CN103339711B - 成像装置、其形成方法以及形成半导体装置结构的方法 - Google Patents

成像装置、其形成方法以及形成半导体装置结构的方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示一种成像装置，其包括至少一个阵列图案区和至少一个衰减区。所述至少一个阵列图案区中的多个成像特征与所述至少一个衰减区中的多个辅助特征具有彼此大体上相同的大小且大体上按某一间距形成。还揭示了形成成像装置的方法以及形成半导体装置结构的方法。

Description

成像装置、其形成方法以及形成半导体装置结构的方法
优先权主张
本申请案主张2011年1月7日申请的第12/986,836号美国专利申请案“成像装置、其形成方法以及形成半导体装置结构的方法(IMAGINGDEVICES，METHODSOFFORMINGSAME，ANDMETHODSOFFORMINGSEMICONDUCTORDEVICESTRUCTURES)”从申请日期起的权利。
技术领域
本发明的实施例涉及光刻工艺，且更特定来说，涉及利用成像装置来改进光刻工艺、形成此些成像装置的方法以及形成利用所述成像装置的半导体装置结构的方法，所述成像装置具有大体上具有相同大小且大体上按某一间距形成的阵列特征和辅助特征。
背景技术
光罩常用以在集成电路晶片上形成图案。随着图案尺寸减小，临界尺寸(CD)近接效应变成显著问题，且使用用以校正近接效应问题的方法。光学近接校正(OPC)为消除由近接效应造成的装置临界尺寸的偏差的一种方法。近接效应发生在辐射(例如，光)投射到上面具有图案的光罩上时。由于光罩使辐射发生衍射(其还可表征为散射)，辐射发散且扩散。经衍射的光产生多个衍射级，并非所有所述衍射级都会被光学系统的透镜捕获。透镜捕获光的一部分，所述部分被导引到半导体衬底的表面。此外，辐射的穿过半导体衬底上的光致抗蚀剂材料的一部分被下伏半导体衬底的表面反射，从而引起光干涉且导致图案的部分中的光致抗蚀剂材料的过度曝光，此情形引起光致抗蚀剂材料中的缺陷，例如光学失真(即，圆化)。虽然OPC方法用以校正这些缺陷，但常规OPC方法是复杂的，这是因为必须利用计算机软件来计算可能发生光学失真之处。常规OPC方法还依赖于经验数据。然而，对OPC的基于经验的解决方案需要延长的时间和许多掩模反复以便成功地开发。
在常规OPC方法中还使用例如衬线特征、锤形特征和支架特征等辅助特征。所述辅助特征是相对于光罩上的图案以次分辨率尺度形成的，所述图案对应于待形成于半导体衬底上的特征。虽然常规辅助特征未成像(例如，印刷)于半导体衬底上，但由于可处于高攻角下且通过光学系统中的透镜的边缘的衍射信号的产生，这些辅助特征引起辐射的额外的衍射和散射。常规辅助特征对像差为敏感的，这是因为它们虽然实现了半导体衬底上的特征的成像但它们自身并不参与成像。在常规OPC方法中使用此些辅助特征会引起在生产和模拟/建模两者中的CD均匀性(CDU)和CD偏移控制方面的问题。
将希望达成具有较少掩模制造问题、成像质量问题、CD和CDU问题的光刻工艺。
发明内容
附图说明
图1到图3为根据本发明的实施例的成像装置的自顶向下的视图；
图4为根据本发明的实施例的形成于半导体装置结构上的图案的侧视图；
图5为使用图3的成像装置产生的模拟的、剂量对清除量曲线(相对辐射强度随光致抗蚀剂厚度而变)；
图6为现有技术的成像装置的自顶向下的视图；
图7为使用图6的成像装置产生的模拟的、剂量对清除量曲线(相对辐射强度随光致抗蚀剂厚度而变)；
图8为根据本发明的实施例的形成于半导体装置结构上的图案的侧视图；
图9为使用图1的成像装置产生的模拟的、剂量对清除量曲线(相对辐射强度随光致抗蚀剂厚度而变)；
