。

从图14中的第十位置141可看到，关于第一虚设图案220的根据离焦的图案变形明显较小。然而，相较于图6中生成的轮廓50，确保离焦裕度的效果被评估为略低。

如上所述，在本发明的第一实施例中，在单元图案(图2中的210)外引入第一虚设图案220，在第一虚设图案220内插入第一辅助特征250，并且在第一虚设图案220外的区域中插入第二辅助特征260。通过第一辅助特征250及第二辅助特征260的交互作用，可有效地限制第一虚设图案220的差的图案转印。虽然关于形成隔离结构的工艺描述了本发明的第一实施例，但是本发明的第一实施例也可以应用至形成设置在单元区域中的接触孔的阵列的工艺。

图15和图16示出根据本发明第二实施例的用于形成半导体器件的图案阵列的方法。参考图15，实施设计以便将晶片有源区上的单元接触孔510的阵列设置在单元区域201中。在单元接触孔510的阵列的外部区域中的边界区域202中设置用于限制单元接触孔510的阵列的图案变形的第一虚设接触孔520。每个第一虚设接触孔520被设计成具有比单元接触孔510大的关键尺寸。在第一虚设接触孔520与单元接触孔510之间设置具有等于单元接触孔510的关键尺寸及形状的第二虚设接触孔530，由此限制图案变形。

在第一虚设接触孔520中插入基本为固体图案的第一辅助特征540，以限制第一虚设接触孔520的图案变形。

在设计如上所述的要被转印至晶片上的图案布局500后，图案布局500被实现为诸如透明晶体衬底的掩膜衬底上的掩膜图案，由此形成光掩膜。入射到光掩膜的曝光光到达晶片，由此对晶片上的光刻胶层进行曝光。可以实施引入偶极曝光设备的曝光工艺，在偶极曝光设备中极轴设置在Y-轴方向上即在图16所示的单元接触孔(图15中的510)的方向上。

如图16所示，通过此图案转印工艺，将在晶片600上所形成的光刻胶层选择性曝光，且然后通过后续显影工艺根据单元接触孔510的形状形成光刻胶图案650。使用光刻胶图案650做为刻蚀掩膜，图案化在光刻胶图案650下方所提供的硬掩膜640。选择性刻蚀生成的绝缘层630的暴露部分，以形成连接至有源区601的接触孔651。接触孔651形成为相邻于凹式栅极620。凹式栅极620形成有栅极介电层621以填充在有源区601中所形成的凹槽610，凹槽610与隔离区域603偏移，由此产生连接至邻接栅极620的有源区601的源极的接触结构。可以针对连接至晶体管的源极的存储节点的接触部实施这种形成接触孔的方法。可以实施本发明的第二实施例，以形成具有不同形状的连接接触部的阵列。

从以上描述显然可以看出，在用于形成图案的阵列的方法中，相较于单元区域，可提高具有不足的离焦裕度或曝光工艺裕度的单元虚设图案的工艺裕度，且因此提高低的总工艺裕度。因而，可提高半导体成品率。

虽然关于特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员显然可以认识到，可以在不脱离下述权利要求所限定的本发明的精神及范围内进行各种改型及修改。

Claims (16)