图10为现有技术的成像装置的自顶向下的视图；
图11为使用图10的成像装置产生的模拟的、剂量对清除量曲线(相对辐射强度随光致抗蚀剂厚度而变)；
图12为使用图2A和2B的成像装置产生的模拟的、剂量对清除量曲线(相对辐射强度随光致抗蚀剂厚度而变)；以及
图13和图14为根据本发明的实施例的成像装置的自顶向下的视图。
具体实施方式
揭示用于形成半导体装置结构的成像装置(例如，光掩模(例如，光罩))，还揭示形成所述成像装置的方法以及形成半导体装置结构的方法。成像装置可包含衬底上的至少一个阵列图案区和至少一个衰减区。所述至少一个阵列图案区可包含对应于最终将形成于半导体装置结构上的阵列特征的成像特征。在一个实施例中，所述至少一个衰减区可包含辅助特征，所述辅助特征经配置以至少显著地使辐射衰减(例如，阻挡)使得对应特征不形成于半导体装置结构上。在另一实施例中，所述至少一个衰减区可包含辅助特征和至少一个像素化结构，这些特征和结构经配置以至少显著地使辐射衰减(例如，阻挡)使得对应特征不形成于半导体装置结构上。通常希望半导体装置结构上的阵列特征具有彼此大体上相同的大小且大体上按某一间距形成。因此，阵列图案区中的成像特征也可具有彼此大体上相同的大小且大体上按某一间距形成。衰减区中的辅助特征具有彼此大体上相同的特征大小且具有与成像特征大体上相同的特征大小和间距。成像特征和辅助特征的周期性可向最终形成于半导体装置结构上的阵列特征提供良好的CD和CDU。
本发明的成像装置使得不同量的辐射能够透射穿过成像装置的不同区。由于在衰减区上辅助特征的周期性可以按恒定(例如，均匀)间距来维持，因此阵列图案区可易于成像。因此，利用成像装置的光刻工艺中的光学系统可将成像特征(阵列图案区中)和辅助特征(衰减区中)视为灰度阶和视为均匀场。通过以大体上相同的大小和间距形成成像特征和辅助特征，改善了跨越阵列和周边的衍射一致性。此外，可维持成像特征的图像质量和因此阵列特征的图像质量。通过利用本发明的成像装置和方法，可从根本上改善成像(例如，在制造快闪存储器时使用的成像)。
以下描述提供特定细节(例如，成像装置中的材料类型、材料厚度和图案)以便提供对本发明的实施例的透彻描述。然而，所属领域的一般技术人员将理解，可在不使用这些特定细节的情况下实践本发明的实施例。实际上，可结合产业中使用的常规制造技术来实践本发明的实施例。此外，以下提供的描述并不形成用于制造半导体装置的完整工艺流程。以下所描述的半导体装置结构并不形成完整半导体装置。以下仅详细描述理解本发明的实施例所必需的那些工艺动作和结构。用以从半导体装置结构形成完整半导体装置的额外动作可通过常规制造技术来执行。
除非另外指定，否则本文中所描述的材料可通过任何合适技术来形成，包含(但不限于)旋涂、毯覆式涂布、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强型ALD，或物理气相沉积(PVD)。或者，可就地生长所述材料。取决于待形成的特定材料，用于沉积或生长材料的技术可由所属领域的一般技术人员进行选择。虽然本文中所描述和说明的材料可形成为层，但材料不限于此且可形成为其它三维配置。
本文中所呈现的说明并不意味着是任何特定半导体装置结构的实际视图，而是仅为用以描述本发明的理想化表示。诸图未必按比例绘制。另外，诸图之间共同的元件可保持相同数字标号。
待形成于半导体装置结构上的阵列特征的所要图案可通过使不同量(其还可表征为量值(即，强度))的辐射能够透射以穿过成像装置来实现。以实例说明，成像装置的阵列图案区可使得较高百分比的辐射能够透射穿过其以形成半导体装置结构上的阵列特征，而衰减区可使得较低百分比的辐射能够透射穿过其。因此，对应于位于衰减区中的辅助特征的特征可能不会形成于半导体装置结构上。辅助特征可由辐射衰减材料形成，使得衰减量的辐射穿过成像装置的衰减区。可选择辐射衰减材料以提供辐射衰减的所要程度和相位。待形成于半导体装置结构上的阵列特征可为密集特征、隔离特征或其组合。如本文中所使用，术语“密集特征”和“隔离特征”指代在半导体装置结构上个别特征彼此的相对近接度。密集特征在半导体装置结构上彼此可紧密近接，而隔离特征彼此可间隔得较远。半导体装置结构还可包含密集特征过渡到隔离特征的区。为方便起见，此过渡区在本文中被称为所谓的“等密区”。等密区为半导体装置结构的从阵列特征过渡到辅助特征的部分。阵列特征在半导体装置结构的主平面中可大体上为一维特征，例如导电线(例如，存取线(即，字线))，或为二维特征，例如触点。
本发明的方法可利用具有至少一个阵列图案区和至少一个衰减区的成像装置以在半导体装置结构上形成所要图案。如图1所示，成像装置2可包含上面形成有辅助特征6的衬底4，所述辅助特征6经配置以至少部分地使穿过其的辐射衰减。其它成像装置2′、2″、2″′、2″″展示于图2A、2B、3和13中。辅助特征6可(例如)经配置以大体上阻挡穿过成像装置2′、2″、2″′、2″″的辐射。辅助特征6可由使辐射衰减的光学不透明材料形成。如本文中所使用，术语“光学不透明”或其文法等效词表示且包含经配置以截获(例如，吸收)成像装置2、2′、2″、2″′、2″″所曝露于的辐射的材料。成像装置2、2′、2″、2″′、2″″还可包含成像特征8，所述成像特征是由光学不透明材料或部分透射性材料形成。如本文中所使用，术语“部分透射性材料”或其文法等效词表示且包含当成像装置2、2′、2″、2″′、2″″在(例如)光刻工艺期间曝露于选定波长或波长范围的辐射时此辐射的一部分能穿过的材料。以实例说明，部分透射性材料可包含(但不限于)钼硅(MoSi)、掺钼氧化硅(MoSixOy)、掺钼氮氧化硅(MoSixOyNz)、掺钼氮化硅、硅化钼、氧化铬(CrO)、氮氧化钽硅(TaSiON)或其组合，其中“x”、“y”和“z”为大于零的数字。部分透射性材料可使大约6％、大约20％、大约30％或大约40％的辐射能够穿过其，此取决于所选择的材料。使6％或20％的辐射能够穿过的部分透射性材料为此项技术中已知的。成像特征8可与成像装置2上的开放区域和辅助特征6异相180°。如先前所描述，辅助特征6可形成衰减区10且成像特征8可形成阵列图案区12。衬底4可由对成像装置2、2′、2″、2″′、2″″待曝露于的一定波长或波长范围的辐射为光学透明的材料形成。如本文中所使用，术语“光学透明”或其文法等效词表示且包含当成像装置2、2′、2″、2″′、2″″(例如)在光刻工艺期间曝露于选定波长或波长范围的辐射时所述辐射大体上全部都能穿过的材料。举例来说，光学透明材料可为石英。在图1到3和13中，用白色指示成像装置2、2′、2″、2″′、2″″中辐射能穿过的区(由光学透明材料形成的那些区)，用黑色指示成像装置2、2′、2″、2″′、2″″中大体上阻挡辐射穿过的区(由光学不透明材料形成的那些区)，且用灰色指示成像装置2、2′、2″、2″′、2″″中至少部分地阻挡辐射穿过的区(辅助特征6、像素化结构14或成像特征8)。