1.一种用于形成半导体器件的图案的方法，所述方法包括：

设置要被转印的密集图案至晶片的密集图案区域中；

在所述密集图案外的区域中插入用于限制所述密集图案的图案变形的第一虚设图案；

在所述第一虚设图案内的区域中插入用于限制所述第一虚设图案的图案变形的第一辅助特征；

在所述第一虚设图案外的区域中插入用于额外限制所述第一虚设图案的图案变形的第二辅助特征的阵列，以设计要被转印至所述晶片上的图案布局；以及

通过以曝光工艺转印所述图案布局至所述晶片上，形成所述第一虚设图案和所述密集图案的阵列。

2.如权利要求1的方法，其中所述第一虚设图案具有比所述密集图案的关键尺寸大的关键尺寸。

3.如权利要求1的方法，进一步包括：

插入具有等于所述密集图案的关键尺寸及形状的第二虚设图案的阵列，其中所述第二虚设图案的阵列被插入在所述第一虚设图案与所述密集图案之间。

4.如权利要求1的方法，其中

当所述第一虚设图案被设置为固体图案时，所述第一辅助特征被设置为间隔图案，以及

当所述第一虚设图案被设置为间隔图案时，所述第一辅助特征被设置为固体图案。

5.如权利要求1的方法，其中所述第二辅助特征被插入为在与所述第一虚设图案的方向垂直的方向延伸的条形图案。

6.如权利要求5的方法，其中使用具有设置在所述条形图案的延伸方向上的极的非对称曝光设备，实施以曝光工艺转印所述图案布局至所述晶片上的步骤。

7.如权利要求5的方法，其中所述非对称曝光设备是具有设置在所述条形图案的延伸方向上的两个极的偶极曝光设备。

8.如权利要求1的方法，其中第二辅助特征包括：

在与所述第一虚设图案的方向垂直的方向延伸的第一条形图案，以及

比所述第一条形图案延伸更长且具有设置成相邻于所述第一虚设图案的间隔的端的第二条形图案。

9.如权利要求1的方法，其中所述第二辅助特征被插入为在与所述第一虚设图案的方向平行的方向延伸的条形图案。

10.一种用于形成半导体器件的图案的方法，所述方法包括：

在晶片的单元区域中设置用于设置有源区的单元图案；

在所述单元图案外的区域中设置第一虚设图案，其中所述第一虚设图案具有比所述单元图案大的关键尺寸，所述第一虚设图案限制所述单元图案的图案变形；

在所述第一虚设图案内的区域中插入用于限制所述第一虚设图案的图案变形的第一辅助特征，其中所述第一辅助特征是间隔图案；

在所述第一虚设图案外的区域中插入用于额外限制所述第一虚设图案的图案变形的第二辅助特征的阵列，其中所述第二辅助特征包括在与所述第一虚设图案的方向垂直的方向延伸且具有设置成相邻所述第一虚设图案的端的条形图案，所述第二辅助特征用于设计要被转印至所述晶片上的图案布局；以及

通过以曝光工艺转印所述图案布局至所述晶片上，形成所述第一虚设图案和用于暴露所述晶片的隔离区域的单元图案的阵列。

11.如权利要求10的方法，进一步包括插入具有等于所述单元图案的关键尺寸和形状的第二虚设图案的阵列，其中所述第二虚设图案的阵列插入在所述第一虚设图案和所述单元图案之间。

12.如权利要求10的方法，其中使用具有设置在所述单元图案的辅轴方向上的对应极的偶极曝光设备，实施以曝光工艺转印所述图案布局至所述晶片上。

13.一种用于形成半导体器件的图案的方法，所述方法包括：

在晶片的有源区中设置接触孔的阵列；

在所述接触孔的阵列外的区域中设置用于限制所述接触孔的图案变形的第一虚设接触孔；

在每个第一虚设接触孔内插入用于限制所述第一虚设接触孔的图案变形的第一辅助特征；

在所述第一虚设接触孔外的区域中插入用于额外限制所述第一虚设接触孔的图案变形的第二辅助特征的阵列，其中所述第二辅助特征用于设计要被转印至所述晶片上的图案布局；以及

通过以曝光工艺转印所述图案布局至所述晶片上，形成所述接触孔和所述第一虚设接触孔。

14.如权利要求13的方法，其中每个第一虚设接触孔被设置成具有与每个接触孔形状相等的形状和比每个接触孔的关键尺寸大的关键尺寸，

其中所述方法进一步包括插入具有与每个接触孔的形状和关键尺寸相等的第二虚设接触孔的阵列，其中所述第二虚设接触孔的阵列插入在所述第一虚设接触孔与所述接触孔的阵列之间。

15.如权利要求14的方法，其中当所述第一虚设接触孔包括间隔图案时，所述第一辅助特征是固体图案。

16.如权利要求13的方法，其中所述第二辅助特征被插入为在与所述第一虚设接触孔的方向垂直的方向延伸的条形图案。

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