在成像装置2、2′、2″、2″′、2″″的一些实施例中，通过用按辅助特征6的厚度调配的材料形成辅助特征6以部分地使辐射衰减，辅助特征6至少部分地使辐射衰减。可基于辐射衰减材料的消光系数(k)来选择辐射衰减材料以实现辐射的所要百分比的衰减(部分透射性)。辐射衰减材料可阻挡已知百分比的特定波长或波长范围的辐射穿过衰减区10，而准许剩余辐射穿过衰减区10。辐射衰减材料可为MoSi、MoSixOy、MoSixOyNz、掺钼氮化硅、硅化钼、CrO、TaSiON或其组合，其中“x”、“y”和“z”为大于零的数字。在一个实施例中，辐射衰减材料为MoSi。以实例说明，辐射衰减材料可为经配置以阻挡6％的辐射或阻挡20％的辐射的MoSi。辐射衰减材料可通过常规技术而形成于衬底4上，例如通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)。辅助特征6可通过图案化辐射衰减材料而由辐射衰减材料形成，例如通过使用本文中未详细描述的常规光刻技术。用于使辐射有效衰减的辐射衰减材料的厚度可取决于成像装置2、2′、2″、2″′、2″″待曝露于的辐射的波长或波长范围且取决于辐射透射穿过成像装置2、2′、2″、2″′、2″″的所要程度。以非限制性实例说明，如果将从大约193nm到大约248nm的波长用作辐射，那么辐射衰减材料的厚度可从大约50nm到大约200nm。
在成像装置2′、2″的另一实施例中，衰减区10包含至少一个像素化结构14，所述像素化结构14的形成材料对成像装置2′、2″所曝露于的一定波长或波长范围的辐射为光学不透明的、吸收性的(例如，非透射性)或部分透射性的，如图2A和2B中所展示。像素化结构14可由多个所谓的光学不透明材料“点”形成，所述点对于用于光刻工艺中的光学系统显现为如同灰度阶。像素化结构14的所述点可按次分辨率尺度形成，使得像素化结构14的所述点的大小可小于用于光刻工艺中的光学系统的分辨率。辅助特征6结合像素化结构14可控制成像装置2′、2″的衰减区10中的辐射透射。以实例说明，光学不透明材料可为金属材料，例如铬(Cr)、含铬化合物、氮化钛、钨或其组合。辅助特征6和像素化结构14可由与成像特征8相同的材料形成。在一个实施例中，辅助特征6和像素化结构14是由铬形成。光学不透明材料可形成为从大约到大约的厚度。光学不透明材料可通过常规技术而形成于衬底4上，例如通过CVD或PVD，此取决于所使用的材料。辅助特征6和像素化结构14可通过图案化光学不透明材料而由光学不透明材料形成，例如通过使用本文中未详细描述的常规光掩模曝写(photomaskwriting)技术。以实例说明，可使用电子束曝写器(e-beamwriter)或基于激光的曝光工具来图案化光学不透明材料。
图2A和2B中的辅助特征6可相对于阵列图案区12的成像特征8按某一间距形成。然而，像素化结构14可相对于辅助特征6和成像特征8不按间距形成。衰减区10中的经图案化的光学不透明材料可形成像素化结构14和辅助特征6，如图2A和图2B中所展示。像素化结构14可位于个别辅助特征6之间、定位成接近辅助特征6(如图2A中所展示)或接触辅助特征6(如图2B中所展示)。当成像装置2′、2″曝露于辐射时，像素化结构14和辅助特征6可防止辐射穿过衰减区10。像素化结构14的间距可使光学系统将像素化结构14视为均匀衰减场。由于辅助特征6和像素化结构14使辐射发生衍射，辐射可超出所述区以被光学系统的透镜捕获。辐射的能量低于阈值水平(E0)，从而使光学系统将像素化结构14视为均匀衰减场。因此，辅助特征6和像素化结构14可能不形成(例如，印刷)于半导体装置结构上，而阵列特征则形成于所述半导体装置结构上。
在其它实施例中，可形成成像装置2、2″′，其中阵列图案区12与衰减区10的相对大小不同。以实例说明，阵列图案区12的大小可大于衰减区10的大小，或阵列图案区12的大小可小于衰减区10的大小，如通过图1和3中的这些区的比较所展示。在一个实施例中，如图1中所展示，阵列图案区12相对于成像装置2的衰减区10可较小，所述阵列图案区对应于待形成于半导体装置结构上的图案。由于衰减区10为大尺度特征，因此衰减区10可提供大尺度的辐射衰减。此外，由于衰减区10的面积相对较大，因此本发明的方法可比常规OPC方法易于实施。在另一实施例中，成像装置2″′的阵列图案区12相对于衰减区10可较大，如图3中所展示。然而，在这两个实施例中，阵列图案区12和衰减区10可包含大体上按某一间距形成的特征(辅助特征6和成像特征8)。因此，与大小较小且具有像差敏感性的常规辅助特征相对比，本发明的成像装置2、2″′的衰减区10可具有大体上降低的像差敏感性。
图1到3中所展示的成像装置2、2′、2″、2″′可用以形成半导体装置结构上的阵列特征，例如线和空间的图案。此外，类似于成像装置2、2′、2″、2″′的成像装置可用于形成半导体装置结构上的不同图案。为了形成所述图案(其在以下更详细描述)，成像装置2、2′、2″、2″′可定位于上面具有光致抗蚀剂材料(图中未展示)的衬底4上方。光致抗蚀剂材料可为用于光刻工艺中的常规材料，且因此在本文中不对其进行详细描述。如本文中所使用，术语“衬底”表示且包含常规硅衬底或具有半导体材料层的其它块体衬底。如本文所使用，术语“块体衬底”不仅包含硅晶片，而且还包含绝缘体上硅(SOI)衬底、蓝宝石上硅(SOS)衬底、基底半导体底座上的硅的外延层，以及其它半导体或光电材料，例如硅锗、锗、砷化镓或磷化铟。衬底4可任选地在其上包含其它材料(图中未展示)，例如来自在半导体装置结构的制造期间进行的先前动作的材料。衬底4和光致抗蚀剂材料可形成中间半导体装置结构，阵列特征将形成于所述中间半导体装置结构上。为简单起见，在图式中既不说明光致抗蚀剂材料也不说明下伏材料(如果存在的话)。
可使所要波长或波长范围的辐射穿过成像装置2、2′、2″、2″′中的每一者而导引到中间半导体装置结构的光致抗蚀剂材料处。在辐射穿过成像装置2、2′、2″、2″′中的每一者时，成像装置2、2′、2″、2″′中的阵列图案区12和衰减区10可使辐射以不同方式透射穿过其，从而使成像装置2、2′、2″、2″′中的每一者上的图案能够转移到上覆衬底4的光致抗蚀剂材料。如果到达光致抗蚀剂材料的辐射的强度大于阈值水平(E0)，那么光致抗蚀剂材料可通过辐射固化且随后被显影和移除，从而在光致抗蚀剂材料中产生与成像装置2、2′、2″、2″′中的图案对应的图案。虽然本文中的各种实施例将光致抗蚀剂材料描述为正型光致抗蚀剂且将其显影描述为正型显影工艺，但所述光致抗蚀剂材料还可为使用正型显影工艺(例如，TMAH)显影的负型光致抗蚀剂或使用负型显影工艺(例如，溶剂用于未经曝光的区)显影的正型光致抗蚀剂。以实例说明，辐射可透射穿过阵列图案区12(穿过其的辐射大于E0)，且通过衰减区10至少部分地衰减或大体上阻挡(穿过其的辐射小于E0)，此取决于用以形成衰减区10中的辅助特征6或像素化结构14的材料。在显影后，经图案化的光致抗蚀剂材料可用作掩模以图案化下伏材料(例如，衬底4)，从而在衬底4的顶表面上产生阵列特征。
本发明的成像装置2、2′、2″、2″′和方法可用于光刻工艺中以在衬底4上形成阵列特征，其中阵列特征是按均匀间距形成。阵列特征可为密集或隔离的。以实例说明，阵列特征可为线和空间的图案，例如，(例如)用于快闪存储器的导电线(例如，存取线(即，字线))的图案。本发明的成像装置2″″和方法还可用以形成所关注的二维图案，只要待形成的阵列特征大体上是按某一间距形成且具有大体上相同的大小即可。以下更详细描述待使用本发明的成像装置2、2′、2″、2″′和方法形成的图案的各种实例。为简单起见，图4和8中的每一者说明可使用成像装置2、2′、2″、2″′形成的半导体装置结构16、16′的顶表面。
图4说明利用图3的成像装置2″′形成的具有线18和空间20的图案的半导体装置结构16。以实例说明，此图案可用以产生“与非”(NAND)快闪存储器装置中的导电线(即，存取线，例如字线)。如图5中所展示，空间图像曲线图(用以完全移除上覆衬底4的光致抗蚀剂材料的辐射的相对强度随衬底4上的位置而变)的模拟指示可形成(例如，印刷)均匀的线18。强度阈值为光致抗蚀剂材料的参数，且界定引发光致抗蚀剂材料的化学特性的充分改变所需的辐射量，使得可使光致抗蚀剂材料完全显影。如先前所描述，光致抗蚀剂材料可为正型或负型，且可通过正型显影工艺或负型显影工艺来显影。用于光刻的模拟工具为此项技术中已知的，例如可购自KLA-Tencor公司(加利福尼亚州米尔皮塔斯美)的PROLITHTM系统。如图5所证明，线18可展现良好的CDU和对比度。此外，正规化图像对数斜率(NILS)和CD沿线18可为均匀的(例如，不改变)。因此，成像装置2″′的使用应实现对阵列特征的CDU的简化控制，且可能不需要额外OPC。然而，如果需要额外校正，那么本发明的方法可结合常规OPC方法来使用。相比而言，在使用如图6中所展示的成像装置22(其具有大小不同且未按某一间距形成的多个特征24)的常规OPC方法中，空间图像曲线图(图7)指示未均匀地形成线且NILS和CD沿所述线改变。
图8说明利用图1的成像装置2形成的具有线18和空间20的图案的半导体装置结构16′。此图案可用以产生NAND快闪存储器装置中的导电线(例如，存取线，例如字线)。如图9中所展示，空间图像曲线图指示可形成均匀线18。相比而言，在使用如图10中所展示的成像装置22′(其具有大小不同的多个特征24)的常规OPC方法中，空间图像曲线图(图11)指示未均匀地形成线。
图2A和2B的包含像素化结构14的成像装置2′、2″可用以形成图4中所展示的半导体装置结构16上的线18和空间20的图案。如图12中的剂量对清除量(dose-to-clear)曲线指示，在利用成像装置2′、2″时，可形成均匀的线。因此，可能不需要额外OPC。
还可利用成像装置2″″而将小的隔离特征(例如，触点)形成于半导体装置结构上，如图13和14中所展示。成像装置2″″可包含衰减区10中的辅助特征6和阵列图案区12中的成像特征8，其中辅助特征6通过辐射衰减材料26而彼此分离。阵列图案区12中的成像特征8可具有与待形成于半导体装置结构上的触点的图案对应的图案。衰减区10中的辅助特征6和阵列图案区12中的成像特征8可具有大体上相同的大小且大体上按某一间距形成。衰减区10的总面积可显著大于阵列图案区12的总面积。由于成像特征8和辅助特征6的大体上均匀的间距和大小，光学系统可在光刻期间将成像装置2″″视为具有均匀场。尽管衰减区10中的辅助特征6的大小和间距大体上与阵列图案区12中的成像特征8相同，但辅助特征6不通过光学系统形成，这是因为辐射衰减材料26使穿过其的辐射衰减。
在图13中所说明的实施例中，常规正型显影工艺可用以形成隔离特征。辅助特征6可由部分透射性材料形成，成像特征8可由光学透明材料(例如，石英)形成，阵列图案区12可由部分透射性材料(例如，先前所描述的材料中的一者)形成，且辐射衰减材料26可由光学不透明材料形成。辐射的衰减可在成像装置2″″的包含辅助特征6的区中发生。在图14中所说明的实施例中，常规负型显影工艺可用以形成隔离特征。辅助特征6和成像特征8可由光学不透明材料形成，阵列图案区12可由光学透明材料(例如，石英)形成，且辐射衰减材料26可由部分透射性材料(例如，先前所描述的材料中的一者)形成。
先前所描述的本发明的成像装置2、2′、2″、2″′、2″″和方法还可用以形成包含多个密集阵列特征(图中未展示)和多个隔离阵列特征(图中未展示)的半导体装置结构。所述半导体装置结构还可包含半导体装置结构从阵列特征过渡到辅助特征的等密区。在通过常规方法形成此些半导体装置结构期间，所述过渡区通常展现出阵列的边缘处关于CDU、CD偏移和CD不对称性的问题。然而，通过利用本发明的成像装置2、2′、2″、2″′、2″″和方法，可减少或消除关于CDU、CD偏移和CD不对称性的问题。
通过在光刻工艺中利用本发明的成像装置2、2′、2″、2″′、2″″，可对成像装置2、2′、2″、2″′、2″″的大的区进行单一衰减动作。因此，本发明的方法可比常规OPC方法易于实施。还可在对现有设备和硬件进行很少修改的情况下在常规光刻工艺中利用成像装置2、2′、2″、2″′、2″″。在常规OPC方法中，辐射可能会超出光学系统的透镜，此情形导致高的像差敏感性。然而，通过本发明的成像装置2、2′、2″、2″′、2″″和方法，大体上所有的辐射落在透镜内，从而给出强健的像差性能。由于辅助特征6是以与成像特征8大体上相同的特征大小和间距来形成，因此用于本发明的方法中的光学系统可易于对辅助特征6成像，从而实现低的像差敏感性。此外，由于辅助特征6是跨越衰减区10以周期性方式形成，因此辅助特征6可被光学系统在光学上视为均匀场。因此，衰减区10的辅助特征6可参与成像，即使对应特征未形成于半导体装置结构16、16′上。相比而言，在常规OPC方法中，光学系统并不在光学上辨识辅助特征，这是因为这些辅助特征是以次分辨率尺度形成。在本发明的成像装置2、2′、2″、2″′、2″″和方法中，与阵列图案区12相对比，衰减区10可在光学上被视为灰度阶。
结论
本发明的一实施例包含一种成像装置。所述成像装置包括至少一个阵列图案区和至少一个衰减区。至少一个阵列图案区中的多个成像特征和至少一个衰减区中的多个辅助特征具有彼此大体上相同的大小且大体上按某一间距形成。
本发明的另一实施例包含一种形成成像装置的方法。所述方法包括在衬底上形成多个成像特征和多个辅助特征。所述多个成像特征和所述多个辅助特征具有彼此大体上相同的大小且具有大体上均匀的间距。
本发明的又一实施例包含一种形成半导体装置结构的方法，所述方法包括经由成像装置使光致抗蚀剂材料曝露于辐射。所述成像装置包括至少一个阵列图案区和至少一个衰减区。至少一个阵列图案区中的特征具有与至少一个衰减区中的特征大体上相同的大小且大体上按与至少一个衰减区中的特征相同的间距形成。移除光致抗蚀剂材料的部分以在光致抗蚀剂材料中形成图案。接着将所述图案转移到所述结构。
尽管本发明易受到各种修改和具有各种替代形式，但特定实施例已通过实例在图式中加以展示且已在本文中加以详细描述。然而，本发明并不希望限于所揭示的特定形式。更确切而言，本发明欲涵盖属于所附权利要求书以及其法律等效物界定的本发明的范围内的所有修改、等效物和替代方案。

Claims (16)

1.一种成像装置，其包括：
包括多个成像特征的至少一个阵列图案区以及包括至少一个像素化结构和由光学不透明材料形成的多个辅助特征的至少一个衰减区，所述至少一个像素化结构和所述多个辅助特征经配置以使得对应特征不形成于半导体装置结构上，
其中所述多个成像特征具有彼此相同的大小和间距，所述多个辅助特征具有彼此相同的大小和间距，所述多个辅助特征与所述多个成像特征具有相同的大小，且所述多个辅助特征彼此之间的间距与所述多个成像特征彼此之间的间距相同。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述至少一个阵列图案区包括光学透明材料和光学不透明或部分透射性材料的图案。
3.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述至少一个阵列图案区的总面积大于所述至少一个衰减区的总面积。
4.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述至少一个衰减区的总面积大于所述至少一个阵列图案区的总面积。
5.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述至少一个像素化结构中的像素化结构接触所述多个辅助特征中的辅助特征。
6.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述至少一个像素化结构中的像素化结构被定位成邻近所述多个辅助特征中的辅助特征。
7.一种形成成像装置的方法，其包括：
在衬底上形成包括多个成像特征的阵列图案区和包括多个像素化结构以及由光学不透明材料形成的多个辅助特征的衰减区，所述多个像素化结构和所述多个辅助特征经配置以使得对应特征不形成于半导体装置结构上，
其中所述多个成像特征形成为具有彼此相同的大小和间距，所述多个辅助特征形成为具有彼此相同的大小和间距，所述多个辅助特征与所述多个成像特征形成为具有相同的大小，且所述多个辅助特征彼此之间的间距与所述多个成像特征彼此之间的间距相同。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在衬底上形成包括多个成像特征的阵列图案区和包括多个像素化结构以及多个辅助特征的衰减区包括：由光学不透明材料或部分透射性材料形成所述多个成像特征。
9.根据权利要求7所述的方法，其中在衬底上形成包括多个成像特征的阵列图案区和包括多个像素化结构以及多个辅助特征的衰减区包括：在所述多个辅助特征的相邻辅助特征之间形成所述多个像素化结构中的每个像素化结构。
10.根据权利要求7所述的方法，其中在衬底上形成包括多个成像特征的阵列图案区和包括多个像素化结构以及多个辅助特征的衰减区包括：与所述多个辅助特征的相应的辅助特征相接触地形成所述多个像素化结构中的每个像素化结构。
11.一种形成半导体装置结构的方法，其包括：
经由成像装置使光致抗蚀剂材料曝露于辐射，所述成像装置包括：
至少一个阵列图案区和至少一个衰减区，其中所述至少一个阵列图案区中的成像特征具有彼此相同的大小和间距，所述至少一个衰减区中的辅助特征具有彼此相同的大小和间距，所述至少一个阵列图案区中的所述成像特征具有与所述至少一个衰减区中的所述辅助特征相同的大小，且所述至少一个阵列图案区中的所述成像特征彼此之间的间距与所述至少一个衰减区中的所述辅助特征彼此之间的间距相同，所述辅助特征由光学不透明材料形成，其中所述衰减区进一步包括至少一个像素化结构，且所述辅助特征和所述至少一个像素化结构经配置以使得对应特征不形成于待形成图案的所述半导体装置结构上；
移除所述光致抗蚀剂材料的部分以在所述光致抗蚀剂材料中形成图案；以及
将所述光致抗蚀剂材料中的所述图案转移到所述待形成图案的半导体装置结构。
12.根据权利要求11所述的方法，其中移除所述光致抗蚀剂材料的部分以在所述光致抗蚀剂材料中形成图案包括：移除所述光致抗蚀剂材料的曝露于高于阈值水平的辐射下的部分。
13.根据权利要求11所述的方法，其中移除所述光致抗蚀剂材料的部分以在所述光致抗蚀剂材料中形成图案包括：移除所述光致抗蚀剂材料的未曝露于辐射下的部分。
14.根据权利要求11所述的方法，其中将所述光致抗蚀剂材料中的所述图案转移到所述待形成图案的半导体装置结构包括：形成阵列特征而不形成对应于所述至少一个衰减区的所述辅助特征的额外特征。
15.根据权利要求11所述的方法，其中将所述光致抗蚀剂材料中的所述图案转移到所述待形成图案的半导体装置结构包括形成线和空间的图案。
16.根据权利要求11所述的方法，其中将所述光致抗蚀剂材料中的所述图案转移到所述待形成图案的半导体装置结构包括形成触点。
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